Что такое уровень 2 в криптографии? Зачем нам нужны решения уровня 2?

Ethereum и другие блокчейн-платформы сталкиваются с одновременными проблемами. Уровень 2 приходит как решение этих проблем. Давайте получим определение и обзор уровня 2 в криптопространстве.

Уровень 2 привлекает внимание сообщества, поскольку он может решить текущую трилемму блокчейна. Крупнейшие венчурные фонды вложили сотни миллионов долларов в проекты уровня 2. Давайте узнаем больше об уровне 2, некоторых известных решениях для масштабирования, а также о плюсах и минусах.

Что такое Слой 2?

Уровень 2 (L2) — это отдельная структура/блокчейн, созданная с целью расширения возможностей и функциональных возможностей существующих платформ блокчейна. Говоря криптографическим языком, целью уровня 2 является масштабирование блокчейна .

Слой за слоем в криптопространстве

Чтобы лучше понять L2, мы должны больше узнать об уровне 1. В целом термины «уровень 1», «уровень 2», «уровень 3» и т. д. вдохновлены моделью уровня OSI. Уровень 1 — это базовый блокчейн. Фреймворки/протоколы находятся на более высоких уровнях (2,3,4 и т. д.), построенных поверх блокчейна уровня 1 (базового блокчейна).

Зачем нам нужны решения уровня 2?

Ethereum — первая блокчейн-платформа с возможностью смарт-контрактов. За полвека он вызвал множество перегрузок из-за большого спроса со стороны сообщества. В результате Layer 2 приходят в Ethereum как спасители. 

График ежедневных транзакций Ethereum

Количество транзакций на Ethereum в дневном таймфрейме превышает 1 миллион. По сравнению с началом 2020 года он увеличился более чем на 100%. В прошлом в сети Ethereum было много перегрузок из-за перегруженного использования сети. Такими темпами спрос скоро превысит полную мощность Ethereum. Поэтому нужны комплексные решения.

• Децентрализация: сложно увеличить количество узлов Ethereum из-за консенсуса Proof-of-Work. На уровне 2 можно построить больше узлов, на которых выполняются транзакции.
• Масштабируемость : уровень 2 обеспечивает лучшую масштабируемость базовой цепочки блоков. Это может повысить скорость транзакций при одновременном снижении платы за газ . Кроме того, все будет масштабироваться без ущерба для безопасности. 
• Безопасность : это одна из сильных сторон уровня 2. Он наследует безопасность базовой цепочки блоков. Например, Ethereum считается самым децентрализованным блокчейном с высокой степенью защиты от манипуляций. Слои 2 в Эфириуме отвечают за выполнение, а Эфириум обеспечивает целостность сети.

Комиссия за транзакцию на L2

Преимущества перевешивают недостатки. Уровень 2 набирает обороты с конца 2021 года, в то время как Ethereum выявил некоторые недостатки. 

Все типы Layer 2

Уровень 2 — это термин, используемый для описания решений для блокчейн-платформ. Он поставляется во многих вариантах, основанных на технологических подходах и принципах работы решений.

Уровень 2 относится не только к решениям по масштабированию на Ethereum, BNB Chain, Cardano, Solana и другим блокчейн-платформам, которые имеют решения по масштабированию. Поскольку повествование строго для Эфириума, многие новички в криптовалюте могут ошибиться, что на Эфириуме есть только L2.

Типы слоя 2

Государственный канал

State Channel обрабатывает транзакции вне сети и отправляет только 2 транзакции в Ethereum для проверки. Это означает, что пропускная способность будет зависеть от возможностей компьютерной сети, обрабатывающей транзакции.

Оффчейн-транзакции имеют критическое ограничение, которое делает канал состояний уязвимым для атак. Это означает, что ваши средства в транзакциях вне сети делегируются кому-то, у кого может быть злой умысел. 

Слои 2, которые используют каналы состояния: Connext, Kchannels, Perun, Raiden, State Channels и т. д.

Plasma (вне сети, доказательства мошенничества)

Решения для масштабирования Plasm создают более мелкие цепочки (дочерние цепочки), связанные с корневой цепочкой, формируя модель дерева Меркла. Эти дочерние цепочки строятся с использованием смарт-контрактов и работают отдельно. Уровень 2, использующий Plasma, может быстро масштабироваться, поскольку поверх дочерней цепочки можно построить больше дочерних цепочек.

Плазменный слой 2

Слои 2, использующие технологию Plasma:

• Сеть OMG запустила свою основную сеть в начале 2020 года. На данный момент TVL в сети OMG Network составляет около 3 миллионов долларов и на некоторое время стабилизировалась. 
• Polygon (MATIC), ранее известный как Matic Network, масштабирует скорость транзакций и снижает комиссию в сети Ethereum, используя цепочку коммитов Proof-of-Stake и уровень 2 MoreVP (Plasma). На данный момент у Polygon есть экосистема, включая DeFi в GameFi.
• LeapDAO, GLUON и Gazelle также являются решениями для масштабирования L2, использующими Plasma. Однако эти L2 находятся на ранней стадии. Они не так заметны в обществе.
• …

Боковая цепь

Подобно Plasma, L2, использующий технологию боковой цепи, представляет собой сеть блокчейнов, которая взаимодействует с основным блокчейном (основной сетью, такой как Ethereum). Связь обеспечивается двусторонними мостами. Передача цифровых активов проверяется и обеспечивается с помощью смарт-контрактов.

Благодаря смарт-контрактам средства в сайдчейне и основной цепочке (Ethereum) защищены от мошеннических действий. Кроме того, мир блокчейнов строится поверх базового блокчейна (Эфириума), что обеспечивает высокий уровень взаимодействия.

Вот несколько ярких примеров сайдчейнов:

• Skale — это сайдчейн L2, предназначенный для повышения пропускной способности Ethereum. Помимо того, что Skale выступает в качестве решения для масштабирования, это независимая сеть. Это означает, что если Skale уязвим для атаки, сеть Ethereum будет в безопасности.
• xDAI — это сайдчейн на основе Ethereum, использующий консенсус Proof-of-Stake и ориентированный на стабильную монету под названием xDAI. Он был запущен в конце 2018 года и расширяет возможности Ethereum с помощью быстрых и дешевых транзакций. 

Роллапы

Изучив 3 типа технологий, которые используют решения для масштабирования уровня 2, мы можем понять, что они в основном используются для масштабирования базовой цепочки блоков. Все имеет свои ограничения, и они тоже. На момент написания статьи уровень 2 говорил о том, что использование технологий State Channel, Plasma и сайдчейнов не было так популярно среди сообщества.

Роллапы (Optimistic + ZK) преобладают в доле TVL L2. Источник: Блок

С другой стороны, решения масштабирования L2, использующие технологию Rollup, пользуются большим спросом у сообщества. Все топовые L2 от TVL используют эту технологию. Так что же в нем такого особенного?

Технология Rollup выполняет транзакции за пределами базовой цепочки блоков (Ethereum) . После этого данные транзакции будут отправлены в блокчейн уровня 1. В настоящее время существует два типа накопительных сумм, которые широко используются в криптопространстве: ZK-накопительные и оптимистичные накопительные.

Сводки с нулевым разглашением (ZK-свертки) обрабатывают транзакции вне сети и создают доказательства достоверности. Затем он отправляет их в основной блокчейн. С использованием доказательств достоверности мосты между уровнем 2 и уровнем 1 (основной блокчейн) могут выполняться быстро и без каких-либо задержек.

Известные имена, использующие ZK-Rollup: zkSync, StarkEx/StarkNet, Loopring, Aztec и т. д.

ZK-накопительный уровень 2

Optimistic Rollups работают параллельно с основной цепочкой блоков (Ethereum) для повышения масштабируемости. Он использует доказательства мошенничества для обнаружения мошеннических транзакций. Это повышает производительность основного блокчейна при сохранении безопасности.

Известные имена, использующие Optimistic Rollups: Optimism, Cartesi, Fuel, Arbitrum One, Boba Network и т. д.

EVM-совместимый уровень 2

Как следует из названия, EVM-совместимый уровень 2 — это блокчейн, который может запускать код, написанный на Solidity, основном языке программирования смарт-контрактов на Ethereum. Это позволяет быстрее реализовывать существующие протоколы, написанные на Solidity, без необходимости создавать новые протоколы с нуля. 

Сравнение слоев 2

Как показано в таблице, не каждое решение масштабирования L2 совместимо с EVM (виртуальная машина Ethereum). Ethereum — крупнейшая платформа смарт-контрактов с доминированием TVL на уровне 65% (обновлено: 24 мая 2022 г.). В результате будет огромным преимуществом, если блокчейн будет совместим с EVM.

Оптимистичные роллапы и сайдчейны изначально совместимы с EVM. С другой стороны, Plasma, State Channel и ZK-Rollups не совместимы с EVM. Это означает, что если команда разработчиков хочет обновить цепочку до цепочки, совместимой с EVM, им нужно будет создать встроенную EVM.

Например, zkSync 2.0 — это решение ZK-Rollup, совместимое с EVM. Его команда, Matter Labs, создала zkEVM, виртуальную машину внутри zkSync 2.0. Matter Labs считает это поворотным моментом для сетей ZK-Rollup, поскольку на доставку ушли годы. 

Решения верхнего уровня 2 в криптографии

На Эфириуме

Arbitrum — это Optimistic Rollup Layer 2 на Ethereum, который лидирует в гонке L2 с точки зрения TVL. Вот некоторые основные моменты:

• 150+ проектов, 80+ в основной сети
• Более 123 миллионов долларов привлечено от ведущих венчурных капиталистов
• ATH TVL составил 4,1 млрд долларов.
• Выпуск токена: ??

Оптимизм стал неожиданностью, поскольку он выпустил токен $OP для первых участников. Это EVM-совместимая цепочка, использующая Optimistic Rollup. 

• 110+ приложений
• 178 миллионов долларов собрано
• 500 миллионов долларов в ТВЛ
• Выпуск токена: Airdrop

StarkNet и StarkEx разрабатываются компанией Starkware.

• 120+ проектов
• 165 миллионов долларов и 6 тысяч ETH собраны после 5 инвестиций
• СтаркЭкс ТВЛ: $1,1 млрд+
• Старкнет ТВЛ: 444 тысячи долларов
• Выпуск токена: ??

zkSync , разработанный Matter Labs, представляет собой решение для масштабирования ZK-Rollup для Ethereum. Его первая версия, zkSync 1.0, вышла в сеть. Его последняя версия с функцией, совместимой с EVM, zkSync 2.0, находится на пути к основной сети.

• 90+ проектов
• Привлечено 58 миллионов долларов и DAO на 200 миллионов долларов для роста экосистемы
• $80 млн+ в ТВЛ
• Выпуск токена: подтверждено

Metis Andromeda — это совместимое с EVM решение для масштабирования на Ethereum, которое, возможно, было разветвлено от Optimism. TVL Metis раньше превышал 700 миллионов долларов. Со временем он сократился до 150 миллионов долларов.

На других блокчейнах

Lightning Network — это платежный уровень 2, предназначенный для масштабирования биткойнов и лайткойнов. Как следует из описания, это позволяет быстрее обрабатывать платежи в биткойнах. В апреле 2022 года Lightning Labs, разработчик Lightning Network, инвестировала 70 миллионов долларов, чтобы ввести стейблкоин в сеть Биткойн.

Aurora — это мост и решение для масштабирования Near Protocol. В настоящее время он создает экосистему, содержащую множество лего, таких как DeFi и Bridges. В мае 2022 года он запустил фонд разработчиков на 90 миллионов долларов для ускорения развития DeFi.

Аврора в ближнем протоколе

Milkomeda — это EVM-совместимый Rollup Layer 2 на Cardano. Подобно Aurora на Ближнем, у него есть целая экосистема множества протоколов и мостов DeFi. Раньше он достигал TVL в 100 миллионов долларов всего за два дня после запуска основной сети.

Милкомеда на Кардано

Ограничения решений уровня 2

Типы сравнения уровня 2. Источник: Matter Labs

Время вывода

Время вывода криптоактивов, переведенных из Ethereum в другие L2, является недостатком, влияющим на работу пользователей. Например, мосты к цепочкам с использованием Optimistic Rollups занимают около одной недели для соединения криптоактивов. Представьте, как цены на криптоактивы меняются через неделю. С другой стороны, есть уровни 2, которые позволяют выполнять процесс моста с первого взгляда. 

Взлом/Эксплойт

Для перемещения криптоактивов с L1 на L2 и наоборот требуются мосты. Многие взломы/эксплойты произошли из-за потенциальных уязвимостей мостов. Например, в апреле 2022 года в результате взлома сайдчейна Ronin было потеряно 650 миллионов долларов. Это привело к тому, что сайдчейн Ronin ушел под воду, и его сложно восстановить.

Совместимость с ЭВМ

Как уже упоминалось, только некоторые Layer 2 поддерживают идеи, написанные в Solidity. Это будет огромным недостатком для экосистемы, если цепочка не будет совместима с EVM. Без серьезных серьезных изменений в коде проекты могут быстрее переходить на EVM-совместимые уровни 2.

EVM против блокчейнов без EVM

Функциональная совместимость и фрагментация ликвидности

Цепочки соединены мостами, и ликвидность в каждой цепочке фрагментирована. Как мы видим, TVL в каждой цепочке плохо распределяется по каждой экосистеме. Однако, если ликвидность каким-то образом связана между цепочками, опыт пользователей, несомненно, улучшится. 

Будущее уровня 2

Будущее уровня 2 уже близко, поскольку существует множество решений для масштабирования, работающих с основной сетью, таких как Arbitrum, Optimism, Methis Andromeda и т. д. 

Ethereum собирается превратиться в новый лист с Ethereum 2.0. Несмотря на многие опасения по поводу предстоящего обновления, Layer 2 подпитывает сеть Ethereum многочисленными улучшениями. С нашей точки зрения, Layer 2 и Ethereum 2.0 будут сосуществовать как части лего, которые в долгосрочной перспективе масштабируют Ethereum.

Экосистемы Dapp строятся поверх Layer 2. Как упоминалось ранее, каждый проект уровня 2 имеет свою экосистему, полную Dapps . Мы верим, что в будущем больше инноваций попадет на уровень 2, где им будет благоприятствовать процветание. 

Грядут запуски токенов цепочек уровня 2. После раздачи токена $OP компанией Optimism сообществу многие сети начали планировать выпуск токенов. Устойчивая токеномика — это ключевой фактор, благодаря которому вся экосистема процветает. Вот инструкция для охотников за аирдропами:

Узнайте больше: Охота за Airdrop и обратная активация на уровне 2

Часто задаваемые вопросы

Уровень 2 против Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 полностью изменит сеть Ethereum. Но процесс может занять годы. Предстоящее обновление — Ethereum Merge , которое планируется провести в третьем или четвертом квартале 2022 года. С другой стороны, многие Layer 2 масштабируются в криптопространстве. Ethereum 2.0 и Layer 2 преследуют одну и ту же цель — решить трилемму блокчейна.

Как подключить активы к уровню 2?

Для соединения криптоактивов с уровня 1 на уровень 2 требуются межсетевые мосты. Они позволяют пользователям перемещать свои криптоактивы для использования на других уровнях 2. Лего-часть мостов для некоторых L2 завершена, а для других нет. 

У Coin98 Insights также есть серия статей о том, как переводить монеты между блокчейнами:  Как перевести монеты

Нужен ли другим блокчейнам уровень 2?

Для каждого блокчейна всегда существует как минимум одна сборка проекта L2. Однако фактический спрос на большую масштабируемость может в основном существовать в блокчейнах Proof-of-Work или цепочках, отличных от EVM. Как инвесторы, мы находим возможности в решении проблем.

Вывод

Это все, что вы должны знать о Layer 2. Гонка за Layer 2 происходит с многочисленными командами, которые работают день и ночь.