October 1, 2021

L1/L2 (short & simple)

Данная заметка является short-версией статьи @newcryptoshit касающейся основных решений, связанных с Layer 2.✔

Когда говорят про L1 и L2, обычно подразумевают решения по масштабированию Ethereum. В настоящее время стоит вопрос о масштабировании сети ETH ввиду ее перегруженности и стоимости транзакций внутри сети.


Есть два стула…

…способа масштабировать блокчейн.

1. Повысить его пропускную способность. ⏫

2. Изменить способ использования блокчейна. 🔄

Вместо того, чтобы поддерживать всю активность на блокчейне, пользователи выполняют большую часть своей деятельности вне него, в протоколах «второго уровня» (L2). В блокчейне же остаётся смарт-контракт, у которого есть только две задачи: обработка депозитов и снятия средств и проверка того, что всё, что происходит вне сети, соответствует правилам сети. Есть несколько способов для этой проверки, но все они заведомо дешевле, чем выполнение вычислений прямо в сети.

Роллапы

Роллапы позиционируются как гибридное продолжение основной сети, в отличие от полностью L2 решений и сайдчейнов, которые, хоть и являются совместимыми (composable), всё-таки представляют с собой абсолютно новые L1-блокчейны с новыми валидаторами, стейкхолдерами и технологиями.

Основная идея роллапов – отделить исполнение операций от консенсуса, а вычисления и хранение данных от записи в блокчейн.

В упрощенном виде процесс выглядит так: кто-то исполняет транзакцию через роллап, роллап собирает ещё тысячу таких транзакций, выводит за пределы сети, обрабатывает их и возвращает на Ethereum итоговые суммы или состояния (state) по всем задействованным кошелькам или контрактам. Все средства при этом удерживаются смарт-контрактом в основной сети.

Далее подход зависит от используемой технологии. Существует два основных типа роллапов:

Optimistic, fraud-proof (Arbitrum, Optimism)

«Оптимистичные» роллапы называются так, потому что система изначально доверяет создателю транзакции, а необходимость проверять и оспаривать её возникает только при возникновении разногласий в самой «пачке транзакций».

Минусы:

Запись изменения состояния от всей пачки транзакций на основной блокчейн Ethereum, может занимать до двух недель, в течение которых и должна поступить «жалоба» хотя бы от одного майнера.

В свою очередь, оба представителя «оптимистичной» разновидности роллапов также отличаются между собой в том, как они действуют при возникновении этих разногласий:

· Optimism повторно проводит ту транзакцию, по поводу которой возник спор;

· Arbitrum использует интерактивный протокол, который делит спорную операцию до тех пор, пока она не станет игнорируемо малой.


Zero-Knowledge, cryptographic, validity-proof (Validium, Starkware, zkSync, Loopring)

Технология всех роллапов с приставкой ZK базируется на доказательстве с нулевым разглашением.

Оба вида роллапов перемещают что-то из основной сети во второй слой, то есть вне блокчейна – в случае с доказательными роллапами туда уходит и часть безопасности, потому что для проверки и подтверждения каждой из транзакций требуется создание доказательства.

Архитектура zkRollup предоставляет следующие гарантии:

· Валидаторы никогда не могут испортить состояние сети или украсть средства (в отличие от сайдчейнов);

· Пользователи всегда могут получить средства из смарт-контракта zkRollup, даже если валидаторы перестают сотрудничать, потому что данные доступны;

· Ни пользователи, ни одна доверенная третья сторона не должны быть в сети для мониторинга блоков zkRollup с целью предотвращения мошенничества.

Другими словами, zkRollup строго наследует гарантии безопасности подлежащего L1.


Сайдчейны и парачейн

Первое, что нужно сказать – сайдчейны вообще не принято считать L2-решениями Ethereum. Это абсолютно новые блокчейны со своими рисками, включая атаки 51%, недобросовестности валидаторов, остановки сети и прочими.

Основная гипотеза существования сайдчейнов – это то, что будущее будет мультичейновым, и каждой твари найдётся по паре, каждая из которых будет обладать уникальными свойствами, видом консенсуса, производительностью и безопасностью.

ИТОГ

В итоге всё упирается в компромисс: роллапы подразумевает более дешёвые и быстрые транзакции относительно основной сети при сопоставимом уровне безопасности, а сайдчейны – ещё более дешёвые и быстрые транзакции уже относительно роллапов, но меньшая безопасность.

Сайдчейны уже сейчас нашли относительно широкое применение в криптосообществе и продолжают стремительно развиваться и набирать обороты. На этом фоне комиссия Ethereum даже снизилась до приемлемых уровней и в моменте составляла ниже 10 gwei, поэтому говорить о начале новой эры недорогих и быстрых транзакций можно и нужно.