Обговорення рішень для масштабування Ethereum Рівень 2: Оптимістичні Роллапи та ZK-Роллапи

Ethereum як одна з найактивніших блокчейн-платформ сьогодні, підтримує численні децентралізовані програми, від DeFi до NFT, екосистема процвітає. Однак, процвітання онлайнових транзакцій супроводжується деякими вродженими викликами, такими як зростання вартості транзакцій, викликане перевантаженням мережі, подовження часу транзакцій та збільшення рівня невдач, які серйозно впливають на ентузіазм учасників.

Щоб вирішити ці проблеми та зберегти розподілені характеристики основного ланцюга, спільнота в основному використовує рішення для розширення Рівня 2. Основний принцип Рівня 2 полягає в тому, щоб перемістити обчислення та транзакції з основної мережі (L1) до мережі другого рівня, подавши лише остаточні результати транзакцій до основної мережі. Цей підхід може підвищити ефективність транзакцій, знизити витрати, при цьому зберігши безпеку основної мережі.

Наразі відомими рішеннями рівня 2 є Rollups і бокові ланцюги. Rollups поділяються на Optimistic Rollups (OP-Rollups) та Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Оптимістичні роллапи

OP-Rollups виконують всі обчислення транзакцій та оновлення стану в мережі Рівень 2, після чого стиснені оригінальні дані транзакцій масово публікуються в головній мережі. Вузли Рівень 2 за замовчуванням вважають ці транзакції дійсними і без зловмисних дій, що нагадує принцип презумпції невинуватості в реальному світі. Така модель зменшує кількість непотрібних перевірок, значно підвищуючи швидкість та ефективність підтвердження транзакцій.

Після подання транзакції, якщо валідатор виявить проблему, він може подати доказ шахрайства протягом семи днів. Смарт-контракт на L1 перевірить цей доказ, просто перевіривши зазначену транзакцію, швидко визначаючи, чи є проблема. Якщо дійсно є проблемна транзакція, пакет з цією транзакцією та наступні пакети будуть скасовані, L2-ланцюг повернеться до стану до виконання проблемної транзакції, зловмисні вузли будуть покарані, а валідатори отримають винагороду.

Якщо протягом семи днів не буде отримано докази шахрайства, всі угоди будуть визнані законними. Саме існування механізму "доказів шахрайства" має потужний стримуючий ефект, насправді дуже рідко якісь вузли подають докази шахрайства або підтверджуються як злочинці. Це пов'язано з тим, що всі проекти пройшли достатнє тестування, витрати на злочини є високими, а потенційні економічні та репутаційні втрати значно перевищують можливі незначні вигоди.

В порівнянні з зловмисними діями вузлів, проблеми, викликані коливаннями мережі або помилками програмного забезпечення, є набагато поширенішими. Основний недолік OP-Rollups полягає в проблемах обігу коштів, викликаних семиденним періодом оскарження, та потенційних ризиках централізації.

Роллани з нульовими знаннями

На відміну від OP-Rollups, ZK-Rollups під час подання даних на ланцюг, окрім стиснення даних, також повинні супроводжуватися доказом дійсності. ZK-Rollups також обробляють транзакції поза ланцюгом та пакують їх для подання до основної мережі, але перед офіційним поданням потрібно спочатку обчислити доказ дійсності поза ланцюгом.

Технологія ZK існувала ще до появи блокчейну, але складність реального світу обмежила її сферу застосування. Перевага використання технології ZK у блокчейні полягає в тому, що вона може обмежити складність у межах смарт-контракту, вимагаючи лише перевірки даних і обчислень на ланцюзі. Це означає, що користувачеві потрібно довіряти лише децентралізованим смарт-контрактам, не покладаючись на жодну централізовану організацію чи особу.

Складність ZK-Rollups полягає в необхідності компілювання даних і логіки, що виконуються під час транзакцій, в складні логічні схеми, а потім використання спеціалізованих доказувальників для генерації результатів, які можна швидко перевірити, шляхом криптографічних обчислень. Цей процес зазвичай вимагає спеціалізованих компіляторів і валідаційних механізмів, покладаючись на потужні обчислювальні можливості.

Вартість Рівня 2

Витрати на OP-Rollups в основному походять з двох джерел: плати за подачу стиснених даних транзакцій до L1 та витрат на експлуатацію вузлів L2. Ці витрати в підсумку перекладаються на користувачів. На щастя, рішення EIP-4844 Ethereum значно знизило витрати на взаємодію L2 з основною мережею. Крім того, для підтримки вузлів потрібно заблокувати значні кошти, що може призвести до того, що інвестори пропустять інші можливості.

Основні витрати ZK-Rollups походять з обчислювальних ресурсів, оскільки для генерації нульових доказів потрібно багато обчислювальних ресурсів та спеціального обладнання. Водночас, він також має нести витрати на транзакції за подання даних в ланцюг. Потреба в спеціалізованому обладнанні може призвести до більшої централізації мережі, ускладнюючи участь звичайних користувачів.

Підсумок

Незалежно від того, чи це OP-Rollups, чи ZK-Rollups, обидва є важливими рішеннями для вирішення проблеми масштабованості в екосистемі Ethereum. Наразі ці два рішення все ще розвиваються. Завдяки впровадженню оновлень, таких як EIP-4844 для Ethereum, витрати на публікацію даних L2 значно знизилися, що ще більше розкриває потенціал обох рішень і надає потужну підтримку для сталого розвитку екосистеми Ethereum.