Один з пунктів, який я висловив у своєму пості два з половиною роки тому на "Кінцева гра"тобто різні шляхи майбутнього розвитку блокчейну, принаймні технологічно, виглядають дивовижно схоже. У обох випадках маємо дуже велику кількість транзакцій onchain, а їх обробка потребує (i) великої кількості обчислень та (ii) значного обсягу даних. Звичайні вузли Ethereum, такі як 2 ТБ рет вузол архівупрацюють на ноутбуці, який я використовую для написання цієї статті, не є достатньо потужними, щоб перевірити таку велику кількість даних та обчислень безпосередньо, навіть з героїчною роботою з програмним забезпеченнямДерева Веркле. Замість цього, як в “L1 шардінг” так і орієнтований на rollupсвіт, ZK-SNARKsвикористовуються для перевірки обчислення, та DASдля перевірки доступності даних. DAS в обох випадках однакове. ZK-SNARKs в обох випадках - це та ж технологія, за винятком того, що в одному випадку це код розумного договору, а в іншому - вбудована функція протоколу. У дуже реальному технічному сенсі Ethereum робить шардування, а ролапи є шардами.

Це викликає природне питання: в чому різниця між цими двома світами? Одна відповідь полягає в тому, що наслідки помилок у коді різні: у світі rollup губляться монети, а у світі ланцюга частин мають місце невдачі консенсусу. Але я очікую, що по мірі утвердження протоколів і покращення технологій формальної верифікації важливість помилок буде зменшуватися. Тож які різниці між цими двома візіями можна очікувати, що залишаться на довготривалий період?

Різноманіття середовищ виконання

Одна з ідей, яку ми коротко розглядали в Ethereum у 2019 році буласередовища виконанняПо суті, у Ethereum можуть бути різні «зони», які можуть мати різні правила щодо того, як працюють облікові записи (включаючи абсолютно різні підходи, такі як UTXO), як працює віртуальна машина та інші функції. Це дозволить різноманіття підходів у частинах стеку, де було б складно досягти успіху, якби Ethereum намагався зробити все самостійно.

Наприкінці ми вирішили відмовитися від деяких більш амбіційних планів і просто залишили EVM. Однак, Ethereum L2s (включаючи rollups, valdiums та Plasmas), мабуть, виявилися виконавчими середовищами. Сьогодні ми в основному зосереджуємося на EVM-еквівалентних L2s, але це ігнорує різноманіття багатьох альтернативних підходів:

• Arbitrum Stylus, яка додає другу віртуальну машину на основі ВАСМпоруч з EVM.
• Паливо, яка використовує архітектуру на основі UTXO, подібну до Bitcoin (але більш повнофункціональну).
• Ацтек, яка вводить нову мову та парадигму програмування, розроблену навколо конфіденційних смарт-контрактів на основі ZK-SNARK.

UTXO-базована архітектура. Джерело: документація Fuel.

Ми могли б спробувати перетворити EVM на супер-VM, яка охоплює всі можливі парадигми, але це призвело б до набагато менш ефективних реалізацій кожного з цих концепцій, ніж дозволити платформам, подібним до цих, спеціалізуватися.

Компроміси безпеки: масштаб та швидкість

Ethereum L1 надає дійсно сильну гарантію безпеки. Якщо якась частина даних знаходиться всередині блоку, який завершується на L1, весь консенсус (включаючи, в екстремальних ситуаціях, соціальний консенсус) працює на те, щоб гарантувати, що дані не будуть відредаговані таким чином, щоб це суперечило правилам програми, яка помістила ці дані туди, що будь-яке виконання, ініційоване даними, не буде скасовано, і що дані залишаться доступними. Щоб досягти цих гарантій, Ethereum L1 готовий піти на високі витрати. На момент написання цієї статті комісії за транзакції відносно низькі: layer 2s забезпечуються менше, ніж центза транзакцію, і навіть L1 коштує менше 1 долара за базовий переказ ETH. Ці витрати можуть залишатися низькими в майбутньому, якщо технології достатньо швидко покращуються, щоб доступний блок-простір зростав, щоб відповідати попиту - але це може не статися. І навіть 0,01 долара за транзакцію є занадто високим для багатьох нефінансових застосувань, наприклад, соціальних мереж або гри.

Але соціальні медіа та ігри не потребують такої ж моделі безпеки, як L1. Це нормально, якщо хтось може заплатити мільйон доларів, щоб повернути запис про те, як вони програли шахову гру, або зробити один з ваших твітів таким, ніби він був опублікований через три дні після того, як це насправді було. Таким чином, ці застосунки не повинні платити за ті самі витрати на безпеку. Підхід, спрямований на L2, дозволяє це, підтримуючи спектр підходів до доступності даних з rollupsдоплазмадоvalidiums.

Різні типи L2 для різних використань. Дізнайтеся більшетут.

Інша компроміс щодо безпеки виникає навколо питання передачі активів з L2 на L2. У межах (5-10 років у майбутнє), я очікую, що всі роллапи будуть ZK-роллапами, а гіперефективні системи доведення, такі як Binius та Circle STARKsзпошукові, плюс шари агрегації доказів, зробить можливим надання L2s закінчених коренів стану в кожному слоті. Проте наразі ми маємо складне поєднання оптимістичних роллапів та ZK-роллапів з різними вікнами часу доведення. Якби ми реалізували розподіл виконання в 2021 році, модель безпеки для збереження чесності фрагментів була б оптимістичними роллапами, а не ZK - і тому L1 мусив би керувати системно складнийлогіка доказу шахрайства on-chain та тижневий період виведення для переміщення активів з фрагменту на фрагмент. Але, як і в програмному коді, я думаю, що ця проблема в кінцевому підсумку тимчасова.

Третій, і ще раз триваліший, аспект компромісу безпеки - це швидкість транзакцій. У Ethereum блоки кожні 12 секунд, і вони не бажають робити це набагато швидше через те, що це може занадто централізувати мережу. Багато L2 вивчають час створення блоку в декілька сотень мілісекунд. 12 секунд вже не так погано: в середньому користувачу, який надсилає транзакцію, потрібно почекати ~6-7 секунд, щоб потрапити в блок (не просто 6 через можливість того, що наступний блок їх не включить). Це порівняно з тим, на що мені доводиться чекати при здійсненні платежу за допомогою моєї кредитної картки. Але багато додатків вимагають набагато більшої швидкості, і L2 це надають.

Для забезпечення цієї вищої швидкості L2s покладаються на механізми попереднього підтвердження: власні валідатори L2 цифрово підписують обіцянку включити транзакцію в певний час, і якщо транзакція не буде включена, їх можуть покарати. Механізм, що називається StakeSureузагальнює це далі.

L2 попередні підтвердження.

Зараз ми могли спробувати зробити все це на рівні 1. Рівень 1 може включати систему "швидкого передпідтвердження" та "повільного остаточного підтвердження". Він може включати різні фрагменти з різними рівнями безпеки. Однак це додало б багато складностей у протокол. Крім того, роблячи все це на рівні 1, ми ризикуємоперевантаження консенсусу, оскільки багато з високомасштабних або швидкіших підходів мають вищі ризики централізації або потребують більш сильних форм “управління”, і якщо це робиться на рівні L1, ефекти цих сильніших вимог розповсюдяться на решту протоколу. Представляючи ці компроміси через рівні 2, Ethereum може в основному уникнути цих ризиків.

Переваги рівня 2 на організацію та культуру

Уявіть, що країна розділена навпіл, і одна половина стає капіталістичною, а інша - сильно управлінською (наприклад, коли це трапляєтьсявреальність, припустимо, що в цьому думковому експерименті це не результат якогось травматичного військового конфлікту; скоріше, одного дня магічно з'являється кордон, і це все. В капіталістичній частині ресторани усі ведуться різними комбінаціями децентралізованої власності, мереж та франшиз. У частині, контроль якої здійснюється урядом, вони усі є філіями уряду, як поліцейські установи. Першого дня багато не змінилося. Люди в основному слідкують за своїми існуючими звичками, і те, що працює і що не працює, залежить від технічних реалій, таких як навички праці та інфраструктура. Але через рік ви б очікували побачити великі зміни, оскільки відмінні структури стимулів та контролю призводять до значних змін у поведінці, які впливають на те, хто приходить, хто залишається і хто виїжджає, що будується, що підтримується, і що залишається гнити.

Промислова організаціятеорія охоплює багато цих відмінностей: вона говорить не тільки про відмінності між урядовою економікою та капіталістичною економікою, але також між економікою, де переважають великі франшизи, та економікою, де, наприклад, кожний супермаркет веде незалежний підприємець. Я б стверджував, що відмінність між екосистемою, орієнтованою на рівень 1, та екосистемою, орієнтованою на рівень 2, проходить по схожих лініях.

Архітектура "завдяки якій усе виконують розробники ядра" пішла дуже погано.

Я б висловив ключову перевагу Ethereum у тому, що вона є екосистемою, орієнтованою на рівень-2, наступним чином:

Оскільки Ethereum - це екосистема, орієнтована на рівень 2, ви вільні будувати незалежну підекосистему з власними унікальними особливостями, яка в той же час є частиною великого Ethereum.

Якщо ви просто будуєте клієнт Ethereum, ви частина більшого Ethereum, і хоча у вас є деякий простір для творчості, це далеко не так багато, як доступно для L2s. І якщо ви будуєте абсолютно незалежний ланцюжок, у вас є максимальний простір для творчості, але ви втрачаєте переваги, такі як загальна безпека та загальні мережеві ефекти. Layer 2 утворюють щасливу середину.

Layer 2s не просто створюють технічну можливість для експериментів з новими середовищами виконання та компромісами в галузі безпеки для досягнення масштабу, гнучкості та швидкості: вони також створюють стимул для розробників будувати та підтримувати їх, а також для спільноти формуватися навколо них та підтримувати їх.

Факт того, что кожен L2 є ізольованим, також означає, що розгортання нових підходів є дозволеним: немає потреби переконувати всіх основних розробників те, що ваш новий підхід "безпечний" для решти ланцюга. Якщо ваш L2 зазнає невдачі, то це ваша вина. Будь-хто може працювати над абсолютно дивними ідеями (напр., Підхід Intmax до Плазми) і навіть якщо їх повністю ігнорують основні розробники Ethereum, вони можуть продовжувати будувати і в кінцевому підсумку розгорнути. Особливості L1 та попередні компіляції не такі, і навіть в Ethereum те, що вдається і що не вдається в розробці L1, часто залежить від політики в більшій мірі, ніж ми б хотіли. Незалежно від того, що теоретично можна побудувати, різні стимули, створені центричною екосистемою L1 та центричною екосистемою L2, в кінцевому підсумку сильно впливають на те, що на практиці фактично будується, на якому рівні якості та в якому порядку.

З якими проблемами стикається екосистема рівня 2 Ethereum?

Архітектура рівня 1 + рівня 2 пішла зовсім не так.Джерело.

Існує ключове виклик цьому виду підходу, і це проблема, з якою центричні екосистеми першого рівня не мають стикатися майже в такій же мірі: координація. Іншими словами, поки Ethereum розгалужується, виклик полягає в збереженні фундаментальної властивості того, що все ще відчуває себе як «Ethereum» і має мережеві ефекти бути Ethereum, а не окремими ланцюгами N. На сьогоднішній день ситуація є неоптимальною багатьма способами:

• Переміщення токенів з одного рівня 2 на інший часто потребує централізованих місткових платформ, і для звичайного користувача це ускладнено. Якщо у вас є монети на оптимізмі, ви не можете просто вставити адресу Арбітруму когось у свій гаманець і відправити їм кошти.
• Підтримка гаманця з розумним контрактом для міжланцюгових операцій не є великою - як для особистих гаманців з розумним контрактом, так і для гаманців організацій (включаючи DAO). Якщо ви змінюєте свій ключ на одному L2, вам також потрібно змінити свій ключ на кожному іншому L2.
• Децентралізована інфраструктура валідації часто бракує. Ethereum нарешті починає мати гідних легких клієнтів, таких як Геліос. Однак, це не має сенсу, якщо всі події відбуваються на рівнях 2, які всі потребують своїх власних централізованих RPC. У принципі, як тільки у вас є ланцюжок заголовків Ethereum, створення легких клієнтів для L2s не є складним; на практиці надто мало акценту приділяється цьому.

Існують зусилля, що працюють над покращенням усіх трьох. Для обміну токенів між ланцюгами, ERC-7683 Стандарт є новим варіантом, і, на відміну від існуючих «централізованих мостів», він не має жодного закріпленого центрального оператора, токена чи управління. Для крос-чейн акаунтів підхід, який використовують більшість гаманців, полягає у використанні крос-чейн відтворюваних повідомлень для оновлення ключів у короткостроковій перспективі; зведені реєстрив довгостроковій перспективі. Легкі клієнти для L2s починають з'являтися, наприклад. Beerusдля Starknet. Крім того, недавні покращення у зручності використання через гаманці нового покоління вже вирішили багато більш простих проблем, таких як видалення потреби для користувачів вручну переключатися на правильну мережу для доступу до додатка.

Rabby показує інтегрований погляд на баланси активів по всіх ланцюгах. У далекій не такій вже й старій темній давнині гаманці цього не робили!

Але важливо розуміти, що екосистеми, орієнтовані на другий рівень, в певній мірі пливуть проти течії, намагаючись координувати. Індивідуальні рівні 2 не мають природного економічного стимулу будувати інфраструктуру для координації: малі не роблять цього, оскільки побачать лише невелику частку користі від своїх внесків, а великі не роблять цього, оскільки зможуть отримати таку саму або більшу вигоду від посилення власних місцевих мережевих ефектів. Якщо кожен рівень 2 окремо оптимізує свій індивідуальний шматок, і ніхто не думає про те, як кожен шматок вписується в більш широке ціле, ми отримуємо невдачі, подібні до урбаністичної дистопії на картинці кілька абзаців вище.

Я не стверджую, що маю чарівні ідеальні рішення для цієї проблеми. Найкраще, що я можу сказати, це те, що екосистемі потрібно більш повністю визнати, що крос-L2 інфраструктура є типом інфраструктури Ethereum, поряд з L1 клієнтами, інструментами розробника та мовами програмування, і це повинно бути оцінене та фінансоване як таке. У нас є Протокол Гільдія; можливо, нам потрібна Гільдія базової інфраструктури.

Висновки

«Рівні 2» та «розділення» часто описуються у громадському дискурсі як дві протилежні стратегії того, як масштабувати блокчейн. Але коли ви дивитесь на базову технологію, існує парадокс: фактичні базові підходи до масштабування точно такі ж. У вас є якийсь вид розділення даних. У вас є докази шахраїв або докази ZK-SNARK. У вас є рішення для між-{rollup, shard} комунікації. Основна різниця полягає в тому, хто відповідає за побудову та оновлення цих частин, і яка автономія у них є?

Екосистема, орієнтована на рівень 2, фрагментується в дуже реальному технічному розумінні, але це фрагментація, де ви можете створити свій власний фрагмент з власними правилами. Це потужно і дозволяє багато креативності та незалежних інновацій. Однак воно також має ключові виклики, особливо у сфері координації. Для того щоб екосистема, орієнтована на рівень 2, як Ethereum, змогла успішно функціонувати, вона повинна розуміти ці виклики і вирішувати їх безпосередньо, щоб отримати якомога більше переваг екосистем, орієнтованих на рівень 1, і наблизитися якомога ближче до того, щоб мати найкраще з обох світів.

Disclaimer：

1. Ця стаття взята з [віталік], Перешлите оригінальний заголовок ‘Як справжньо відрізняються шарування виконання від шарування виконання?’, Якщо є зауваження до цієї перепублікації, будь ласка, зв'яжітьсяGate Learnкоманда, і вони оперативно цим займуться.

2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору і не становлять жодної інвестиційної поради.

3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено, копіювання, поширення або плагіатування перекладених статей заборонене.