Descompunerea Blockchain: Ce este un Layer 2?

Introducere

Crypto devine din ce în ce mai mare zi de zi. În iunie 2024, erau 617 milioane de proprietari de crypto, iar capitalizarea totală a pieței era de 2,24 trilioane de dolari. Dar chiar și cu această creștere masivă, tehnologia blockchain are încă o problemă majoră: scalabilitatea. Mainnet-ul Ethereum are un throughput de aproximativ 15-30 de tranzacții pe secundă (TPS), care nu este fix. Poate varia ușor în funcție de dimensiunea blocului și activitatea rețelei. De asemenea, tranziția Ethereum la Proof of Stake (PoS) cu Ethereum 2.0 va îmbunătăți scalabilitatea, mai ales când este combinată cu sharding.

Pensează la soluțiile Layer 2 (L2) ca la un turbo boost pentru blockchain. Acestea sunt tehnologii off-chain construite deasupra blockchain-ului principal, Layer 1 (L1), pentru a face tranzacțiile mai rapide, mai ieftine și mai eficiente. Unele L2-uri precum Arbitrum, Polygon, Optimism etc. pot gestiona 4.000 de tranzacții pe secundă. Nu că le fac zilnic, dar pot atunci când este nevoie, ceea ce reprezintă o îmbunătățire uriașă față de viteza obișnuită. Acest throughput înseamnă că putem avea aplicații mai complexe precum DeFi, jocuri și lucruri legate de lanțul de aprovizionare care funcționează fără probleme pe blockchain.

Pe scurt, în timp ce Layer 1 este ocupat cu schimbări mari precum creșterea dimensiunilor blocurilor, Layer 2 folosește trucuri inteligente precum rollups și sidechains pentru a accelera lucrurile fără a sacrifica securitatea. În acest articol, vom explora în profunzime Layer 2 și vom vedea cum va schimba lumea blockchain-ului.

Ce este o soluție Layer 2?

Soluțiile Layer 2 sunt ca sosul secret care duce tehnologia blockchain la nivelul următor, abordând principalele probleme pe care blockchain-urile tradiționale Layer 1, cum ar fi Bitcoin și Ethereum, nu le pot gestiona întotdeauna. Sigur, blockchain-urile Layer 1 fac munca grea—ele procesează tranzacții și mențin lucrurile în siguranță cu metode de consens precum Proof of Work (PoW) sau Proof of Stake (PoS). Dar adesea se confruntă cu probleme când vine vorba de scalare. Această problemă face parte din "trilema blockchain-ului," care spune că este greu să se obțină scalabilitate, securitate și decentralizare toate în același timp. Din această cauză, rețelele Layer 1 pot încetini, ducând la timpi de așteptare mai lungi și taxe mai mari, mai ales când lucrurile devin aglomerate. Soluțiile Layer 2 intervin pentru a menține totul în funcțiune fără probleme, chiar și atunci când rețeaua este sub presiune.

De exemplu, rețeaua Lightning este una dintre mai multe soluții Layer 2 pentru Bitcoin, nu singura, făcând tranzacțiile mai rapide și mai ieftine prin scoaterea lor de pe blockchain-ul principal pentru o perioadă. Imaginează-ți că tu și un prieten deschideți un canal de plată privat, care este ca un registru digital doar între voi doi. Și totuși, în timp ce tranzacțiile au loc off-chain în rețeaua Lightning, ele sunt încă susținute de modelul de securitate Layer 1 al Bitcoin prin contracte hash timelock (HTLC), care asigură că fondurile sunt reglate în siguranță pe lanțul principal în cazul unui litigiu. Partea interesantă este că trebuie să actualizezi blockchain-ul doar de două ori: o dată când deschizi canalul și o dată când îl închizi. În acest fel, blockchain-ul nu se aglomerează cu fiecare tranzacție, făcând întregul proces mai rapid și mai ieftin. Rollup-urile Ethereum—Optimistic Rollups și Zero-Knowledge (ZK) Rollups—funcționează puțin diferit, dar cu același scop de a reduce încărcătura pe blockchain-ul principal. Așadar, ce soluții de scalare există acolo?

Scalarea Layer 2 a Ethereum

Rollup-uri

Rollup-urile sunt protocoale software care funcționează deasupra lanțului principal, eficientizând tranzacțiile și reducând congestionarea. Rollup-urile Optimiste, cum ar fi Base, Arbitrum, Optimism, Boba Network, grupează mai multe tranzacții într-un lot și trimit acest lot comprimat ca date de apel către lanțul principal Ethereum. Aici devine interesant: aceste rollup-uri presupun că tranzacțiile sunt valide și trimit datele tranzacției către lanțul principal fără a efectua calculul pe lanț. Dacă apare un litigiu, tranzacțiile pot fi verificate printr-un mecanism de provocare care asigură validitatea acestora. Cu toate acestea, dacă cineva suspectează că există o greșeală sau o tranzacție frauduloasă, poate iniția o dovadă de fraudă în timpul ferestrei de provocare. Dacă dovada este de succes, lotul este anulat, iar persoana care a trimis poate pierde un depozit. Dovezile de fraudă în Rollup-urile Optimiste funcționează prin contestarea tranzițiilor de stare potențial invalide, care apoi declanșează verificarea pe lanț. Acest sistem reduce cantitatea de calcul pe care lanțul principal trebuie să o facă, făcând lucrurile mai rapide și mai ieftine, dar este în continuare sigur datorită acestui mecanism de provocare.

ZK Rollups, pe de altă parte, adoptă o abordare diferită. În loc să presupună că totul este în regulă până la dovada contrară, ZK Rollups folosesc dovezi criptografice, în special argumente de cunoștință non-interactive succinte fără cunoștințe (zk-SNARKs) sau zk-STARKs pentru a valida un lot de tranzacții off-chain. Ele generează ceea ce se numește o 'dovadă succintă' (adesea un SNARK sau STARK) pentru fiecare lot de tranzacții." Această dovadă este o modalitate super-eficientă de a demonstra că toate tranzacțiile din lot sunt valide fără a fi nevoie să treci prin fiecare în parte pe lanțul principal Ethereum. Lanțul principal verifică doar această dovadă, ceea ce este foarte rapid, și apoi poate accepta cu încredere întregul lot de tranzacții. Această metodă este super sigură și eficientă, deși este puțin mai complexă din punct de vedere tehnic.

Lanțuri laterale

Un alt tip de soluție de scalare. lanțurile laterale sunt aproape ca universuri paralele, funcționând ca blockchain-uri separate alături de lanțul principal. Binance Smart Chain (cunoscut acum ca BNB Smart Chain) și Avalanche sunt blockchain-uri de Nivel 1 cu propriile modele de consens, nu strict lanțuri laterale de Nivel 2 pentru Ethereum. Polygon funcționează atât ca o lanț lateral bazat pe dovada mizei, cât și ca un agregator de soluții de Nivel 2, având propriul set de validatori și mecanisme de consens, ceea ce înseamnă că pot gestiona tranzacții pe cont propriu, fără a se baza pe lanțul principal pentru tot. Partea interesantă este că lanțurile laterale se bazează de obicei pe poduri (de exemplu, poduri Plasma sau contracte inteligente) pentru a facilita transferurile de active, care s-ar putea să nu funcționeze întotdeauna ca un adevărat sistem de legătură bidirecțional, așa cum este în rețeaua Liquid a Bitcoin. Acest lucru îți permite să transferi active între lanțul principal și lanțul lateral, ceea ce este deosebit de popular pentru utilizatorii care doresc să profite de caracteristicile unice ale diferitelor rețele sau de comisioanele de tranzacție mai mici. Lanțurile laterale folosesc adesea poduri pentru a face acest lucru, permițând o comunicare fluidă și transferuri de active între cele două lanțuri, chiar dacă mecanismele lor de consens ar putea fi complet diferite.

Canale de Stat

Încă un produs de scalare sunt canalele de stat. Canalele de stat sunt mecanisme off-chain care permit utilizatorilor să efectueze multiple tranzacții în mod privat, fără a transmite fiecare tranzacție pe blockchain. Numai tranzacțiile de deschidere și închidere sunt înregistrate pe blockchain, reducând congestionarea și accelerând interacțiunile. Canalele de stat sunt mecanisme off-chain care permit participanților să tranzacționeze direct între ei, fără a fi nevoie să înregistreze fiecare interacțiune pe lanțul principal. Numai starea finală este soluționată pe blockchain.

Imaginează-ți cum tu și prietenii tăi puteți vorbi în privat. În loc să strigi fiecare mesaj întregii lumi, doar ții evidența conversației tale și le spui tuturor doar rezultatul final. Așa funcționează canalele de stat. Canalele de stat necesită configurarea inițială a canalului și soluționarea finală să aibă loc pe lanț, folosind un portofel multi-semnătură pentru a asigura că tranzacțiile off-chain sunt convenite reciproc de participanți. De asemenea, reține că canalele de stat sunt utile în principal pentru tranzacții repetate, de mică valoare (micropayments) și nu pentru interacțiuni complexe cu contracte inteligente. Acest lucru este super eficient pentru lucruri precum jocurile sau plățile mici

Plasma

Plasma este total diferit într-un mod în care este un cadru care găzduiește o familie de blockchains mai mici conectate la blockchain-ul principal. Aceste blockchains mai mici, adesea numite lanțuri copil, funcționează sub propriile lor reguli și validatori, dar se bazează pe angajamente periodice către lanțul principal pentru securitate. Deși Plasma oferă beneficii de scalare, se confruntă cu provocări precum finalitatea lentă și probleme potențiale de disponibilitate a datelor. Plasma a avut o adopție redusă din cauza limitărilor sale în securitate și finalitate, deoarece utilizatorii trebuie să aștepte perioade lungi de ieșire (adesea 7-14 zile) pentru a retrage fonduri înapoi în Ethereum. Este esențial să subliniem că Plasma a fost oarecum depășită de rollups, care sunt mai eficiente și mai sigure, iar una dintre cele mai timpurii și cunoscute implementări ale Plasma este OMG Network.

Trimiterea periodică a stărilor finale ale tranzacțiilor înapoi pe Ethereum pentru validare, asigurând securitate și finalitate, lanțurile Plasma gestionează un volum mare de tranzacții off-chain, dar sunt limitate în sprijinirea contractelor inteligente complexe și au avut o adopție redusă din cauza timpilor lor de retragere lente. Cazurile lor de utilizare principale au fost inițial orientate către aplicații care necesită transferuri simple, deși soluțiile mai noi au depășit Plasma.

Prin reducerea încărcăturii pe mainnet-ul Ethereum, Plasma scade taxele și accelerează tranzacțiile. Cu toate acestea, retragerea fondurilor din lanțurile Plasma către Ethereum poate dura până la 7 zile, deoarece această perioadă este necesară pentru a permite orice dispute potențiale sau detectarea fraudelor înainte ca fondurile să fie complet disponibile pe lanțul principal.

Exemple de soluții Layer 2

Mai multe soluții Layer 2 au fost implementate cu succes în diverse rețele blockchain. Iată câteva exemple notabile:

1. Optimism

• Tip: Optimistic Rollup
• Descriere: Optimism este o soluție Layer 2 pentru Ethereum care utilizează Optimistic Rollups pentru a crește capacitatea de procesare a tranzacțiilor. Presupune că tranzacțiile sunt valide și efectuează o verificare computațională doar dacă se ridică o provocare. Optimism reduce calculul necesar pe lanț prin utilizarea dovezilor de fraudă, în timp ce trimite în continuare date minime despre tranzacții (compresate) către Layer 1, reducând semnificativ taxele de gaz și crescând viteza tranzacțiilor.
• Cazuri de utilizare: DApps, protocoale DeFi și orice proiecte bazate pe Ethereum care necesită scalabilitate.

2. Arbitrum

• Tip: Optimistic Rollup
• Descriere: Arbitrum este o altă soluție Layer 2 bazată pe tehnologia Optimistic Rollup. Îmbunătățește scalabilitatea Ethereum-ului prin mutarea majorității procesării tranzacțiilor off-chain, menținând în același timp securitatea mainnet-ului Ethereum. Arbitrum este cunoscut pentru compatibilitatea sa cu contractele inteligente existente pe Ethereum, facilitând migrarea aplicațiilor de către dezvoltatori.
• Cazuri de utilizare: DeFi, jocuri și alte aplicații cu un volum mare de tranzacții.

3. Polygon (fost Matic)

• Descriere: Polygon este o soluție Layer 2 multi-chain care oferă un cadru pentru construirea de rețele blockchain interconectate. Combină lanțuri laterale Proof-of-Stake (PoS) și tehnologia Plasma pentru a oferi o soluție scalabilă cu procesare rapidă a tranzacțiilor și taxe mici. Lanțul PoS al Polygon funcționează paralel cu Ethereum și susține o gamă largă de aplicații descentralizate.
• Cazuri de utilizare: NFT-uri, DeFi, jocuri și diverse DApps.

4. zkSync

• Tip: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
• Descriere: zkSync este o soluție Layer 2 care utilizează Zero-Knowledge Rollups, care folosesc dovezi criptografice pentru a valida tranzacțiile. Acest lucru permite procesarea extrem de eficientă și sigură a tranzacțiilor off-chain, cu validitatea acestor tranzacții dovedită pe lanț prin dovezi criptografice succinte. zk-Rollups moștenesc întreaga securitate a Layer 1, spre deosebire de Optimistic Rollups care se bazează pe mecanismul de provocare pentru securitate.
• Cazuri de utilizare: Sisteme de plată, aplicații DeFi și transferuri de token-uri.

5. Loopring

• Tip: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
• Descriere: Loopring este un protocol de schimb descentralizat (DEX) care valorifică Zero-Knowledge Rollups pentru a facilita tranzacții cu un volum mare și costuri reduse pe Ethereum. Prin gruparea tranzacțiilor off-chain și verificarea acestora cu zk-dovezi, Loopring permite utilizatorilor să tranzacționeze active cu taxe minime și execuție rapidă.
• Cazuri de utilizare: Schimburi descentralizate, soluții de plată și DeFi.

6. Immutable X

• Tip: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
• Descriere: Immutable X este o soluție Layer 2 proiectată special pentru NFT-uri pe Ethereum. Folosește zk-Rollups pentru a permite crearea, cumpărarea și vânzarea rapidă și fără taxe de gaz a NFT-urilor. Immutable X își propune să atingă neutralitatea carbonică prin scalarea Layer 2, reducând consumul de energie comparativ cu tranzacțiile Layer 1 ale Ethereum, făcându-l o opțiune ecologică pentru platformele NFT.
• Cazuri de utilizare: Piețe NFT, platforme de jocuri și artă digitală.

7. StarkNet

• Tip: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
• Descriere: StarkNet este un zk-Rollup descentralizat care permite oricărei aplicații descentralizate (DApp) să obțină scalabilitate nelimitată fără a compromite compozabilitatea și securitatea Ethereum. Folosește STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge) pentru a asigura validitatea tranzacțiilor off-chain, făcându-l extrem de sigur și scalabil.
• Cazuri de utilizare: DApps complexe, DeFi, jocuri și altele.

Beneficiile Layer 2

Produsele Layer 2 ajută blockchain-urile să rezolve unele dintre cele mai mari probleme ale lor, în special scalabilitatea, costul, viteza și confidențialitatea. Prin gestionarea tranzacțiilor off-chain, Layer 1, ele fac rețelele blockchain mult mai capabile, astfel încât să poată servi mai mulți utilizatori și să proceseze mai multe tranzacții fără a compromite securitatea sau descentralizarea. Acest lucru înseamnă costuri mai mici ale tranzacțiilor, făcând blockchain-ul mai accesibil pentru toată lumea, și mai rapid, ceea ce este crucial pentru aplicațiile în timp real precum jocurile și finanțele. Și unele L2-uri oferă chiar și o mai bună confidențialitate prin păstrarea mai multor detalii ale tranzacțiilor off-chain.

Scalabilitate

Ca un ofițer de trafic, L2-urile deblochează congestionarea și permit rețelelor precum Ethereum și Bitcoin să gestioneze mult mai multe tranzacții. Fără ele, este ca și cum ai încerca să conduci pe o autostradă în timpul orei de vârf—lent și frustrant! Soluțiile Layer 2 extind capacitatea blockchain-ului, permițând un throughput mai mare și o latență mai mică, ceea ce este critic pentru aplicațiile cu un volum mare de tranzacții.

Costuri mai mici

Protocolele Layer 2 fac, de asemenea, tranzacțiile mult mai ieftine prin preluarea unei părți din încărcătura rețelei principale. Acest lucru este important pentru zonele aglomerate precum DeFi și jocuri, unde taxele mari sunt o mare problemă.

Tranzacții mai rapide

Viteza este esențială în blockchain, iar L2-urile oferă confirmări aproape instantanee ale tranzacțiilor. Prin gestionarea tranzacțiilor off-chain și înregistrarea doar a stării finale pe lanțul principal, rețelele Layer 2 evită întârzierile care vin odată cu confirmările blocurilor Layer 1.

Mai multă confidențialitate

Confidențialitatea devine din ce în ce mai importantă în fiecare zi, iar unele L2-uri, cum ar fi Zero-Knowledge (ZK) Rollups, oferă mai multe caracteristici de confidențialitate. Prin procesarea tranzacțiilor off-chain, aceste soluții păstrează majoritatea detaliilor tranzacțiilor off-chain, ascunzând identitățile utilizatorilor și informațiile sensibile.

Layer 2 în viitor

Pe măsură ce blockchain-ul crește, nevoia de produse scalabile, eficiente și prietenoase cu utilizatorul va crește doar. Dezvoltările viitoare se vor concentra pe integrarea fără probleme cu blockchain-urile Layer 1, extinderea cazurilor de utilizare în diverse industrii și interoperabilitatea între diferite rețele L2. Acestea vor ajuta blockchain-ul să se scaleze global fără a sacrifica securitatea sau descentralizarea, făcând Layer 2 un jucător cheie în viitorul blockchain-ului. Verifică-l.

Integrarea Layer 1

Un obiectiv important pentru L2-uri este să le facă să funcționeze cu blockchain-urile Layer 1. Pe măsură ce aceste tehnologii evoluează, conexiunea între lanțul principal și extensiile sale L2 va trebui să devină mai fluidă și prietenoasă cu utilizatorul. Imaginează-ți să comuți între diferite straturi fără nicio problemă—acest lucru înseamnă că experiența ta va fi mult mai lină și nu va trebui să te ocupi de procese complicate. S-ar putea să vedem noi instrumente și caracteristici care să mute automat tranzacțiile pe L2 atunci când L1 devine aglomerat sau care să facă mai ușor utilizarea acestor tehnologii fără a fi nevoie să înțelegi toate detaliile. Acest lucru va face rețelele blockchain mai stabile și mai sigure și capabile să gestioneze mai mult trafic fără a încetini.

Extinderea cazurilor de utilizare

L2-urile sunt destul de versatile, iar utilizarea lor depășește cu mult scalarea și economiile de costuri în DeFi și jocuri. În viitor, s-ar putea să le vedem folosite în multe industrii diferite. De exemplu, în gestionarea lanțului de aprovizionare, acestea ar putea ajuta la urmărirea bunurilor peste granițe în mod eficient, gestionând o mulțime de date cu ușurință. Chiar și industriile non-blockchain, cum ar fi sănătatea și telecomunicațiile, ar putea începe să folosească soluții L2 pentru a gestiona informații sensibile. Viteza, economiile de costuri și scalabilitatea L2 fac din aceasta o alegere excelentă pentru orice industrie care are nevoie de gestionarea descentralizată a datelor cu performanțe ridicate. Pe măsură ce tehnologia avansează, vom vedea L2 utilizat în moduri noi și inovatoare pentru a rezolva problemele din industrie.

Concluzie

L2-urile vor fi cheia pentru lumea blockchain-ului în rezolvarea problemelor mari de scalabilitate, cost și utilizabilitate care au împiedicat adoptarea în masă a rețelelor descentralizate. Pe măsură ce aceste tehnologii avansează, ele vor face platformele blockchain să funcționeze mai bine, să gestioneze mai mulți utilizatori și tranzacții la nivel global și să rămână în continuare sigure și descentralizate. Viitorul arată bine pentru L2, există multe de așteptat. Vom vedea o integrare mai bună cu blockchain-urile Layer 1, noi cazuri de utilizare în diverse industrii și interoperabilitate între rețele. Acest lucru nu va face doar sistemele blockchain actuale mai eficiente, ci va deschide și noi oportunități pentru aplicații descentralizate în diferite industrii, modelând viitorul blockchain-ului.