Co to jest warstwa kryptograficzna 2 i jak działa?

Aby zrozumieć technologię blockchain, ważne jest, aby zacząć od fundamentu, zwanego „ warstwą 1 ” (L1). Warstwa ta stanowi podstawę zdecentralizowanych sieci, takich jak Bitcoin (BTC) i Ethereum (ETH). Platformy te działają w oparciu o rozproszone systemy rejestrów, które ułatwiają posiadanie i wymianę zasobów cyfrowych bez konieczności korzystania z pośredników. Brak zależności od stron trzecich oznacza, że każdy może obsługiwać protokół L1 za pomocą osobistego urządzenia komputerowego, takiego jak laptop lub nawet Raspberry Pi.

Sercem warstwy 1 jest mechanizm konsensusu , który gwarantuje, że wszyscy uczestnicy, czyli węzły, w sieci ostatecznie osiągną porozumienie w sprawie stanu systemu – na przykład potwierdzając ilość ETH posiadaną przez użytkownika w danym momencie. Obecnie warstwa 1 sieci Bitcoin może przetwarzać około siedmiu transakcji na sekundę, podczas gdy wydajność Ethereum jest nieco większa, ale nadal ograniczona do kilkudziesięciu transakcji na sekundę. Ograniczenia te skutkują konkurencyjną walką o przestrzeń blokową.

Konkurencja ta objawia się w postaci opłat transakcyjnych, w ramach których użytkownicy prześcigają się nawzajem, aby ich transakcje były traktowane priorytetowo i szybciej potwierdzane na blockchainie. Im wyższa opłata zaoferowana przez użytkownika, tym szybciej jego transakcja zostanie przetworzona. To wąskie gardło w przepustowości często prowadziło do zatorów i wyższych kosztów, co stanowi poważne wyzwanie pod względem skalowalności.

Choć wewnętrzna równowaga pomiędzy decentralizacją, bezpieczeństwem i skalowalnością – często nazywana trylematem Blockchain – wydaje się być podstawowym ograniczeniem, opracowano rozwiązania warstwy 2 , aby stawić czoła tym ograniczeniom. Technologie takie jak pakiety zbiorcze dla Ethereum i Lightning Network dla Bitcoin mają na celu zwiększenie przepustowości i wydajności transakcyjnej tych sieci, oferując obiecującą drogę do pokonania przeszkód nieodłącznie związanych z ich odpowiednikami w warstwie 1.

Kroniki warstwy 2: kroki w kierunku skalowalności Blockchain

Użytkownicy kryptowalut często spotykają się z wysokimi opłatami i opóźnieniami w transakcjach, ponieważ sieć osiąga swój limit przetwarzania, który obecnie wynosi około 1,5 miliona transakcji dziennie i tylko około 15 transakcji na sekundę. Wydarzenia o dużym natężeniu ruchu, takie jak wirtualna sprzedaż gruntów w Otherside przez firmę Yuga Labs czy hossa w 2021 r., ilustrują przeciążenie sieci i w konsekwencji skoki opłat oraz powolne działanie aplikacji.

Rozwiązania warstwy 2, czyli „L2”, to innowacje technologiczne zaprojektowane w celu usunięcia tego wąskiego gardła. Działając jako dodatkowe autostrady do tętniącej życiem sieci głównej Ethereum, te L2 oferują przyspieszone i opłacalne transakcje, jednocześnie korzystając z bezpieczeństwa sieci bazowej i zdecentralizowanego charakteru. Pomyśl o L2 jako o arteriach biegnących wzdłuż głównej arterii blockchain, wyposażonych w wjazdy i zjazdy ułatwiające dostęp, zapewniających szybką alternatywę dla zatłoczonych głównych dróg.

Arbitrum, Optimism i zk-Sync przodują jako popularne sieci L2 w Ethereum, podczas gdy Lightning Network pełni podobną funkcję dla użytkowników Bitcoin. Łącznie sieci te mają kapitalizację rynkową bliską 2 miliardów dolarów, co odzwierciedla ich kluczową rolę w skalowalności blockchainu.

Warstwy 2 wyróżniają się nie tylko redukcją opłat poprzez łączenie transakcji poza łańcuchem, ale także zwiększeniem użyteczności dzięki możliwości przetwarzania większej liczby transakcji na sekundę przy niższych kosztach. Pozwala to na lepsze doświadczenia użytkowników i szerszą gamę aplikacji, ostatecznie mając na celu dorównanie wydajnością scentralizowanym procesorom płatniczym, takim jak Visa i Mastercard.

Integracja warstw L2 jest niezbędna do rozwiązania problemów związanych ze skalowalnością związanych z decentralizacją, nieodłącznie związanych z systemami blockchain. Tam, gdzie tradycyjne systemy bankowe korzystają ze scentralizowanej kontroli w celu skuteczniejszego regulowania płatności, blockchain musi zachować bezpieczeństwo i przejrzystość wśród tysięcy uczestników sieci. W tym kontekście warstwa 1 przejmuje rolę zapewnienia bezpieczeństwa i decentralizacji, podczas gdy warstwa 2 skupia się na skalowaniu możliwości transakcyjnych, wspólnie pracując nad siecią, która jest nie tylko szybsza, ale także bardziej przyjazna dla użytkownika, zapewniając, że technologia blockchain będzie w stanie sprostać wymaganiom rynków światowych i być może pewnego dnia staną się lepsze od tradycyjnych kanałów finansowych.

Jak działa warstwa 2?

Protokoły warstwy 2 (L2) służą jako zaawansowana platforma dla Ethereum, zaprojektowana do obsługi transakcji poza główną siecią Ethereum (warstwa 1), przy jednoczesnym wykorzystaniu solidnych zabezpieczeń zapewnianych przez główny łańcuch bloków. Te rozwiązania warstwy 2 to oddzielne łańcuchy bloków, które uzupełniają i rozszerzają funkcjonalność Ethereum, zapewniając skalowalne środowisko, w którym sieć może działać wydajniej.

Pomysłowość rozwiązań L2 polega na ich zdolności do odciążenia warstwy 1. To nie tylko zmniejsza przeciążenie, ale także poprawia ogólną skalowalność systemu. Jedną z kluczowych technologii w ramach Warstwy 2 jest koncepcja rollupów. Pakiety zbiorcze działają poprzez grupowanie setek transakcji w jedną transakcję warstwy 1, skutecznie dzieląc się i minimalizując opłaty transakcyjne wśród wszystkich użytkowników objętych pakietem zbiorczym. Chociaż transakcje te są wykonywane poza warstwą 1, ich dane są nadal przesyłane do warstwy 1, co zapewnia bezpieczeństwo Ethereum – cofnięcie transakcji w ramach pakietu zbiorczego wymagałoby cofnięcia transakcji w samym Ethereum.

Istnieją dwie podstawowe formy rollupów: optymistyczna i oparta na wiedzy zerowej . Obydwa typy różnią się metodą przesyłania danych transakcyjnych do warstwy 1, ale cel pozostaje ten sam — zapewnienie wierności i bezpieczeństwa danych transakcyjnych przy jednoczesnym odciążeniu większości pracy obliczeniowej.

Oprócz pakietów zbiorczych warstwa 2 obejmuje także łańcuchy boczne i inne struktury obsługujące wiele aplikacji. Niektóre L2 są zaprojektowane tak, aby były otwarte i dostępne, obsługując szeroką gamę aplikacji, podczas gdy inne są bardziej wyspecjalizowane i zaspokajają konkretne potrzeby projektu. Niezależnie od ich struktury, zasadniczą cechą wszystkich rozwiązań warstwy 2 jest możliwość wysyłania danych transakcyjnych z powrotem do warstwy 1, gdzie są one bezpiecznie zakotwiczone w księdze blockchain i zapisie historycznym.

Przestrzeń warstwy 2 jest polem dynamicznym o różnym poziomie dostępności i zastosowania. Odciążając warstwę 1 i przesyłając z powrotem do niej dane transakcyjne, protokoły warstwy 2 zwiększają funkcjonalność, szybkość i wydajność sieci Ethereum, zachowując jednocześnie integralność i bezpieczeństwo zapewniane przez technologię blockchain. Ta dwuwarstwowa architektura gwarantuje, że w miarę ciągłego rozwoju i ewolucji Ethereum będzie w stanie sprostać wymaganiom użytkowników i aplikacji bez poświęcania swoich podstawowych zasad.

Istnieje kilka rodzajów rollupów, każdy z własnymi niuansami. Na przykład rollupy Optimistic i ZK (Zero-Knowledge) różnią się sposobem komunikacji z głównym łańcuchem.

Optymistyczne rollupy

Optymistyczne rollupy działają równolegle z głównym blockchainem Ethereum. Przetwarzają transakcje na równoległej ścieżce przed raportowaniem wyników do głównego łańcucha. Użytkownicy preferują te pakiety zbiorcze ze względu na niższe opłaty. Jeśli istnieje jakiekolwiek podejrzenie oszukańczej transakcji, można je zakwestionować i zweryfikować za pomocą dowodów oszustwa, które rekonstruują transakcję przy użyciu istniejących danych stanu. Chociaż proces rozwiązywania może potrwać dłużej w porównaniu do pakietów ZK, transakcje w ramach samego pakietu Optimistic są potwierdzane szybko.

Optymistyczne pakiety zbiorcze są również w pełni kompatybilne z maszyną wirtualną Ethereum (EVM), co oznacza, że mogą odzwierciedlać dowolną funkcję z sieci głównej Ethereum na swojej warstwie. Niektóre znaczące przykłady pakietów optymistycznych obejmują rozwiązania takie jak Arbitrum, Optymizm i Boba.

Rollupy ZK

Natomiast rollupy ZK wykorzystują dowody kryptograficzne w celu sprawdzenia integralności transakcji. Dowody te, znane jako dowody ważności – w tym SNARK i STARK – są przedstawiane głównemu łańcuchowi. Rollupy ZK aktualizują stan przelewów na swojej warstwie za pomocą tych dowodów bez konieczności posiadania pełnych danych transakcyjnych, usprawniając proces walidacji. Po zaakceptowaniu dowodu ważności w ramach umowy rollup, dokładność transakcji jest już zapewniona, co upraszcza przepływ środków z powrotem do głównego łańcucha. Jednak pakiety zbiorcze ZK mają ograniczenia, takie jak częściowa obsługa EVM i większe wymagania obliczeniowe dla niektórych operacji. Przykłady pakietów zbiorczych ZK obejmują platformy takie jak dYdX, Loopring i zkSync.

Łańcuchy boczne

Chociaż łańcuchy boczne, takie jak XDai i Polygon PoS, działają w tandemie z siecią Ethereum i oferują kompatybilność z EVM, opierają się na własnych mechanizmach konsensusu i nie są zabezpieczone przez sieć główną Ethereum, co klasyfikuje je poza ścisłą definicją warstwy 2. Łańcuchy te naśladują Ethereum funkcjonalność, ale z odrębnym modelem bezpieczeństwa, który pociąga za sobą różne ryzyka, zwłaszcza dotyczące zaufania do operatorów łańcucha bocznego.

Walidy

Validium wykorzystuje dowody ważności podobne do tych w pakietach zbiorczych ZK, ale różnią się tym, że nie przechowują danych transakcji w głównym łańcuchu. Mogą obsługiwać kilka łańcuchów równolegle, z których każdy jest w stanie przetwarzać tysiące transakcji na sekundę. Jednak ze względu na zapotrzebowanie na bardziej wyspecjalizowane języki programowania obsługa inteligentnych kontraktów jest bardziej ograniczona.

Zarówno sidechains, jak i validium, choć nie są to rozwiązania warstwy 2, takie jak rollupy, oferują podobne korzyści, takie jak obniżone opłaty transakcyjne i wysoka wydajność przetwarzania. Zapewniają alternatywne metody skalowania, ale wiążą się z odrębnymi względami bezpieczeństwa ze względu na ich oddzielne ramy operacyjne.

Przyszłość blockchainów L2

W miarę ewolucji ekosystemu blockchain, w którym coraz większy nacisk kładzie się na przyjęcie w głównym nurcie, coraz ważniejsze stają się rozwiązania skalowalne. Oczekuje się, że udoskonalenia warstwy 1 (L1) Ethereum, takie jak przejście na mechanizm konsensusu Proof of Stake i wprowadzenie shardingu, znacząco zwiększą wydajność połączonych sieci warstwy 2 (L2). Te rozwiązania L2 są w stanie zaoferować bezprecedensowe prędkości transakcji i obniżki kosztów, umożliwiając dalszy rozwój zdecentralizowanych aplikacji, szczególnie w sektorze DeFi .

Rozwój rozwiązań L2 odegra zasadniczą rolę we wspieraniu środowiska wielołańcuchowego, zwiększeniu interoperacyjności blockchain i udostępnieniu nowych możliwości w handlu aktywami cyfrowymi. Wraz ze wzrostem liczby mostów między platformami L2 użytkownicy mogą zyskać na płynnym doświadczeniu i otwarciu nowych ścieżek w interakcjach blockchain.

Jednak droga do zdecentralizowanego krajobrazu nie jest pozbawiona złożoności. Chociaż protokoły L2 są ideologicznie nastawione na decentralizację, praktyczne wdrożenie często obejmuje elementy scentralizowane. Jest to widoczne w scenariuszach takich jak Lightning Network for Bitcoin, gdzie pomimo zdecentralizowanego protokołu użytkownicy preferują portfele i usługi depozytowe ze względu na wygodę. Podobnie wiele rozwiązań Ethereum L2 zaczyna od scentralizowanych funkcji, które z czasem mają być stopniowo zdecentralizowane, umożliwiając szybsze aktualizacje i rozwój na wczesnych etapach.

Dla użytkowników blockchain rozpoznanie prawdziwego zakresu decentralizacji w ramach tych protokołów jest wyzwaniem. Projekty takie jak L2Beat zapewniają krytyczny wgląd w stan decentralizacji sieci L2 Ethereum, podkreślając znaczenie starannych badań i ostrożnego podejścia podczas poruszania się po przestrzeni kryptograficznej.

W miarę rozwoju branży współpraca i innowacje będą kluczem do dostarczania rozwiązań L2 i zdecentralizowanych aplikacji ( DApps ), które popychają świat w kierunku zdecentralizowanej gospodarki, przy jednoczesnym przestrzeganiu podstawowych zasad bezpieczeństwa, decentralizacji i skalowalności.

Pamiętaj, że Plisio oferuje również:

Twórz faktury Crypto za pomocą 2 kliknięć and Przyjmuj darowizny kryptowalutowe

12 integracje

6 biblioteki dla najpopularniejszych języków programowania

19 kryptowalut i 12 łańcuch bloków