Решение по масштабированию Ethereum: Развитие и вызовы Уровня 2

Ethereum, как одна из самых активных блокчейн-платформ на сегодняшний день, поддерживает множество децентрализованных приложений, от децентрализованных финансов до невзаимозаменяемых токенов, экосистема процветает. Однако, с ростом объема цепочных транзакций, проблемы, такие как высокие затраты из-за перегруженности сети, увеличенное время транзакции и повышенная вероятность неудач, становятся все более очевидными, что негативно сказывается на готовности пользователей участвовать.

Чтобы справиться с этими вызовами и сохранить распределенные характеристики основной цепи, сообщество в основном использует решения по масштабированию Уровня 2 (L2). Основная идея L2 заключается в том, чтобы переместить вычисления и транзакции с основной сети (L1) на сеть второго уровня, отправляя на основную сеть только конечные результаты. Этот метод не только повышает эффективность транзакций и снижает затраты, но и наследует безопасность основной сети.

В настоящее время известные решения уровня 2 включают Rollups и сайдчейны. При этом Rollups можно дополнительно разделить на оптимистичные Rollups (OP-Rollups) и Rollups с нулевым разглашением (ZK-Rollups).

OP-Роллапсы

OP-Rollups выполняют вычисления транзакций и обновления состояния в сети Уровень 2, после чего сжатые данные транзакций массово публикуются в основной сети. Узлы Уровень 2 по умолчанию считают эти транзакции действительными, если кто-то не оспорит это. Эта модель значительно повышает скорость и эффективность подтверждения транзакций.

В течение семи дней после подачи сделки, если валидатор обнаружит проблему, он может подать доказательство мошенничества. Смарт-контракт в основной сети проверит это доказательство. Если проблема действительно существует, соответствующая сделка и последующие сделки будут откатаны, злонамеренный узел будет наказан, а валидатор получит вознаграждение.

Если в течение семи дней никто не выдвинет возражений, сделка будет признана законной. На самом деле, само существование "доказательства мошенничества" оказывает мощное сдерживающее воздействие, что делает случаи злоупотреблений со стороны узлов крайне редкими.

Основные недостатки OP-Rollups заключаются в том, что семидневный период оспаривания может повлиять на оборот средств и потенциальные риски централизации.

ZK-роллапы

В отличие от OP-Rollups, ZK-Rollups требуют наличия доказательства действительности при отправке данных. Этот метод также выполняет транзакции вне сети, но перед официальной отправкой необходимо сначала вычислить доказательство действительности.

Хотя технология ZK существует уже давно, ее применение в блокчейне придает ей новую жизнь. Блокчейн может ограничить сложность внутри смарт-контрактов, делая процесс верификации более децентрализованным и надежным.

Сложность ZK-Rollups заключается в необходимости компилировать данные о транзакциях и логику выполнения в сложные логические схемы, а затем с помощью криптографических вычислений генерировать результаты, которые можно быстро проверить. Этот процесс обычно требует специализированных компиляторов и валидаторов.

Стоимость Уровня 2

Сети Уровня 2, хотя и предназначены для снижения затрат пользователей на взаимодействие на Уровне 1, все же имеют свои собственные затраты.

Основные затраты на OP-Rollups происходят из двух источников: комиссии за отправку сжатых данных транзакций на L1 и операционные расходы L2-узлов. К счастью, схема EIP-4844 на Эфире значительно снизила стоимость взаимодействия L2 с основной сетью. Однако значительные средства, которые необходимо заблокировать для обслуживания узлов, могут привести к потерям в виде упущенной выгоды.

Основные затраты ZK-Rollups связаны с большими вычислительными ресурсами и специализированным оборудованием, необходимыми для генерации нулевых доказательств. В то же время, ему также необходимо нести расходы на транзакции по отправке данных в цепочку. Потребность в специализированном оборудовании может привести к большей централизации сети.

Резюме

Как OP-Rollups, так и ZK-Rollups являются важными решениями для экосистемы Ethereum в ответ на проблемы масштабируемости. С реализацией обновлений, таких как EIP-4844 для Ethereum, стоимость публикации данных для Uровня 2 значительно снизилась, что дополнительно раскроет потенциал обоих решений и будет способствовать дальнейшему развитию экосистемы Ethereum.