От L2 к L3

Перевод

Это - вольный перевод: research.binance.com/static/pdf/the-layer-2-evolution-superchains-l3s-and-more.pdf.

Основные выводы

Развивающейся тенденцией в масштабируемости блокчейна является эволюция сетей третьего уровня, супер-чейнов и гипер-чейнов. Эти усовершенствования внедряются несколькими сетями второго уровня и готовы лечь в основу следующего поколения масштабирования Ethereum, упрощая процесс разработки, повышая безопасность и способствуя большей совместимости в экосистеме.

OP Stack компании Optimism является первопроходцем на пути к созданию высокосовместимой сети блокчейнов, известной как Superchain, и недавнее обновление Bedrock представляет собой один из первых шагов на пути к реализации их концепции.

Arbitrum также находится на переднем крае масштабирования Ethereum, разрабатывая сети третьего уровня с помощью Arbitrum Orbit, предлагающей не требующую разрешения структуру для развёртывания специализированных цепей поверх Arbitrum L2.

Компания zkSync представила концепцию гиперцепочек - сети настраиваемых и не требующих доверия связанных блокчейнов, обеспечивающих гипермасштабируемость, улучшенную композитность и повышенную безопасность.

Компания StarkWare, новаторы в области фрактального масштабирования, разрабатывает многоуровневое решение, исследуя L3 для индивидуального масштабирования и используя L2 для масштабирования общего назначения.

Polygon 2.0 стремится создать "ценностный уровень Интернета", объединив свой набор решений L2, включая Polygon PoS, Supernets и zkEVM, с помощью протокола межцепочечной координации.

Введение

На протяжении большей части последних нескольких лет мы наблюдали, как воплощается в жизнь видение соучредителя Ethereum Виталика Бутерина о будущем, ориентированном на роллапы. Действительно, технологии свёртывания [Прим. Menaskop: я бы для этого случая использовал слово “роллапирование”] второго уровня ("L2") заложили основу для решения проблемы масштабируемости первого уровня ("L1").

Такие успешные проекты, как Optimism и Arbitrum, эффективно использовали технологию “оптимистичных роллапов”, демонстрируя надёжное обслуживание пользователей в течение почти двух лет.

В то же время zk-роллапы, представленные Starknet, zkSync Era и Polygon zkEVM, начали набирать обороты после успешного запуска своих сетей в последние месяцы (2023 года).

После достижения достаточной степени рыночной валидации, фокус L2 теперь смещается в сторону нового тезиса о масштабируемости блокчейна, рассчитанного на следующие сотни, тысячи и, возможно, даже миллионы роллапов.

Благодаря этому сдвигу мы, наконец, сможем достичь масштабируемости блокчейна и привлечь полчища разработчиков, которые смогут мобилизовать свои коллективные силы для привлечения следующих миллионов (и даже миллиардов) пользователей к криптовалюте.

По мере того как рынок L2 продвигается к своей следующей фазе, роллапы начинают определять свое видение, чтобы преобладать в будущем, в котором доминируют роллапы.

В этом отчёте мы исследуем быстро развивающуюся область масштабируемости блокчейна. В центре нашего внимания - разбор тонкостей различных подходов L2, оценка их текущего положения на рынке и более глубокое погружение в новый тезис, определяющий ландшафт этого сектора.

Справочная информация

Проблемы, связанные с текущей парадигмой масштабируемости

Ethereum, следующие: как сети L1 (Эфир), должна быть способна функционировать в том же масштабе, что и Интернет, однако ни одна цепочка L2 в настоящее время не способна на это.

Дело в том, что по мере того, как расширяющиеся приложения и экосистемы ищут блокчейн для развёртывания, их возможности ограничены и далеки от идеала. Они могут выбрать развёртывание на Ethereum в ущерб масштабируемости, остановиться на решении L2 и рисковать зависимостью от этой экосистемы, либо принять решение о развёртывании и поддержке собственной цепи, что приведёт к фрагментации ликвидности и потере потенциала использования сетевых эффектов.

Кроме того, ключевой проблемой является совместимость, а решения этой проблемы, а именно - межцепочечные мосты, были хрупкими и постоянно становились мишенью для злоумышленников.

В чем заключается новый тезис?

Идея следующего этапа эволюции L2 заключается в том, чтобы упростить для разработчиков процесс развёртывания роллапов всех типов и манер, будь они специфическими для конкретного приложения или общего назначения.

Нынешние лидеры в пространстве L2 стремятся достичь этого нового этапа за счёт снижения технических сложностей, повышения доступности ресурсов и предоставления платформы для разработчиков для совместного использования существующих накладных расходов.

В нашей нынешней системе каждый роллап имеет свои собственные накладные расходы на инфраструктуру (мосты, секвенсоры, поставщики узлов), общие стандарты и структуры проектирования.

Это неустойчиво и ведёт к постоянной фрагментации и напрасной трате ресурсов.

Многие команды не хотят думать о запуске инфраструктуры и просто хотят сосредоточиться на создании приложений. Конечная идея заключается в том, что развертывание новой цепочки свертывания должно быть более или менее аналогично созданию новой веб-страницы; желаемый результат - как можно более близкое к "развёртыванию в один клик".

Это второе поколение роллапов, будь то OP-цепочки на Optimism, L3 на Arbitrum Orbit или гиперцепочки на zkSync, позволит различным организациям с разными намерениями создавать свои собственные среды, используя при этом существующую и проверенную в боях инфраструктуру родительской L2.

Таким образом, они надеются создать бесшовную, безопасную и высокосовместимую среду, которая действительно сможет обеспечить новый уровень масштабируемости.

Optimism и стек OP

Optimism - коллектив, стоящий за OP Mainnet, виртуальной машиной Ethereum Virtual Machine ("EVM"), который работает с декабря 2021 года и является одним из ведущих решений Ethereum L2.

На момент написания данного отчета OP Mainnet имеет общую стоимость блокировки активов ("TVL") более 2,2 млрд долларов США и занимает второе место по рыночной капитализации среди всех решений Ethereum L2 с общей долей рынка более 23%.

В октябре 2022 года Optimism представила OP Stack, который они описывают как "модульный проект с открытым исходным кодом для высокомасштабируемых, высокосовместимых блокчейнов всех видов". Это ознаменовало эволюцию их дизайна и видения масштабируемости Ethereum, выходящую за рамки простого запуска их решения оптимистичных роллапов. Это также познакомило нас с идеей так называемого Superchain, под которым понимается группа высокоинтегрированных и унифицированных блокчейнов L2, построенных на OP Stack.

Самым последним событием на этом этапе для Optimism стал переход их флагманского L2-роллапа на Bedrock, который является первым официальным релизом OP Stack и привносит многочисленные операционные и пользовательские улучшения в их продукт.

Рисунок 1: Сокращённая хронология пути компании Optimism на сегодняшний день.

Что именно представляет собой OP Stack?

OP Stack - стандартизированный, общий и открытый стек разработки (т.е. набор программного обеспечения), который обеспечивает работу OP Mainnet. Он состоит из различных программных компонентов (т.е. модулей или библиотек кода), которые в совокупности образуют L2-блокчейн Optimism и могут быть использованы для создания сети общих, совместимых и скоординированных L2-блокчейнов.

Важно отметить, что OP Stack - развивающаяся концепция, которая будет расти по мере развития самого Optimism. По сути, OP Stack направлен на упрощение создания блокчейнов L2 и может рассматриваться как супермаркет "build-an-L2".

Уровень доступности данных ("DA"): Этот уровень определяет, где публикуются исходные данные для цепочки на основе OP Stack. Наиболее широко используемым модулем DA для OP Stack является Ethereum DA Layer, который использует OP Mainnet rollup. Примечательно, что недавно в тестовой сети был запущен Taro - первая цепочка OP Stack, использующая Celestia в качестве DA Layer вместо Ethereum.

Уровень секвенирования: Этот уровень определяет, как транзакции в цепочке OP Stack собираются и публикуются на DA Layer. В текущем состоянии модуль секвенсора для OP Stack представляет собой один секвенсор. Будущие предлагаемые модификации будут включать несколько секвенсоров для повышения децентрализации платформы.

С экономической точки зрения, секвенсор генерирует доход от транзакций, оплачиваемых пользователями OP Mainnet, который в основном идёт на ретроспективное (ещё вернее - “ретроактивное) финансирование общественных благ.

В будущем, когда секвенсор будет децентрализован, планируется также распределить часть этого дохода среди $OP-стейкеров.

Уровень деривации: Он определяет, как необработанные данные из DA Layer обрабатываются для формирования входных данных, которые отправляются на Execution Layer. Он очень тесно связан с DA Layer, поскольку должен понимать, как анализировать исходные данные, поступающие оттуда.

Уровень исполнения: Этот уровень определяет состояние внутри цепочки OP Stack и то, как оно изменяется после получения входных данных от уровня деривации. Немного изменённая версия EVM является текущим модулем уровня исполнения, который присутствует в OP Stack, хотя он может быть изменён, например, для включения виртуальной машины Move Virtual Machine.

Расчётный уровень: Этот уровень традиционно обрабатывает вывод активов из блокчейна, сначала подтверждая состояние целевого блокчейна, а затем обрабатывая вывод на основе этого состояния. В более широком смысле, для OP Stack расчётный уровень позволяет стороннему блокчейну узнать и установить представление о состоянии цепочки OP Stack.

В настоящее время OP Stack включает в себя модуль, построенный на основе доказательств ошибок, основанных на аттестации, для создания такого представления. Однако компания Optimism также работает над своей системой доказательств Cannon с минимальным уровнем доверия и (уже) добавила функциональность для доказательств достоверности ZK в своем недавнем обновлении Bedrock.

Уровень управления: Сюда относится общий набор инструментов и процессов, используемых для управления обновлениями, проектными решениями и конфигурацией системы. Это более абстрактный уровень по сравнению с другими и может содержать различные механизмы.

Два модуля, представленные в OP Stack, - MultiSig Contracts и Governance Tokens.

MultiSig Contracts - смарт-контракты, которые выполняют определённое действие после достижения заданного порога подписей от набора участников. Это текущий механизм, используемый для управления обновлением бридж-контрактов в OP Mainnet.

Токены управления, с другой стороны, обычно используются для децентрализации процесса принятия решений, при этом их функциональность зависит от каждого конкретного случая.

Важно помнить, что разработчики могут легко модифицировать существующие модули или создавать новые, чтобы приспособить их к потребностям того приложения, на котором они сосредоточены.

Например, как уже упоминалось в разделе "DA Layer", Taro - роллап, который использует Celestia для DA, а не Ethereum.

OP Stack, по сути, деконструирует все компоненты, которые используются для создания L2, и упаковывает их в виде отдельных модулей. Затем разработчики могут комбинировать наиболее подходящие модули для создания собственного L2.

В конечном счёте, Optimism предвидит грядущий взрыв высокосовместимых L2 и L3, которые они называют цепочками OP. Они считают, что эти цепи в конечном итоге приведут к появлению Суперцепи. Первым шагом в реализации этого будущего и стало недавнее обновление Bedrock.

Преимущества OP Stack

Компания Optimism всегда уделяла большое внимание согласованности с Ethereum, поэтому OP Stack представляет собой комплект для разработки EVM-роллапов. Он обладает рядом ключевых преимуществ, которые будут иметь решающее значение для реализации потенциального будущего Superchain.

Расширяемость: Код OP Stack разработан с учётом того, что другие разработчики захотят использовать его и строить на его основе (dApps). Поэтому их код с открытым исходным кодом и модульность, (предназначены для того) чтобы другие разработчики могли легко строить на его основе (dApps). Это означает, что предложения по улучшению Ethereum ("EIPs") и будущие обновления должны быть простыми в реализации.

Простота: Компания Optimism строит свою работу на основе философии, согласно которой сложный код не масштабируется. Они стремятся сделать свой код как можно более простым и предпочитают повторно использовать существующий код, который был проверен в бою. Именно поэтому они решили использовать форк Geth в качестве движка исполнения по умолчанию в OP Stacks(4) (который был протестирован на Ethereum в течение многих лет). Как правило, чем проще код, тем менее он уязвим для потенциальных ошибок и атак.

Знакомые знания: Существующие разработчики Ethereum должны найти относительно легкое решение для создания OP Stack, учитывая их знакомство с Ethereum и его кодом.

Разнообразие клиентов: В рамках стека OP возможно множество клиентских реализаций. Такое разнообразие дает преимущества в плане быстродействия и безопасности. Мы уже видели запуск в сети OP-Erigon альтернативного клиента исполнения для OP Stack, и анонс Magi, альтернативного клиента сворачивания OP Stack, (состоялся недавно).

Обновление Bedrock

Обновление Bedrock, выпущенное 06 июня 2023 года, стало первым официальным релизом OP Stack и представляло собой полную модульную переработку основных компонентов архитектуры роллапов OP Mainnet. Флагманский роллап Optimism теперь построен с использованием модульного OP Stack. Bedrock не только представляет собой обновление OP Mainnet rollup, но и предоставляет инструменты для запуска блокчейна optimistic L2 rollup производственного качества.

Ключевые улучшения

Снижение сборов: В Bedrock реализована оптимизированная стратегия сжатия данных для минимизации затрат на данные. Это привело к значительному снижению комиссий за транзакции, которые теперь в среднем на 77% дешевле.

Это также привело к тому, что роллап L2 Optimism теперь является самым дешёвым Etheruem L2 для обмена токенов.

Рисунок 3: Средние газовые комиссии OP Mainnet примерно на 77% ниже после обновления Bedrock.

Более короткое время депозита: Bedrock ввёл поддержку перерегистрации L1 в программное обеспечение узла, что привело к сокращению времени ожидания депозитов. Время депозита сократилось примерно на 70% - с 10 минут до примерно 3 минут. Это важное дополнение к пользовательскому опыту, особенно для новичков или тех, кто менее опытен в работе с L2-роллапами.

Это же повлияло на цену - см. ниже рисунок 4.

Рисунок. 4 OP Mainnet теперь является самым дешевым роллапом Ethereum L2 для обмена токенов.

Улучшенная модульность доказательств: Bedrock абстрагировал систему доказательств от стека OP, так что цепочка стека OP может использовать для проверки транзакций либо доказательство ошибки, либо доказательство действительности (т.е. ZK-доказательство). Примечательно, что уже существует RFP на создание ZK-доказательства действительности для стека OP.

Улучшенная производительность узла: Bedrock позволил выполнять несколько транзакций в одном сворачиваемом "блоке" вместо прежней модели "одна транзакция на блок". При текущих объёмах транзакций это позволит сократить рост до примерно 15 ГБ/год.

Как уже говорили ранее, OP Stack помог деконструировать различные компоненты, которые используются для построения цепочки L2, и Bedrock является первой подобной реализацией этого программного обеспечения.

Ключевой разгадкой здесь является модульность. Теперь разработчики могут создавать свои собственные L2, используя те же стандартизированные модули, что и Bedrock, или, наоборот, менять местами различные компоненты для создания индивидуальных L2.

В целом, обновление Bedrock не только наделило L2-программу Optimism рядом значительных улучшений, но и еще на один шаг приблизило Optimism к их видению Superchain.

Тезис о Суперцепочке

Следующим шагом после обновления Bedrock для Optimism будет начало процесса перехода на Суперцепь.

Суперцепочка представляет собой децентрализованную сеть L2-цепочек (называемых ОП-цепочками), имеющих общую защиту, коммуникационный уровень и технологический стек с открытым исходным кодом (ОП-стек).

Эти цепочки будут стандартизированы и предназначены для использования в качестве взаимозаменяемых ресурсов.

Такая стандартизация позволит разработчикам создавать приложения, ориентированные на Суперцепь в целом, а не только на базовую цепь, на которой работает приложение.

Важно отметить, что Superchain в настоящее время является лишь концепцией и находится в процессе разработки. На самом деле, команда Optimism считает, что это "многолетний (если не десятилетний) путь”.

Рисунок 5: Визуальное представление Суперцепочки.

Что подразумевает Суперцепь?

Усиленная и безопасная база кода: По мере роста числа цепочек, каждая из которых делится модульной и стандартизированной кодовой базой, лежащей в их основе, и вносит в неё свой вклад, это упрочняет систему.

Большее количество итераций и разработок на основе одного и того же стандартизированного кода помогает упростить его, делая более устойчивым к атакам и ошибкам. Учитывая распространённость взломов и нарушений безопасности в системе, это будет ключевым преимуществом такой структуры, как Superchain.

Атомарная кроссчейн совместимость: Речь идёт о беспрепятственных транзакциях между различными цепочками OP одновременно без необходимости в мостах или посредниках.

Несмотря на то, что Суперцепь состоит из нескольких цепей, конечный пользователь получает опыт использования единой, унифицированной цепи.

На практике это может привести к таким улучшениям, как универсальные исследователи блоков (в отличие от различных исследователей для каждой цепи, как сейчас) и устранение переключения сети при использовании приложений (например, отсутствие выпадающего меню в MetaMask).

Общая инфраструктура Ethereum: Это значительно облегчает работу разработчиков и позволяет существующим разработчикам Ethereum плавно перейти к созданию OP-цепочек.

Hacks

Цепочки, в которых стандартизированные модули заменяются экспериментальными альтернативами, считаются "хаками" в мире OP. Такие хаки создают цепи, которые не совсем соответствуют стеку OP, что может привести к уязвимостям в безопасности и невозможности присоединиться к суперцепочке.

Однако они предоставляют разработчикам полезную возможность экспериментировать и создавать новые приложения.

OPCraft - один из таких экспериментов, который запускает модифицированный EVM на уровне исполнения, чтобы создать полностью основанную на цепочке 3D воксельную игру.

Optimistic Game Boy - ещё один пример, в котором разработчики заменили движок исполнения на эмулятор Game Boy.

Что дальше?

L2 от Optimism, после обновления Bedrock, является первым участником Суперцепочки. Предстоящая Base L2 от Coinbase станет вторым участником, а анонс мейннета ожидается в этом году. Компания Worldcoin также взяла на себя обязательства по созданию стека OP.

Conduit - ещё один интересный проект, направленный на то, чтобы облегчить разработчикам запуск собственных OP Stack, которые в конечном итоге станут частью Superchain.

Aevo - децентрализованная биржа опционов, недавно запустила свой роллап на основе OP Stack в сотрудничестве с Conduit, который управляет секвенсором роллапов Aevo.

Интересно, что компания BNB Chain также объявила о создании тестовой сети для opBNB, которая является их EVM-совместимой L2-цепочкой на базе OP Stack.

В мире NFT децентрализованный рынок NFT Zora недавно запустил Zora Network. Сеть Zora - L2, построенная на OP Stack, цель которой - сделать NFT дешевле и доступнее. В их документации говорится, что минтинг на Zora может стоить менее 0,50 долларов США, а транзакции подтверждаются за несколько секунд.

Как видим, разработки вокруг OP Stack продолжаются и широко распространены в крипто-экосистеме. Будет интересно посмотреть, как их решение будет конкурировать с такими проектами, как: Arbitrum, zkSYnc и Polygon, и как будут развиваться события в течение следующих нескольких месяцев.

Orbit от Arbitrum

Разработанная компанией Offchain Labs, Arbitrum - ещё один популярный оптимистичный EVM-ролла в пространстве L2, который работает с августа 2021 года.

На самом деле, Arbitrum в настоящее время является крупнейшей и наиболее доминирующей сетью L2 с точки зрения TVL, собрав более 5,9 млрд. долларов США. Его доля рынка составляет более 60%. Благодаря такому впечатляющему развитию экосистема Arbitrum состоит из нескольких продуктов, включая Arbitrum One, Arbitrum Nova, Arbitrum Nitro и, в перспективе, Arbitrum Orbit.

Arbitrum One: первый и основной мейннет-роллап экосистемы Arbitrum. One полностью лишён доверия и наследует гарантии безопасности Ethereum L1 без введения дополнительных предпосылок доверия.

Arbitrum Nova: решение AnyTrust, которое является второй основной сетью Arbitrum для проектов, чувствительных к затратам и ожидающих больших объёмов транзакций.

Arbitrum Nitro: Технический программный стек, на котором работает Arbitrum L2, позволяющий сделать сворачивание более быстрым, дешевым и совместимым с EVM. Nitro представляет интерактивные доказательства, которые выполняются поверх кода WebAssembly ("WASM"), используемого Arbitrum.

Arbitrum Orbit: Система разработки для создания и развёртывания L3 поверх основной сети Arbitrum.

Рисунок 6: Сокращенная хронология развития Arbitrum на сегодняшний день.

Каково видение Arbitrum?

Подобно Optimism, Arbitrum наметил путь развития, который начался с относительно монолитного подхода к более модульной и основанной на компонентах структуре.

Тезисы Arbitrum основаны на основной стратегии, которая направлена на привлечение разнообразных приложений к своим цепочкам общего назначения в Arbitrum One и Arbitrum Nova.

Важным элементом стратегического видения Arbitrum являются L3-роллы, которые обеспечивают транзакции в цепочках Arbitrum. L3 являются основополагающими для следующего этапа пути масштабирования Arbitrum и решением для реализации их видения. Arbitrum называет это Arbitrum Orbit.

Что такое Layer-3?

Сети L3, которые иногда называют app-chains, хотя их сфера применения выходит за рамки этого термина, представляют собой выделенные сети, построенные поверх L2, в каждой из которых размещаются смарт-контракты, поддерживающие конкретные децентрализованные приложения. Они используют безопасность сетей L2, которые, в свою очередь, заимствуют гарантии безопасности основополагающей сети L1, такой как Ethereum. В конечном итоге, сети L2 используются для масштабирования общего назначения, в то время как сети L3 предназначены для работы с конкретными приложениями.

Самый простой способ понять L3 - представить их как "роллап" для L2. Вместо того чтобы остановиться на L1, L3 останавливаются на L2. Более того, они предлагают значительно большую масштабируемость, что делает их идеальным решением для высокопроизводительных приложений, как это видно на примере конкретных случаев использования в DeFi или (в) крипто-играх - одним из ярких примеров является dYdX, которая была одной из первых dApp в пространстве DeFi и перешла с L1 на свою собственную цепочку приложений, чтобы лучше масштабировать свой продукт.

Для примера, если L3 увеличивает пропускную способность в 10 раз по сравнению с L2, а L2 увеличивает пропускную способность в 10 раз по сравнению с L1, то L3 обеспечивает пропускную способность в 100 раз больше, чем L1.

Что ещё более важно, сети L3 служат для улучшения совместимости и связи между протоколами, объединяя различные аспекты экосистем блокчейна и Web3.

Рисунок 7: Arbitrum Orbit - один из примеров решения L3.

Где находится Arbitrum Orbit?

Представленный в марте 2023 года, Arbitrum Orbit предлагает разработчикам новый рубеж для создания цепочек поверх Arbitrum One или Arbitrum Nova, называемых цепочками L3.

Проще говоря, Orbit - система разработки без разрешений, которая даёт возможность любому желающему развернуть L3-цепочки поверх L2-цепочек Arbitrum.

Отсутствие разрешений - ключевая характеристика (Orbit), поскольку она позволяет разработчикам создавать новые L3-цепочки поверх L2-цепочек Arbitrum, не требуя разрешения или формального одобрения.

Arbitrum представляет себе Orbit как очень доступный продукт и неотъемлемую часть общественной инфраструктуры Arbitrum.

Стивен Голдфедер, генеральный директор Offchain Labs, рассказал о стремлении команды к дальнейшему развитию и инструментальному обеспечению решения, с целью позиционирования Orbit как наиболее простой и удобной платформы для dApps для внедрения L3.

Это, безусловно, выгодно для команд, создающих приложения, т.к. позволяет им протестировать и получить опыт работы с L3 из первых рук, прежде чем брать на себя обязательства по собственному развёртыванию (какого-то решения).

С помощью Orbit компания Arbitrum намерена поддерживать следующие сценарии использования протоколов, желающих запустить свои собственные цепочки L3:

Layer-3 rollup: Запуск цепочек L3 rollup, аналогичных Arbitrum One.
Layer-3 AnyTrust: Запуск цепочек L3 AnyTrust, аналогично Arbitrum Nova.
Настраиваемый Layer-3: развёртывание настраиваемой цепочки L3, построенной на базе Arbitrum Nitro, для специфических потребностей приложения. Сюда входят такие компоненты, как конфиденциальность, разрешения (апрувы), токены оплаты, токены управление и многое другое.

Этим решением Arbitrum стремится привлечь разработчиков, которые хотят больше контроля и стремятся к настраиваемости, позволяя им создавать форки и свободно настраивать исходный код Arbitrum в соответствии со своими специфическими требованиями.

Arbitrum делает значительный акцент на настраиваемости (кастодиальности), даже доходя до того, что называет своё решение "адаптированными цепочками".

Orbit будет совместим с предстоящим обновлением Arbitrum Stylus, открывая разработчикам возможность создавать децентрализованные приложения с использованием стандартных языков программирования, таких как C, C++ и Rust, тем самым расширяя универсальность и сферу применения Arbitrum. Кроме того, комиссии за транзакции на этих L3-роллапах будут выплачиваться в $ETH секвенсорам Arbitrum.

Orbit намерен превратить Arbitrum в расчётный уровень, подобный Ethereum, добавив больше ценности его основной цепочке и укрепив долгосрочную масштабируемость экосистемы Arbitrum в целом.

Хотя команда Arbitrum признаёт, что оптимальную структуру L3 ещё предстоит найти, эта модернизация позволит dApps получить преимущества от увеличения пропускной способности и безопасного моста, предлагаемого L3, в дополнение к сетевым эффектам, уже присутствующим в экосистеме Arbitrum.

Проекты уже начали проявлять интерес к этой разработке, а Xai, например, децентрализованная игровая сеть, намерена стать первым L3 на платформе Arbitrum.

zkSync и гипер-масштабирование

Компания zkSync, основанная Matter Labs, представляет собой решение для масштабирования L2 для Ethereum, использующее технологию zk-rollup.

Вторая итерация zkSync была запущена в начале этого (2023) года и известна как zkSync Era, которая представляет собой версию zkEVM rollup от Matter Labs. С момента развёртывания в основной сети zkSync Era стал одним из наиболее широко используемых решений L2 и zkEVM, достигнув TVL более 625 млн долларов США.

Для получения дополнительной информации о zkSync Era, пожалуйста, обязательно ознакомьтесь с отчеётом "Мир zkEVM: Обзор zkSync”. [Прим. Menaskop: см. также teletype.in/@menaskop/zkevm-zksync-and-others].

Поскольку zkSync Era представляет собой вторую итерацию набора продуктов zkSync, гипер-масштабируемость олицетворяет его конечную цель: управление бесконечным количеством транзакций без ущерба для безопасности и децентрализации.

Для того чтобы удовлетворить растущие потребности Web 3.0, zkSync разработал своё конечное решение на основе концепции гипер-цепочек. Архитектура zkSync включает в себя сеть гипер-цепочек, каждая из которых привязана к центральной базовой цепочке.

Что такое гиперцепочка?

Гиперцепи - видение L3 от zkSync, задуманное как обширная экосистема надёжных и настраиваемых связанных блокчейнов. Они представляют собой параллельно работающие, фракталоподобные экземпляры zkEVM и могут быть созданы или развёрнуты любой организацией без каких-либо разрешений.

В реализации гиперцепочек zkSync используется модульный подход, при этом разработчики могут использовать комплект для разработки программного обеспечения для гипер-цепочек ("SDK"), позволяющий им либо выбирать различные компоненты для своих блокчейнов, либо разрабатывать свои собственные.

Рисунок 8: Гипер-цепи - суверенные ZK-цепи на Ethereum, соединённые сетью настраиваемых и полностью лишённых доверия гипер-мостов.

Механизм zkEVM играет важную роль в поддержании единообразия в сети. Для поддержания доверия и совместимости внутри экосистемы каждая гипер-цепочка должна подпитываться движком zkEVM, идентичным движку основной платформы zkSync L2. Это позволяет гипер-цепочкам наследовать свою безопасность непосредственно от L1, независимо от того, кто их развёртывает.

Что такое базовая цепочка?

Basechain является аналогом zkSync Era. Его можно рассматривать как основной экземпляр гиперчейна zkSync Era с дополнительной функцией расчёта блоков непосредственно на L1 Ethereum. Она не только служит основным вычислительным уровнем для смарт-контрактов общего назначения, но и выступает в качестве расчётного уровня для всех других гипер-цепочек, включая L3 и последующие.

Гипер-цепи zkSync стремятся обеспечить бесконечную масштабируемость, охватывая следующие области:

Безопасность: гипер-цепи позволят преодолеть типичные уязвимости, связанные с неродными мостами, которые часто приводят к взломам. Взаимодействие между фрактальными гипер-цепями в zkSync's L3 будет осуществляться через нативные мосты, что ещё больше повысит безопасность.
Производительность: Благодаря реализации архитектуры гипер-цепочек и достижению гипер-масштабируемости, производительность L3 повышается.
Стоимость: Плата за данные значительно снижается благодаря решениям по обеспечению доступности данных.
Простота использования: zkSync предусматривает значительное усовершенствование SDK, включая внедрение решений low-code и no-code, что значительно упрощает разработку приложений.
Компилируемость: Компилятор LLVM системы поддерживает Solidity и любой другой современный язык программирования, повышая доступность для разработчиков, специализирующихся на таких языках, как Rust, C++ и Swift.

Кроме того, такие функции, как ончейн-приватность, (проработанная) токеномика и доступность данных в самой гипер-цепи, могут быть адаптированы под конкретные нужды.

Решение zkSync без права доступа предлагает разработчикам три различных варианта доступности данных. Это позволяет разработчикам напрямую выбирать компромисс между ценой, производительностью и безопасностью:

ZK rollups: Идеально подходит для тех, кому требуется полный набор функций безопасности Ethereum, в первую очередь подходит для приложений DeFi.
zkPorter: Этот вариант для тех, кто предпочитает баланс между данными на ончейн и оффчейн, стремясь к доступности, скорости и безопасности, что является отличным выбором для разработчиков игр.
Validium: Для тех, кто ищет оптимальный уровень производительности с небольшим компромиссом по безопасности по сравнению с Ethereum.

Тезис о гипер-масштабировании

Всем нам известен термин масштабирование, который означает способность обрабатывать множество транзакций без ущерба для безопасности и децентрализации.

Хотя сегодняшняя система масштабирования является достаточной, она не учитывает постоянно растущий спрос в Web 3.0 сегменте и, в конечном счёте, бесконечный спрос (на масштабирование), если на то пошло. Именно здесь вписывается концепция гипер-масштабирования.

Гипермасштабирование означает возможность обработки бесконечно большого количества транзакций без ущерба для безопасности и децентрализации.

Помните трилемму блокчейна, когда сеть может выбрать только два параметра из масштабируемости, безопасности и децентрализации? Гипер-масштабируемость призвана сделать это излишним, поскольку она выходит за рамки этого хорошо известного компромисса.

Гипер-масштабируемая блокчейн-система включает в себя несколько различных ZK-цепочек (или гипер-цепочек), работающих параллельно, при этом доказательства блоков агрегируются и решаются на L1. Теоретически, это может быть даже бесконечное число гипер-цепочек, которые представляют всю систему.

Весь этот процесс связан с идеей, известной как фрактальное масштабирование, которая была впервые представлена компанией StarkWare. Фрактальное масштабирование основано на концепции многоуровневой сети, где специфические для конкретного приложения L3 рекурсивно строятся поверх L2.

Однако гипер-масштабирование делает ещё один шаг вперед, вводя гипер-мосты, которые являются собственными мостами, связывающими каждую из L3-цепочек приложений друг с другом. Это позволяет передавать данные между гипер-цепями без потребления ресурсов третьей цепи и гарантирует, что базовая цепь не станет центральным узким местом масштабирования, тем самым поддерживая принцип параллельной гипер-масштабируемости.

Контраст между фрактальным масштабированием и концепцией гипермасштабирования zkSync представлен на рисунках 9 и 10 ниже.

Рисунок 9: Без гипер-мостов фрактальное масштабирование может привести к тому, что базовая цепочка со временем станет основным пересечением для большинства передач (данных), что может стать препятствием для масштабируемости.

Рисунок 10: С гипер-мостами передача данных из одной гипер-цепи в другую становится такой же простой и экономически эффективной, как и обычная передача данных, подобно тому, как гиперссылки обеспечивают беспрепятственную навигацию с одной веб-страницы на другую одним щелчком мыши, устраняя необходимость дополнительной навигации по каждому слою.

StarkWare и фрактальное масштабирование

StarkWare, компанию, стоящую за роллапом общего назначения Ethereum L2 ZK, Starknet, можно считать первой крупной организацией, начавшей дискуссию о фрактальном масштабировании и многоуровневых архитектурах.

В своей записи в блоге "Фрактальное масштабирование: От L2 к L3" компания StarkWare опубликовала свой взгляд на L3, включая их функциональные сценарии использования и преимущества, которые они могут обеспечить.

В двух словах, тезис StarkWare о многоуровневой сети предполагает, что в то время как функция L2 заключается в масштабировании общего назначения, L3 следует использовать для индивидуального масштабирования. Этот тезис, безусловно, не отличается от того, что мы ранее исследовали в некоторых L2. Действительно, вполне вероятно, что первоначальная концепция StarkWare вдохновила другие проекты L2 на собственные исследования следующего этапа эволюции масштабирования Ethereum.

Рисунок 11: Визуальное представление первоначально предложенной StarkWare структуры многоуровневой архитектуры.

Хотя StarkWare не делала дальнейших заявлений, помимо первоначальной публикации вышеупомянутого тезиса, мы продолжаем наблюдать за несколькими событиями, происходящими в их экосистеме.

Slush развивает идею фрактального масштабирования и работает над SDK для создания zkVM L3 поверх Starknet. Хотя точные детали проекта носят исключительно технический характер и выходят за рамки данного отчета, стоит внимательно следить за тем, как Slush продвигается по своей дорожной карте и каких игроков они смогут привлечь в свою вселенную zkVM L3.

Кроме того, в августе прошлого года компания StarkWare анонсировала Recursive STARKs - инновационное решение, которое предлагает новый уровень масштабируемости для систем блокчейн.

Эти STARKs позволяют объединить несколько доказательств транзакций в одно доказательство, что повышает возможности масштабирования L2. Технология опирается на Cairo - язык программирования, поддерживающий генерацию доказательств для сложных вычислительных задач, и SHARP, который позволяет объединять транзакции из нескольких приложений в одно доказательство STARK.

Эта разработка не только значительно увеличивает количество транзакций, которые могут быть записаны в Ethereum с помощью одного доказательства, но и открывает новые горизонты для гипер=масштабирования и передовых приложений.

Реализация рекурсивных STARKs направлена на оптимизацию затрат, задержек и вычислительных ресурсов, что облегчает разработку L3-решений на базе публичной сети Starknet.

Поскольку StarkWare продолжает совершенствовать рекурсивный верификатор, мы можем ожидать дальнейшего улучшения производительности и экономической эффективности. Несомненно, рекурсивный STARKs создает основу для перехода Starknet в область сетей L3.

Основываясь на этих примечательных достижениях, будет интересно наблюдать за дальнейшим развитием Starknet и их регулярными обновлениями, подробно описывающими их стратегический подход к масштабированию Ethereum.

Polygon 2.0

В начале июня было опубликовано последнее объявление компании Polygon, касающееся следующего этапа пути L2. Polygon 2.0 был анонсирован с целью создания "ценностного слоя Интернета".

Прежде чем углубиться в эту тему, давайте расскажем немного о Polygon.

Polygon - платформа, предназначенная для повышения масштабируемости Ethereum, цель которой достигается за счет использования разнообразных решений.

Их флагманским продуктом является EVM-совместимый сайдчейн Polygon PoS.

Решение L2 компании Polygon обрабатывает около 2-3 миллионов транзакций ежедневно с 300-400 тысяч постоянно активных адресов. Компания Polygon также занялась темой цепочек приложений, выпустив собственное решение под названием Supernets, которое позволяет разработчикам создавать настраиваемые цепочки приложений. Несколько компаний анонсировали (имплементацию) Supernets, в том числе игровой гигант Nexon для своей новой игры во вселенной MapleStory.

Более того, Polygon zkEVM, их EVM-эквивалентное решение для ZK-роллапов, дебютировал в мейннете в конце марта (2023) и с тех пор собрал более 177 тысяч уникальных адресов и 20-50 тысяч транзакций ежедневно.

Polygon 2.0 является последним дополнением к набору продуктов L2 и стремится объединить эти платформы, чтобы создать бесшовный интерфейс для пользователей.

Polygon 2.0 представляет собой конгломерат цепочек L2 на базе технологии ZK и использует уникальный протокол межцепочечной координации. Это решение включает в себя ряд обновлений для обеспечения бесшовной совместимости между Polygon zkEVM, PoS и Supernets.

Сеть может вместить практически неограниченное количество цепочек с гарантией безопасного и немедленного межцепочечного взаимодействия, без дополнительных требований к безопасности и доверию. Команда Polygon стремится к тому, чтобы это решение предлагало бесконечную масштабируемость и единый пул ликвидности, зеркально отражая обширность и доступность нашего интернета.

Ключевые моменты

Интероперабельность: Используя революционный протокол межцепочечной координации (специфика которого пока не раскрывается), Polygon 2.0 призван облегчить движение и взаимодействие между несколькими блокчейнами.

Благодаря использованию экономичных и быстрых ZK-доказательств, эти взаимодействия должны быть похожи на взаимодействие с одной единой большой цепью. Теоретически это может открыть беспрецедентные уровни синергии и сотрудничества между различными цепочками Polygon.

Безопасность: Используя технологию ZK наряду с существующим механизмом PoS, Polygon стремится повысить безопасность и конфиденциальность. Они стремятся объединить сильные стороны обеих технологий в предстоящей версии Polygon 2.0. Недавнее объявление о переходе Polygon PoS на валидиум zkEVM является тому подтверждением.

Масштабируемость: Команда Polygon разрабатывает архитектуру Polygon 2.0 для поддержки "практически неограниченного числа цепочек", стремясь достичь беспрецедентных уровней пропускной способности и масштабируемости благодаря такому подходу. Сооснователь компании, Сандип Наилвал, даже сформулировал стремление к "неограниченному и постоянно увеличивающемуся блокчейн-пространству".

Внедрение технологии нулевого знания будет иметь решающее значение для реализации этого видения, поскольку ZK обладает потенциалом значительного усиления масштабируемости.

Последние обновления и график

Управление будет неотъемлемой частью перехода Polygon 2.0. Президент Polygon Labs Райан Уайатт подчеркнул цель внедрения устойчивого децентрализованного управления как краеугольный камень стратегии Polygon 2.0.

На данный момент последним обновлением плана Polygon 2.0 стало предварительное предложение руководства о переходе Polygon PoS на валидиум zkEVM, описанный как "первый в своём роде децентрализованный L2, защищённый ZK-доказательствами".

В настоящее время сайдчейн Polygon PoS защищён собственным набором валидаторов, а не ZK-доказательствами, но согласно концепции Polygon 2.0, каждая цепочка Polygon должна быть ZK L2.

Решение, предложенное командой Polygon, состоит в том, чтобы перевести сайдчейн PoS на валидиум zkEVM.

Валидиумы - масштабируемые решения, которые используют ZK-доказательства для гарантии достоверности транзакций, но хранят данные о транзакциях оффчейн. Это контрастирует с такими роллапами, как Polygon zkEVM, которые хранят данные ончейн.

Публикация данных о транзакциях стоит дорого и может ограничивать пропускную способность. Таким образом, валидиумы можно рассматривать как более дешёвый и высокопроизводительный родственник роллапов.

Основной компромисс заключается в том, что валидиумы должны обеспечивать доступность данных о транзакциях за пределами Ethereum, что Polygon PoS может поддерживать благодаря набору из 100+ валидаторов, которые могут служить гарантией доступности данных.

Опыт пользователей и разработчиков не изменится в результате этого перехода, и Polygon PoS продолжит функционировать так же, как и всегда, только с более высокой степенью безопасности благодаря добавлению ZK-доказательств.

И Polygon PoS, и Polygon zkEVM останутся двумя публичными сетями экосистемы Polygon после этого обновления. Кроме того, обе сети будут использовать технологию zkEVM, одна - в качестве роллапа, а другая - в качестве валидиума.

Команда Polygon считает, что эти две сети будут дополнять друг друга. Более конкретно:

Polygon zkEVM: Наивысший уровень безопасности, компромиссом является немного повышенная плата и ограниченная пропускная способность. Лучше всего использовать для высокоценных приложений, где безопасность имеет наивысший приоритет, т.е. DeFi.
Модернизированный Polygon PoS (zkEVM validium): Очень высокая масштабируемость и низкие тарифы, в качестве компромисса - немного более ограниченная безопасность по сравнению с Polygon zkEVM. Лучше всего подходит для приложений, требующих большого объёма транзакций и очень низких комиссий за транзакции, т.е. для игровых и социальных приложений.

Если предварительное предложение получит поддержку, оно поступит на официальное рассмотрение руководства, а затем будет обсуждаться на звонках руководства и других форумах. Если консенсус будет достигнут, команда Polygon предполагает запуск zkEVM validium mainnet к концу первого квартала 2024 года.

Команда Polygon также опубликовала подробную информацию о графике анонсов для дальнейших подробностей о Polygon 2.0. Грядёт лето анонсов.

Рисунок 12: График анонсов Polygon 2.0.

Учитывая производительность Polygon с их PoS sidechain и успешное развертывание их решения zkEVM, это новое видение имеет значительные перспективы и может стать интригующим усовершенствованием для более широкой экосистемы L2. Мы с нетерпением будем следить за развитием событий по мере появления новых подробностей о Polygon 2.0.

Сравнение решений

Пространство L2 характеризуется своей динамичностью и конкурентной природой, представляя нам захватывающий ландшафт для анализа. Каждая сеть привносит свою уникальную перспективу, и хотя есть общие черты, существуют и заметные различия. Основываясь на наших предыдущих обсуждениях L2 и их развивающегося видения, Рисунок 13 даёт предварительный взгляд на этот развивающийся рынок.

Хотя все протоколы имеют общую цель, которая в некоторой степени отражает конечную цель сооснователя Ethereum, Optimism, в частности, отличается своим тезисом о супер-цепочке. zkSync демонстрирует некоторую степень совпадения с Optimism, учитывая его предлагаемый с открытым исходным кодом zkEVM rollup SDK, который предлагает разработчикам гибкость в замене модулей, подобно OP Stack Hacks. И всё же Optimism в значительной степени контрастирует с zkSync и Arbitrum, которые представляют несколько схожее видение L3, хотя и с различиями в стратегиях исполнения.

Рисунок 13: Визуальное представление взаимодействия между следующим поколением Layer-2 rollups и Ethereum Mainnet. Обратите внимание, что на графике не указаны Polygon и Starknet, поскольку мы ожидаем дальнейшего развития этих проектов.

И Starknet, и Polygon до сих пор демонстрировали различные стратегии в формировании своих собственных подходов к тезису о масштабировании.

Starknet, в некотором роде повторяя подходы zkSync и Arbitrum, делает ставку на многослойную структуру, использующую фрактальное масштабирование L3. С другой стороны, Polygon выбирает более интегрированную модель, объединяющую набор продуктов L2, включая возможность для dApps создавать свои собственные цепочки в рамках супер-сетей.

Эти концепции L2, как бы они ни были разнообразны, в основе своей содержат кастомизацию и цепочки для конкретных приложений. Однако детали продолжают развиваться - особенно в случае Polygon, поскольку с нетерпением ждём новых откровений о концепции Polygon 2.0 в ближайшие дни и недели. Чтобы помочь более детально осмыслить эти моменты сравнения, на Рисунке 14 ниже показаны некоторые нюансы между сетями.

Рисунок 14: Сравнительный снимок Layer-2s и их следующего этапа для масштабирования Ethereum.

Из приведённой выше таблицы видно, что разделение лицензирования Arbitrum на разрешенные разработки L2 и неразрешенные разработки L3, безусловно, является интересным отличием.

Arbitrum Orbit предоставляет платформу без разрешений для создания цепочек L3, но при этом требует одобрения DAO на использование ИС Arbitrum для разработки L2.

Такая полузакрытая структура, хотя потенциально и ограничивает совместимость между цепочками Arbitrum Orbit и другими цепочками L2 на Ethereum, эффективно снижает риск того, что конкурирующие цепочки разбавят активность пользователей Arbitrum L2. Это заметно отличается от некоторых других проектов L2.

Например, Optimism и их OP Stack, который использует полный фреймворк с открытым исходным кодом в коде Optimism, позволяют разработчикам свободно развёртывать L2 с общими наборами секвенсоров.

Хотя модель Optimism действительно обеспечивает большую гибкость, она может непреднамеренно проложить путь к тому, что рулонные модули общего назначения, разработанные с использованием стека OP, могут стать каннибалами для ликвидности и пользователей Optimism.

Тем не менее, реальность такова, что растущая сеть цепочек на супер-цепочке напрямую связана с ростом доходов Optimism, значительная часть которых, как ожидается, будет направлена обратно в широкую экосистему Optimism.

Этот рост доходов в значительной степени объясняется ролью Optimism как секвенсора и начислением комиссионных, полученных от других OP-цепочек (хотя разделение комиссионных не является строго обязательным).

Для сравнения, Arbitrum Orbit демонстрирует довольно уникальный подход к начислению стоимости, обязывая L3, построенные на базе Arbitrum, выплачивать вознаграждение своим секвенсорам.

Независимо от базовой технологии, краеугольным камнем для L2, нацеленных на масштабирование и раскрытие сетевых эффектов, является обеспечение создания устойчивой по своей сути системы.

Наряду с тонкостями лицензирования с открытым или закрытым исходным кодом, разрешенных или неразрешённых L2 и L3, при определении того, как проекты накапливают ценность в своих соответствующих экосистемах, следует также рассмотреть следующие области:

Настраиваемость программного обеспечения: Простота тиражирования кода и создания на основе L2 будет ключевым отличительным фактором. Вполне вероятно, что проекты, созданные на базе L2, будут стремиться к конкретным модификациям и могут инвестировать ресурсы для финансирования таких модификаций. Лучшие программные стеки L2 для таких случаев, несомненно, будут иметь конкурентное преимущество.
Транзакционные сборы и секвенсоры: Секвенсоры, которые несут значительную ответственность и операционные расходы по обслуживанию и оплате облачных услуг, должны получать справедливую компенсацию в виде транзакционных сборов, взимаемых с пользователей.
Роль управляющих токенов: Поскольку тенденция к децентрализации усиливается, функция управляющего токена L2 становится ещё более важной. Вполне вероятно, что большинство роллапов будут требовать стейкинга токенов для включения в общую сеть секвенсоров.

Заключительные мысли

Экосистема L2, безусловно, прошла долгий путь становления в качестве важнейшего компонента для повышения масштабируемости, эффективности и удобства использования в отрасли.

Сейчас ведутся дискуссии о "следующем этапе" эволюции L2, что привело к появлению различных школ, каждая из которых имеет своё видение дальнейшего пути.

Сам Виталик Бутерин принял участие в обсуждении, размышляя о потенциальных путях, но в равной степени предполагая, что существует множество возможностей двигаться вперед.

Ценность L3s, супер-цепочек и гипер-масштабируемости очевидна, но сейчас, когда стоим на пороге этих достижений, становится ясно, что нет единого, окончательного видения или ответа.

Несмотря на различные точки зрения, они в какой-то мере сходятся к общей основополагающей цели: бесконечной масштабируемости.

Конечной целью является создание мира Web 3.0, который масштабируется так же плавно, как и его аналог Web 2.0, и предоставляет наилучшую игровую площадку как для разработчиков, так и для пользователей.

На самом деле, эта тема находится ещё в самом начале пути, и проектам ещё предстоит строго формализовать и реализовать свои подходы. Таким образом, представленные сегодня взгляды и определения - снимки динамично развивающегося пространства.

С нетерпением ждём возможности увидеть, как развернется следующий этап масштабирования Ethereum и как он повлияет на L2s и более широкую экосистему блокчейна.

До!

Полезные ссылки

Продолжение про L3 следует...