В поисках масштабирования: решения второго уровня (L2)

Публичный блокчейн — это распределенная база данных с возможностью достижения консенсуса между участниками без привлечения посредников или вмешательства центральных сторон.

Для достижения консенсуса без доверия блокчейнам приходится жертвовать эффективностью на других фронтах, включая масштабируемость, по сравнению с централизованными решениями.

Чтобы обеспечить широкое распространения узлов блокчейна, требуется минимизировать нагрузку на операторов узлов. Это требует ограничения пропускной способности, объемов хранилища и вычислений, необходимых для работы узла.

Два крупнейших блокчейна решают эту проблему по своему.

Биткойн оптимизировал свою разработку для создания наиболее широко распределенной топологии узлов, в то время как Ethereum пошел на некоторые жертвы в плане работоспособности узлов для достижения дополнительного масштабирования и функциональности.

Несмотря на разные подходы, рост популярности обеих сетей потребовал увеличения пропускной способности и внедрения дополнительных функций, которые не могут быть реализованы в основном блокчейне (“базовый уровень”, “основная цепочка” или “L1”) без необходимости идти на компромиссы.

Сегодня большинство согласны с тем, что наиболее эффективным и устойчивым путем масштабирования блокчейнов является создание других протоколов поверх основной цепочки в рамках многоуровневого подхода, направленного на увеличение функциональности или пропускной способности без ущерба для надежности базового уровня.

Этот подход более благоприятен для масштабирования сети, поскольку решения, построенные поверх базового уровня, используют гарантии и безопасность основной цепочки, не оказывая негативного влияния на децентрализацию.

В некотором смысле это похоже на то, как масштабируется Интернет: HTTP построен поверх TCP / IP, HTML написан на HTTP и так далее.

В этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее известных решений для масштабирования второго уровня (“уровень 2” или “L2”). Мы разберем их дизайн, преимущества и недостатки, варианты использования, уровни внедрения и будущие перспективы.

Содержание:

Масштабирование: почему базового уровня может быть недостаточно

Основной целью масштабирования блокчейнов является повышение удобства использования сети.

Распространение и популяризация криптоактивов, а также расширение областей применения крипто-технологий привели к росту спроса в крупных блокчейн-сетях.

Блокчейны должны расширяться, чтобы соответствовать растущему уровню спроса и обеспечивать новые функции или приложения, которые были невозможны на базовом уровне.

Как правило, те, кто работает над масштабированием блокчейнов, чаще всего стремятся увеличить пропускную способность сети — будь то сокращение времени расчетов по транзакциям, увеличение количества транзакций за стандартный интервал или снижение стоимости совершения транзакций.

Но такие решения трудно реализовать на базовом уровне. Увеличение пропускной способности блокчейна часто делает сеть более централизованной, что может снизить привлекательность системы в целом.

Добавление новых функций к базовому уровню может иметь непреднамеренные негативные последствия, потребовать радикального обновления или оказаться неприемлемым для участников сети.

Например, внедрение более надежной модели конфиденциальности в блокчейн Биткойна (подобной тем, которые реализованы в ZCash или Monero) было бы трудно реализовать при сохранении надежности и прозрачности денежно-кредитной политики актива. С другой стороны, доказательства с нулевым разглашением можно было бы использовать на более высоком уровне, не влияя на качества базовой цепочки.

Давайте оценим потребность в масштабировании на основе характеристик двух крупнейших блокчейнов: Биткойна и Ethereum.

Комиссии

Чтобы предотвратить спам и стимулировать майнеров, как Биткойн, так и Ethereum требуют, чтобы пользователи платили комиссию при отправке транзакций в сеть.

Поскольку спрос на пространство в блоке растет, те пользователи, для кого важна скорость транзакции, предпочитают платить более высокие комиссионные. Отсюда возникает конкуренция между пользователями, что приводит к повышению комиссий за транзакции для всех участников.

Поскольку размер комиссий варьируется в зависимости от нагрузки на сеть, за последние полтора года комиссии неоднократно достигали исторических максимумов как в сети Биткойна, так и в сети Ethereum, что приводило к значительным трениям для пользователей блокчейнов.

Размер блока

В 2017 вышло обновление Биткойна под названием Segregated Witness, где на смену понятию “размера” блока (в байтах) пришла концепция “веса”, а максимальный размер блока фактически увеличился до 4МБ. Блоки Биткойна регулярно достигали этого предела с момента активации обновления.

Блоки Ethereum регулярно достигают максимального размера начиная с лета 2020 года, отчасти из-за роста использования сети и все более комплексных транзакций, требующих большего количества вычислений и газа.

Размеры блоков ETH периодически корректируются при обновлениях в сети.

До обновления EIP-1559 размеры блоков ETH были жестко ограничены 15 миллионами единиц газа на блок. Обновление EIP-1559 вступило в силу после Лондонского хард-форка. После обновления размер блока стал вариативным — он может быть временно увеличен в зависимости от скачков спроса, что сглаживает цену за газ. Если вы хотите узнать об этом подробнее, рекомендуем прочитать наш обзор EIP-1559.

В целом, за последние полтора года два самых крупных блокчейна в мире регулярно достигали лимита пропускной способности.

Скорость расчётов

В среднем блоки Биткоина публикуются каждые 10 минут, а блоки Ethereum публикуются каждые 13 секунд. Однако на деле расчеты занимают больше времени (поскольку в большинстве случаев требуется несколько подтверждений — или блоков, построенных поверх блока, содержащего транзакцию — прежде чем перевод будет считаться завершенным).

Например, Coinbase требует трех подтверждений (~ 30 минут) для депозитов в BTC и 35 подтверждений (~ 7,5 минут) для депозитов в ETH. Поэтому скорость расчётов не равна скорости создания блоков, и помимо “скорости” сети необходимо учитывать ее модель безопасности.

Количество транзакций в секунду (TPS)

В зависимости как от скорости добавления блоков, так и от их размеров этот показатель потенциально может вводить в заблуждение, поскольку одна транзакция не обязательно соответствует одному платежу или депозиту.

Одна транзакция может содержать множество выходных данных или представлять собой условное депонирование, которое позволяет осуществлять множество платежей вне цепочки в рамках одной транзакции внутри цепочки — как в случае многих из вариантов взаимодействия между блокчейнами L1 и сетями L2, о которых мы поговорим далее.

Скорость транзакции на базовом уровне означает временной интервал, по прошествии которой транзакция становится необратимой; на уровне 2 скорость определяется временем, за которое транзакции отправляются и записываются, но они не являются необратимыми до тех пор, пока не будут завершены на L1.

Тем не менее, количество транзакций за интервал времени — это популярный показатель для сравнения “скорости” различных блокчейнов.

На базовом уровне, некоторые варианты транзакций, например, децентрализованная торговля или платежи в режиме реального времени, либо слишком дороги для большинства пользователей, либо совершенно неосуществимы.

Летом 2020 года мы наблюдали взрывной рост децентрализованных финансов (DeFi) в Ethereum. Этот период также известен в индустрии как “лето DeFi”. Широкое распространение получили такие концепции, как алгоритмические стейблкойны и фарминг доходности. Были запущены такие приложения, как Yearn Finance, Aave, Curve и Uniswap v2.

По мере роста сектора DeFi в Ethereum, ограничения сети регулярно приводили к резкому повышению комиссий. Из-за этого операции в DeFi на Ethereum стали чересчур дороги для среднестатистических пользователей. Поэтому часть из них перешла на альтернативные блокчейны — возможно, менее децентрализованные и с меньшими гарантиями безопасности.

Мы могли также наблюдать повышение нагрузки на сеть и рост комиссий во время недавнего бума NFT.

Обзор “оффчейн” решений

В этом году мы могли наблюдать ускорение роста существующих протоколов L2, таких как Lightning Network в сети Биткойна. Также были запущены несколько новых протоколов на Ethereum, которые позволяют снизить комиссии, совершать быстрые и дешевые платежи, делают сектор DeFi более доступным для среднестатистических пользователей, предоставляют рабочие решения для различных учреждений, обеспечивают новые приложения для работы с деривативами и т.д.

Модели оффчейн масштабирования, которые в настоящее время привлекают разработчиков, можно в целом разделить на четыре основных категории:

• Каналы состояния (state channels): Каналы состояния позволяют участникам совершать транзакции вне цепочки, потенциально неограниченное количество раз, и фиксировать начальное и конечное состояние в основной цепочке только тогда, когда канал закрыт;
• Сайдчейны (sidechains): Сайдчейны могут работать параллельно с базовым уровнем, но являются независимыми блокчейнами со своим собственным механизмом консенсуса и моделью обеспечения безопасности;
• Optimistic rollups: Роллапы (rollups) сжимают данные транзакций в роллап-блоки, а затем отправляют их в основную цепочку. Optimistic rollups предполагают, что в лучшем сценарии отправленные транзакции валидны по умолчанию; только в том случае, если отправленные данные оспариваются, в основной цепочке будут выполняться вычисления, чтобы выявить мошенническую транзакцию;
• ZK-rollups: В отличие от Optimistic Rollups, ZK-rollups заранее предоставляют доказательства для каждой смены состояния. Таким образом операторы практически никак не могут зафиксировать недопустимое состояние.

Каждая из этих моделей и каждый конкретный протокол имеют свои преимущества и недостатки в плане пропускной способности, безопасности и децентрализации. Некоторые протоколы используют гибридные модели в поисках оптимального уровня компромиссов.

Далее мы подробнее рассмотрим некоторые из моделей оффчейн-масштабирования, обсудим их преимущества и недостатки, а также поговорим о том, на какой стадии развития они находятся.

Эволюция решений L2

Для начала, давайте взглянем на то, как развивались различные фреймворки оффчейн-масштабирования. Каждую итерацию можно рассматривать как потенциальную эволюцию прошлых идей, развитие существующих проектов, устранение потенциальных недостатков и дальнейшее улучшение конкретных аспектов.

Два наиболее распространенных решения для масштабирования Биткойна — это Lightning Network, протокол на основе модели каналов состояния, который используется для платежей, включая микроплатежи и трансграничные денежные переводы; и Liquid Network, сайдчейн, используемый биржами и трейдерами для более быстрых расчетов.

Lightning — это наиболее яркий пример модели каналов состояния. За последнее время протокол привлек немалый интерес. Недавний рост можно объяснить распространением доступных аппаратных и программных решений Lightning Network, таких как Umbrel, Bluewallet и Strike, а также усилиями по внедрению Lightning Network среди отдельных лиц (#Plebnet) и национальных государств (Сальвадор).

Ранние протоколы L2 на Ethereum по большей части потерпели неудачу, поскольку изначальные сроки разработки были сорваны, а проекты не добились значимого распространения после первоначального запуска.

Одним из таких протоколов является Raiden, аналог Lightning на Ethereum. В 2016 году генеральный директор Raiden Хейко Хис заявил, что Ethereum лучше подходит для модели каналов состояния, чем Биткойн, и запланировал альфа-запуск сети в третьем квартале того же года. Этот план оказался чересчур амбициозен — несмотря на непрерывную разработку, сеть Raiden Network все еще не готова к полноценному запуску.

Сайдчейны — это блокчейны, которые работают параллельно с основной цепочкой. Несмотря на то, что активы можно перемещать между цепочками с помощью мостов, сайдчейны технически не считаются “уровнем 2”, поскольку они могут использовать свои собственные механизмы консенсуса и модели безопасности.

Вкратце, сайдчейны — это отдельные блокчейны, основной целью которых является взаимодействие с другой сетью L1. Сайдчейны функционируют уже на протяжении нескольких лет, компенсируя часть нагрузки на их основные сети. Гибкость и простота развертывания позволили сайдчейнам стать первым широко распространенным оффчейн-решением, но их недостатки в области безопасности заставили некоторых искать более оптимальную структуру масштабирования.

В августе 2017 года Виталик Бутерин объединился с Джозефом Пуном, который был соавтором технического документа Lightning Network, для создания технологии-преемника сайдчейнов и каналов состояния: Plasma.

Цепочки Plasma похожи на сайдчейны, но их отличает некастодиальность и то, что они полагаются на гарантии безопасности основной цепочки L1, что делает их настоящим решением второго уровня.

После многих лет разработки стали очевидны некоторые недостатки этой модели, а именно проблемы с доступом к данным: не все данные о транзакциях вне цепочки можно сверить с общедоступной информацией в блокчейне Ethereum. В конечном итоге это вынудило большинство известных разработчиков Plasma и остальную часть сообщества Ethereum отказаться от данной модели и обратить внимание на роллапы (rollups).

Цель роллапов — минимизировать объем данных на базовом уровне, одновременно сохранив для любого пользователя возможность воссоздать цепочку. Таким образом они решают проблему доступности данных в Plasma. Роллапы сжимают данные транзакций и публикуют в базовой цепочке только основные компоненты, чтобы наблюдатели могли отслеживать состояние сети.

Существует два основных вида роллапов: ZK-rollups, которые используют доказательства с нулевым разглашением, и Optimistic Rollups, которые используют “оптимистическую” оценку.

Основное различие между ними заключается в модели безопасности: ZK-rollups предоставляют доказательство валидности транзакции заранее, в то время как Optimistic Rollups производят вычисления лишь в случае, если кто-то оспорит валидность данных.

Концепция ZK-rollups появилась раньше Optimistic Rollups, но последняя модель находится на более позднем этапе разработки. При этом несколько известных проектов на базе Optimistic Rollups либо уже запущены, либо запущены частично (например, Optimism и Arbitrum).

ZK-rollups это более сложная модель, и в ней пока реализованы лишь базовые функции, вроде простых платежей и обмена токенами. Но многие наблюдатели и практики, в том числе Виталик Бутерин, считают, что ZK-rollups станут доминирующей моделью L2-масштабирвания.

Каналы состояния и платежные каналы

Каналы состояния — это первая модель L2 масштабирования, которая получила широкое распространение. Понятие “каналов состояния” относится к более обобщенным транзакциям на основе смарт-контрактов, а платежные каналы, такие как Lightning Network, являются определенным подвидом каналов состояния.

Каналы состояния избегают интеллектуального анализа каждой отдельной транзакции и фиксируют на базовом уровне только начальное и конечное состояние, когда открывается или закрывается канал.

Эта модель позволяет участникам совершать транзакции вне цепочки, потенциально бесконечное количество раз с минимальными или нулевыми затратами и практически мгновенной финализацией (finality). Основная цепочка задействуется только тогда, когда открываются и закрываются каналы — для инициализации канала и окончательной финализации транзакций.

Теоретически каналы состояния обладают неограниченной пропускной способностью и могут поддерживать миллионы транзакций в секунду.

Фреймворк каналов состояния

Чтобы совершать транзакции с использованием платежных каналов, участники должны сначала открыть канал между собой – это может быть прямой канал между участниками транзакции или канал, который проходит через посредников, соединяющих узлы.

Участники должны внести ликвидность в канал, что влечет за собой блокировку некоторого количества токенов на базовом уровне на весь срок службы канала. Для двусторонних платежей, то есть платежей, которые могут быть отправлены в обе стороны по каналу, требуется, чтобы оба участника внесли в него ликвидность.

После этого стороны могут проводить неограниченное количество платежей (до тех пор, пока чистый баланс не превысит объем ликвидности, заблокированной в канале).

C каждой транзакцией пользователи предоставляют цифровые подписи , служащие доказательством для предотвращения двойного расходования. При этом каждая транзакция приводит к обновлению состояния.

Как только участник готов урегулировать баланс, он инициирует запрос на закрытие канала и предоставляет подтверждение конечного состояния или окончательных балансов между двумя сторонами. Контрагент должен будет подписать представленный баланс, прежде чем одна из сторон оплатит непогашенный остаток и будет произведен окончательный расчет.

Мультиподпись типа “2-из-2” требует, чтобы оба участника оставались в сети.

Получатель платежа на противоположном конце канала должен оставаться в сети, чтобы подписывать транзакции и следить за состоянием канала. Если между двумя сторонами возникнут какие-либо разногласия, каждая из них может опубликовать данные о последнем подписанном состоянии баланса с отметкой времени для разрешения спора на базовом уровне (что соответствует определению L2).

Наиболее распространенная форма мошенничества в таких сетях заключается в том, что пользователь транслирует старое состояние и запрашивает выход из канала не уведомляя другую сторону, которая находится оффлайн (одностороннее закрытие).

Безопасность

Чтобы смягчить последствия одностороннего закрытия и частично освободить пользователей от активного мониторинга канала, Lightning Network использует сторонние узлы, которые называются “сторожевыми башнями” (“watchtowers”).

Сторожевые башни отвечают за обеспечение возврата средств, в случае, если участники в течение долгого времени отключены от сети (намеренно или непреднамеренно), отслеживая транзакции, которые попадают в мемпул.

Контракты с хешированной временной блокировкой (“hash time lock contracts” или “HTLC”) предоставляют временную отметку для каждого обновления состояния канала, которую могут распознать сторожевые башни. Таким образом, они позволяют предотвратить отправку ложных данных о состоянии.

Когда транзакции помечаются как устаревшие контракты, сторожевые башни запускают процесс восстановления средств, откатывая историю канала к самому последнему состоянию, подписанному обеими сторонами.

Главной проблемой модели каналов состояния является поиск правильного соотношения эффективности и децентрализации в сети.

Поскольку сети платежных каналов представляют собой неориентированные графы, с ростом сети и количества подключений внутри нее, растет ее эффективность. Однако открывать канал между всеми узлами сети нерационально, и нежелательно, чтобы один объект служил центральным хабом для всех узлов, поскольку в этом случае он становится централизованной точкой отказа.

Преимущества каналов состояния

• Каналы обеспечивают почти мгновенную финализацию транзакций. Как только обе стороны подпишут данные об обновленном состоянии, транзакции можно считать окончательными. Время подтверждения после закрытия каналов и трансляции конечного баланса зависит от скорости создания блоков на базовом уровне (например, ~ 10 минут для биткоина; 13 секунд для Ethereum).
• Пропускная способность сетей каналов состояния теоретически неограничена, а плата за транзакции вне сети близка к нулю (хотя она может варьироваться в зависимости от платы за маршрутизацию, установленной промежуточными узлами).
• Каналы состояния сохраняют конфиденциальность. Транзакции в рамках прямого канала видны только отправителю и получателю. Единственная информация, размещенная в цепочке, — это чистый баланс канала после того, как участники рассчитаются, закрыв свой канал, и это трудно отследить вне цепочки. В случае отправки транзакции через подключенные промежуточные узлы, конфиденциальность также сохраняется, благодаря протоколам многослойной маршрутизации. Многослойная модель ограничивает информацию, предоставляемую узлам маршрутизации. Они могут видеть только то, откуда пришла транзакция и куда ее необходимо направить, но не располагают информацией о количестве задействованных узлов маршрутизации или конечном получателе.

Недостатки каналов состояния

• Требование к живости (liveness) сопряжено с рисками в плане безопасности. Каналы состояния требуют, чтобы плательщик, получатель платежа и, потенциально, любые узлы маршрутизации оставались в сети в течение всего времени работы канала. Хотя получатель платежа может делегировать обязанности по мониторингу сети сторожевым башням, он все равно должен присутствовать при закрытии канала и подписании финального состояния. Модель каналов состояния подходит только для приложений с определенным набором участников, учитывая, что контракт всегда должен знать адреса участников, которые являются частью канала. Это ограничение распространяется на хранение активов; пользователи LN не могут хранить свои монеты в аппаратном кошельке из-за требования к живости, поэтому они должны пользоваться услугами сторонних поставщиков программного обеспечения. Каналы состояния не могут автоматически корректировать стоимость маршрутизации в зависимости от сетевой активности. Пользователи вынуждены регулировать эту плату вручную.
• Неэффективность капитала. Каналы состояния не позволяют полностью обойти потенциально высокие транзакционные издержки L1. Участники должны оплачивать внутрисистемные сборы за открытие и закрытие каналов. Для обеспечения транзакций, все участники, включая получателей платежей и каждый узел маршрутизации, должны заблокировать капитал в каждом канале, чтобы обеспечить достаточную ликвидность. Учитывая, что комиссии за транзакции минимальны, каналы состояния предлагают ограниченные механизмы для стимулирования участников сети — узлов маршрутизации, сторожевых башен и т.д. Это, в свою очередь, открывает потенциальные эксплойты.

Lightning Network

Сеть Lightning Network значительно выросла с момента запуска основной сети в начале 2018 года. Причем значительная часть роста сети пришлась на последние месяцы.

По состоянию на начало сентября 2021 года пропускная способность сети, измеряемая в BTC, за год увеличилась более чем вдвое и составила более 2,3 тыс. BTC (при измерении в долларах пропускная способность сети превысила отметку в 120 млн).

Количество узлов с публичными каналами в сети составляет более 15 тыс. (+86% с начала года). Общее количество каналов превышает количество узлов и составляет ~ 70 тыс. (рост на 89% в годовом исчислении). Это показывает нам, что узлы стали более активными с начала этого года.

Этот рост был достигнут без внедрения дополнительных стимулов в виде нативного токена или “майнинга ликвидности”, которые подтолкнули развитие DeFI-протоколов. Катализаторами для дальнейшего развития Lightning могут стать признание Биткойна как официального платежного средства в Сальвадоре и запланированная интеграция платежей на базе Lightning в Twitter.

Однако стоит отметить, что представленные выше данные могут не в полной мере отражать истинный размер сети Lightning, поскольку они включают только публичные каналы LN.

Модель конфиденциальности Lightning Network также не позволяет нам рассчитать другие показатели, например, количество транзакций на узел или фактический объем сети. Нам недоступны стандартные показатели взаимодействия, такие как количество транзакций на узел, поскольку каналы состояния транслируют в основную цепочку только дельту платежных транзакций или чистый результат.

Кроме того, крупные операторы узлов маршрутизации сообщают, что зачастую проводят капитал через каналы по несколькe раз. Это означает, что в целом видимые данные о “заблокированной стоимости” могут не полностью отражать реальную нагрузку на сеть.

Каналы состояния в Ethereum

Raiden Network является одной из самых ранних реализаций этой модели в Ethereum. Она должна была стать аналогом Lightning Network, но с поддержкой токенов ERC20.

Согласно дорожной карте Raiden, первая фаза разработки проекта (µRaiden), предназначенная для однонаправленных платежных каналов типа “многие к одному”, была запущена в 2017 году. Однако рабочая версия Raiden для платежей типа “многие ко многим” все еще не готова.

Celer Network была запущена в основной сети Ethereum в июле 2019 года, став первой рабочей сетью каналов состояния общего назначения.

Celer’s State Guardian Network (SGN) — это аналог сторожевых башен Lightning Network. Благодаря одновременной поддержке Ethereum и DFINITY, проект Celer стал первым кросс-чейн (x-chain) решением второго уровня.

Однако, ввиду ограниченной поддержки общих вычислений, Celer перепрофилировали свою технологию под кросс-чейн переводы и добавили поддержку роллапов (этому примеру последовал еще один протокол для интероперабельности — Connext). Команда Celer запустила такие продукты, как finance (роллап) и Celer cBridge для обеспечения связи и взаимодействия между несколькими цепочками.

Сайдчейны

Сайдчейны — это отдельные блокчейны, работающие параллельно с базовым уровнем, но со своими собственными операторами, валидаторами и механизмами безопасности. Гибкость сайдчейнов обеспечивает быстрое развертывание и поддержку транзакций с высокой пропускной способностью и низкой задержкой.

Поскольку они используют свои собственные модели консенсуса, некоторые критики считают, что они функционируют скорее как отдельный масштабируемый L1 и технически не могут считаться “уровнем 2”. Однако существует множество вариантов архитектуры сайдчейнов — одни хорошо согласованы с базовым уровнем и дополняют его, а другие — нет. Тем не менее, эта разница не всегда очевидна.

Фреймворк

Способность обмениваться данными и перемещать активы между цепочками является ключевым аспектом модели сайдчейнов.

Сайдчейны поддерживают связь и обмен сообщениями с базовым уровнем посредством двусторонней привязки: актив блокируются на адресе с мультиподписью, а в сайдчейне разблокируется другая версия этого актива, которой можно воспользоваться. Двусторонняя привязка обеспечивает интероперабельность. Когда пользователи хотят переместить (“pegout”) свои активы обратно на базовый уровень, токены сайдчейна обычно сжигаются, а активы на базовом уровне разблокируются.

1. Чтобы переместить активы в сайдчейн, пользователи отправляют свои токены (“peg-in”) на адрес с мультиподписью, который обычно управляется оператором сайдчейна, для создания привязки 1:1.
2. Подтверждение внесения средств передается на узел-мост, который затем разблокирует или отправляет эквивалентное количество токенов сайдчейна на соответствующий сайдчейн-кошелек.
3. Чтобы вывести средства обратно в основную цепочку (“peg-out”), пользователи обменивают токены сайдчейна на токены L1, отправив средства на адрес / контракт моста (им обычно управляет федерация или доверенная третья сторона, которая может проверить и подтвердить поступление средств).
4. После получения подтверждения сайдчейн-токены пользователя сжигаются или уничтожаются, а затем эквивалентная сумма разблокируется в основной цепочке и отправляется на адрес пользователя. Узел-мост подтверждает блокировку средств в основной цепочке, чтобы выпустить эквивалентную сумму токенов сайдчейна и отправить их на сайдчейн-кошелек пользователя. Этот узел выступает в качестве посредника, который управляет процессом привязки, на основе данных, представленных валидаторами сети.

Виды сайдчейнов

Помимо общего процесса двусторонней привязки для перемещения активов между цепочками, в архитектуре сайдчейнов существуют также и различия, которые могут оказывать значительное влияние на механизмы управления и модель безопасности сети.

Основными отличиями в дизайне сайдчейнов являются используемые механизмы консенсуса и стимулы для предотвращения недобросовестного поведения. От этого в значительной степени зависят такие качества, как безопасность, устойчивость к цензуре и гарантии права собственности.

Выбор того или иного механизма консенсуса и модели хранения активов имеет последствия для всех участников сети, включая пользователей, валидаторов, создателей блоков и операторов — хотя гибкость сайдчейнов также позволяет относительно легко менять значимость каждой из групп участников.

В основном сайдчейны используют следующие механизмы консенсуса:

Proof of Stake (PoS)

В отличие от консенсуса PoW, который полагается на вычисления, PoS создает другую модель стимулирования, в основе которой лежит доля каждого участника в сети. Полномочия каждого валидатора, обычно прямо пропорциональны количеству токенов, размещенных в сети. В случае попытки мошенничества или атаки на сеть злоумышленники могут потерять часть своих токенов.

Идея состоит в создании механизма, который будет стимулировать валидаторов действовать в интересах сети и позволит привлечь их к ответственности в случае недобросовестного поведения. Одной из потенциальных проблем механизма PoS является консолидация доли, которая ведет к централизации.

Другой вариант этого механизма консенсуса — Delegated Proof of Stake (делегированное доказательство доли, DPoS). Пользователи сети DPoS голосуют за делегатов, объединяя токены в пул. В отличие от PoS, который привязан исключительно к денежной стоимости, в системе DPoS важным фактором в выборе валидаторов становится репутация.

Proof of Authority (PoA)

Механизм PoA похож на PoS, но вместо токенов здесь на кону репутация участников.

В сети PoA работает заранее определенный набор операторов. Этот механизм подразумевает идентификацию валидаторов и необходимость доверия.

Преимущества PoA заключаются в эффективности за счет быстрой проверки транзакций и низкой потребности в вычислениях (тем самым пропадает необходимость в вознаграждении за майнинг). Конечно, это означает, что сеть очень централизована и в ней присутствуют  возможности для коррупции, манипуляций и таких видов атак как DDoS и “атака 51%”.

Сайдчейны PoA обычно выступают качестве контролируемой среды для тестирования различных функций. Они используются в трех тестовых сетях Ethereum (Kovan, Goerli и Rinkeby). Предприятия также могут использовать PoA в частных блокчейн-проектах для внутренних транзакций.

Преимущества и недостатки

Существуют различные реализации каждого из этих механизмов консенсуса, но, как правило, сайдчейны ограничивают количество сущностей, которые могут проверять транзакции. Это помогает операторам сохранять гибкость при настройке узлов и обеспечении эффективной работы сети.

Сайдчейны особенно ценятся разработчиками за их удобство, гибкую поддержку смарт-контрактов и простоту – некоторые сайдчейны могут быть развернуты за один день. Они не требуют хранить большой объем данных в цепочке и обеспечивают высокую пропускную способность.

С другой стороны, ограниченный набор валидаторов также делает сайдчейны уязвимыми к атакам.

Сайдчейны также относительно слабо устойчивы к цензуре и обычно не предоставляют гарантий доступности данных или гарантий безопасности в отношении владения средствами. Прежде чем перейти на сайдчейн, пользователи должны понять, каковы условия блокировки, кто контролирует процесс вывода средств и насколько надежны операторы.

Сайдчейны Биткойна

Вот несколько примеров сайдчейнов Биткойна:

Liquid Network

Сайдчейн Liquid Network, созданный Blockstream, в основном используют трейдеры и биржи для совершения быстрых и конфиденциальных биткойн-транзакций.

Liquid управляется федерацией из 57 членов, отобранных Blockstream, включая различные биржи, брокерские конторы, кошельки и поставщиков инфраструктуры. Члены федерации ответственны за наблюдение за работой сети — они могут голосовать за будущие обновления, подписывают блоки и ведут список транзакций.

Любой из 57 членов федерации представляет собой центральную “точку отказа”, но у Liquid есть процедура аварийного восстановления: Blockstream владеют набором из трех аварийных ключей для доступа ко всем средствам в Liquid, в случае если сеть скомпрометирована.

По состоянию на конец августа, общее циркулирующее предложение L-BTC составляет более 3200.

RSK Network (Rootstock)

RSK — это первая платформа для смарт-контрактов общего назначения на базе Биткойна, запущенная в январе 2018 года.

RSK, возможно, является одной из самых надежных платформ смарт-контрактов в мире, поскольку ее безопасность обеспечивается майнерами Биткойна. RSK использует модель “объединенного майнинга” (“merged mining”), с помощью которого майнеры могут одновременно добывать BTC и R-BTC RSK, а также поддерживает открытую привязку, чтобы пользователям не приходилось проходить процедуру обмена или KYC.

RSK управляется федерацией PowPeg, уникальной группой, которая отвечает за обеспечение двусторонней привязки и проводит аудит программного обеспечения узлов. По состоянию на конец августа в RSK было заблокировано около 2000 RBTC, а количество активных учетных записей превышало 58 тысяч.

Сайдчейны Ethereum

Вот несколько примеров сайдчейнов Ethereum:

Polygon

Matic (сейчас Polygon) запустили Matic Network Mainnet в мае 2020 года. Проект построен на гибридной архитектуре, которая включает специфическую реализацию Plasma и цепочку PoS.

Архитектура Matic позволяет совершать транзакции с низкой комиссией (менее одного цента) и, по некоторым данным, обеспечивает скорость около 7 000 TPS.

В феврале 2021 года Matic был переименован в Polygon, поскольку фокус проекта сместился на создание мульти-чейн экосистемы и поддержку других решений L2, в том числе роллапов.

Некоторые критики утверждают, что Polygon нельзя считать решением L2, учитывая, что его архитектура в основном полагается на PoS-цепочку, которая разработана для обеспечения дополнительных мер безопасности по сравнению с типичным сайдчейном.

Так или иначе Polygon принес пользу блокчейну Ethereum, будучи одной из первых платформ смарт-контрактов с полной совместимостью с EVM для обеспечения портативности кода смарт-контракта. Когда комиссии Ethereum стали слишком высоки для некоторых пользователей, Polygon привлекла некоторые ключевые проекты Ethereum в свою экосистему и предоставила пользователям возможность совершать транзакции с низкой комиссией.

xDai

Сайдчейн xDai был запущен в октябре 2018 года. Он использует консенсус DPoS с пулом из 19 валидаторов и публикует блоки каждые 5 секунд. Благодаря наличию собственного токена, xDai позволяет оплачивать транзакции без использования ETH. Цепочка xDai была создана в первую очередь для P2P-платежей, но со временем ее возможности расширились и появилась поддержка других функций и приложений, включая DeFi, управление DAO и игры.

SKALE

SKALE — это гибкий сайдчейн-протокол, созданный для поддержки тысяч независимых блокчейнов и подсетей, связанных с экосистемой Ethereum. Основная сеть SKALE была запущена в июне 2020 года.

Вместо того, чтобы полагаться на небольшую группу валидаторов, SKALE использует пулы валидаторов для создания сети, более устойчивой к сговору, чем другие сайдчейн-протоколы. В настоящее время на SKALE работает 46 организаций-валидаторов.

Plasma

Цепочки Plasma — это эволюция сайдчейнов с дополнительным уровнем безопасности, разработанная для Ethereum.

Концепция Plasma была предложена в августе 2017 года Виталиком Бутериным и Джозефом Пуном, соавторами технического документа Lightning Network, как некастодиальная модель масштабирования (т.е. пользователи сети могут возвращать средства обратно в основную цепочку L1 в случае, если состояние цепочки на L2 окажется недопустимым или оператор уйдет в оффлайн).

Вместо того, чтобы работать как отдельная цепочка со своими собственными (обычно более слабыми) гарантиями безопасности, цепочки Plasma представляют собой полноценное решение L2, поскольку они полагаются на гарантии безопасности базового уровня.

Транзакции агрегируются оператором цепочки Plasma. Оператор объединяет транзакции в пакеты и сжимает данные до корня дерева хэшей, который затем публикуется в основной цепочке для проверки. Таким образом на тысячи оффчейн транзакций в основную цепочку Ethereum добавляется только один хэш.

Не смотря на то, что концепция Plasma решает присущие сайдчейнам недостатки в плане безопасности, этот фреймворк страдает от своего собственного набора проблем. После нескольких лет разработки стали очевидны три его основных недостатка:

• Ограниченная поддержка смарт-контрактов. Цепочки Plasma лишь частично поддерживают инструментарий виртуальной машины Ethereum (EVM) — операционной среды для смарт-контрактов. Это ограничивает их возможности базовыми функциями, такими как передача и обмен токенов.
• Сложности с выводом средств. Цепочки Plasma подвержены ограничениям ликвидности из-за механизма доказательства мошенничества. Он подразумевает длительный период ожидания для вывода средств (~ 1-2 недели), который необходим, чтобы у участников была возможность оспорить потенциально мошеннические транзакции. В случае массового выхода пользователей (самый негативный сценарий), в основной цепочке будет опубликовано последнее валидное состояние цепочки. Этот процесс также требует от участников регулярно мониторить цепочки Plasma на предмет эксплойтов или делегировать эти обязанности другому доверенному субъекту.
• Доступность данных. Не каждая транзакция Plasma публикуется в основной сети. Оператор может опубликовать заголовок блока, но основные данные о транзакциях вне цепочки не являются общедоступными. Такой формат хранения данных создает проблемы при согласовании транзакций и восстановлении состояния цепочки, подчеркивая потенциальные недостатки централизации в плане неизменности и устойчивости к цензуре.

Активность в Plasma

Изначально проект привлек значительный интерес разработчиков. Однако впоследствии большинство протоколов либо отказались от Plasma в пользу роллапов, либо перешли на гибридные модели, включающие другие варианты масштабирования.

Данные из L2Beat показывают, что общая заблокированная стоимость (TVL) в цепочках Plasma (не считая Polygon), составляет менее 5 миллионов $.

Проект Gluon начал свой путь в Ethereum в феврале 2019 года как оператор DEX (Leverj) на базе Plasma. Однако позже, сославшись на ограничения Plasma в плане масштабируемости и проблемы с безопасностью ввиду риска “массового выхода”, команда перешла на роллап-технологию.

Как упоминалось ранее, сеть Polygon, запущенная в мае 2020 года, использует гибридную архитектуру, которая состоит из специфической реализации Plasma и цепочки PoS. Большая часть роста экосистемы Polygon на сегодняшний день пришлась на цепочку PoS, в то время как рост в цепочке Plasma был менее ощутимым.

Сеть OMG Network (ранее OmiseGo) была запущена в июне 2020 года. Проект использует собственную реализацию Plasma под названием More Viable Plasma (MVP). Genesis Block Ventures приобрела материнскую компанию SYNQA в декабре 2020 года с целью расширения сети OMG, особенно в Азии.

В мае 2021 года OMG Network добавила новую группу продуктов, ориентированных на смарт-контракты, OMGX Optimistic Rollup (позднее переименованную в Boba Network), в дополнение к оригинальной архитектуре OMG Plasma, используемой для транзакций с высокой пропускной способностью.

Исследователи из некоммерческой организации Plasma Group покинули проект в январе 2020 года, чтобы создать новую компанию, специализирующуюся на роллапах — Optimism (см. ниже).

Роллапы (rollups)

Роллапы группируют сотни транзакций в один пакет и публикуют его на базовом уровне. Средства пользователей хранятся в смарт-контрактах в основной цепочке, в то время как данные о смене состояния хранятся вне цепочки в корне дерева хэшей.

Основная цель роллапов состоит в том, чтобы свести к минимуму объем данных на L1, сохраняя при этом возможность проверки на предмет мошенничества.

Роллапы решают проблему доступности данных, присущую цепочкам Plasma. Они сжимают основные данные транзакций и публикуют их в цепочке. Таким образом каждый может восстановить цепочку и проверить актуальное состояние балансов пользователей и контракты.

В случае исчезновения секвенсора новый секвенсор может извлечь все данные, связанные с L2, из Ethereum, восстановить последнее состояние L2 и продолжить с того места, где остановился его предшественник. По сути, смарт-контракт основной цепочки не хранит все данные оффчейн транзакций, но содержит достаточно данных для того чтобы восстановить их и подтвердить их валидность.

Вместо того, чтобы публиковать полную транзакцию в цепочке, роллапы создают индекс для каждого адреса, куда затем будет добавлено поддерево, позволяющее участникам сопоставлять индексы с адресами (используя функцию CALLDATA в Ethereum).  Роллапы сжимают транзакции до основных компонентов (адреса, сумма транзакции, комиссия сети и одноразовый номер), исключая все остальные данные (остатки на счетах, код, внутренняя память смарт-контрактов).

По словам Виталика Бутерина, это значительно снижает объем данных в основной цепочке и, следовательно, приводит к снижению комиссий (хотя и в разной степени в зависимости от типа транзакции):

Существует два основных вида роллапов: Optimistic rollups и ZK-rollups.

Основная разница между этими двумя технологиями заключается в их моделях безопасности, которые различаются в основном тем, когда “оплачиваются” издержки, связанные с валидацией/генерацией доказательств. Optimistic Rollups проводят вычисления для проверки транзакций только в случае возникновения спора, тогда как ZK-rollups предоставляют доказательства валидности транзакций заранее.

Optimistic Rollups

Как и платформа Plasma, Optimistic Rollups (ORU) полагаются на доказательства мошенничества (fraud proofs), модель безопасности, в которой вычисления для проверки транзакций выполняются в основной сети L1 только в случае, если кто-то оспорит валидность транзакций.

Optimistic rollups называются так потому, что пакет, отправленный секвенсором, оптимистично рассматривается как валидный по умолчанию: вычисления для проверки каждой транзакции в блоке роллапа выполняются в основной цепочке только тогда, когда возникают сомнения в валидности предложенных транзакций.

В зависимости от архитектуры протокола, секвенсор может быть представлен фиксированной центральной сущностью или, например, случайным образом выбираться из пула секвенсоров. Как и в случае с большинством моделей масштабирования, использование одного центрального агрегатора может обеспечить лучший пользовательский опыт и ускорить время подтверждения, но это также может поставить под угрозу безопасность и децентрализацию системы.

Секвенсоры должны запустить полный узел ETH и полный узел L2, чтобы генерировать состояние L2. После публикации блока у верификаторов есть период для проверки точности опубликованного секвенсором пакета данных о смене состояний (обычно одна неделя).

Если до окончания этого периода никто не оспаривает валидность транзакций (оптимистичный сценарий), в основной цепочке происходит финализация опубликованных транзакций.

Если какой-либо из переходов состояния в пакете оспаривается или если выявлены какие-либо несоответствия, то любой участник может предоставить доказательство мошенничества для незавершенного блока.

Корректность доказательства определяется путем выполнения транзакции в цепочке и сравнения корня корректного состояния, с корнем, предложенным секвенсором. Если они не совпадают, то недопустимая смена состояния отменяется и, в зависимости от конкретного протокола, каждая смена состояния после нее может быть либо отменена, либо урезана.

Механизмы стимулирования в ORU

Секвенсоры должны вносить крупный депозит в качестве залога, прилагаемого к каждому отправленному роллап-блоку. Финансовые стимулы распределяются в зависимости от того, кто является добросовестным участником:

Оптимистичный сценарий: если транзакции не оспариваются, залог возвращается вместе с вознаграждением в виде доли комиссионных за транзакции, которые в основном идут на покрытие издержек, связанных с “calldata” L1.

Неоптимальный сценарий: В случае обнаружения недопустимых данных, секвенсор будет оштрафован. Часть внесенного залога сжигается, а часть отправляется честному участнику за публикацию доказательства мошенничества.

Разрешение споров

На данный момент существует два механизма разрешения споров — это повторное выполнение транзакций и интерактивное доказательство.

Большинство протоколов ORU используют первый метод. Секвенсор публикует утверждение о состоянии для каждой транзакции в блоке, после чего основная цепочка повторно выполняет все транзакции, чтобы сравнить результат с состоянием, которое заявлено секвенсором.

Соответственно, в случае неоптимального сценария, эта конфигурация влечет за собой даже большие издержки, чем непосредственное выполнение транзакций на L1, кроме того она требует более низкого лимита на газ.

Другой метод доказательства мошенничества — интерактивное доказательство — это более эффективная модель с более высокими лимитами на газ. Такую модель использует сеть Arbitrum. Концепция интерактивного доказательства состоит в том, чтобы как можно большая часть работы по разрешению споров проходила вне основной цепочки.

Когда валидность транзакций оспаривается, между секвенсором и участником, открывшим спор, начинается обмен данными. Секвенсор публикует два утверждения для каждой половины первоначального утверждения; затем верификатор выбирает одно из них, сокращая размер спора вдвое. Далее секвенсор публикует два утверждения, на основе выбранного верификатором, и процесс продолжается до тех пор, пока не останется один конкретный шаг.

Поскольку участник, открывший спор, может проверить достоверность  утверждения секвенсора вне цепочки, нет необходимости воспроизводить всю транзакцию на L1. Этот процесс должен быть завершен в отведенный срок для достижения максимальной эффективности.

Среди преимуществ этого метода можно выделить более низкие комиссии при меньшей нагрузке на L1, а также более высокий лимит на размер контракта.  Его недостатком является гораздо более обременительный процесс разрешения споров для вовлеченных участников.

Поскольку это многоэтапный процесс, интерактивный метод генерирует доказательство мошенничества медленнее, чем метод повторного выполнения транзакций. Это сложная конфигурация, требующая, чтобы секвенсор оставался в cети, для эффективного участия в процессе разрешения споров.

В идеале, все блоки ORU должны содержать только валидные транзакции, чтобы не создавать нагрузку на основную сеть. Использование эффективной модели разрешения споров для выявления злоумышленников должно свести к минимуму попытки мошенничества. В этом случае сеть L1 должна будет только регистрировать данные, что приведет к повышению пропускной способности.

Преимущества Optimistic Rollups

• Скорость и безопасность при низких затратах (в оптимальном случае). В оптимальной среде (т.е. без каких-либо споров) ORU обеспечивают быстрое подтверждение (часто менее одной секунды), низкие издержки и минимальную нагрузку на основную сеть.
• Безопасность базовой цепочки и доступность данных. ORU полагаются на модель безопасности L1 для разрешения споров, сохраняя при этом доступность данных, чтобы любая сторона могла проверить данные оффчейн-транзакций.
• Поддержка смарт-контрактов общего назначения. Совместимость с EVM позволяет приложениям на базе Ethereum мигрировать в среду ORU, что в свою очередь обеспечивает быстрый рост экосистемы. ORU также обеспечивают возможность для обработки смарт-контрактов общего назначения, предлагая тем самым большую функциональность по сравнению с другими фреймворками L2, которые имеют определенные ограничения.

Недостатки Optimistic Rollups

• Задержка / длительный процесс доказательства мошенничества и долгий вывод средств. Процесс вывода средств может быть относительно трудоемким и длительным, что делает сеть менее удобной в использовании. Пользователю, который хочет вывести средства из роллапа, приходится ждать в течение недели, чтобы другие участники имели возможность оспорить валидность блока.
• Сложность приводит к централизации, что порождает другие проблемы в плане безопасности. Дизайн ORU предполагает, что в сети всегда должен присутствовать добросовестный валидатор. Учитывая сложность доказательств мошенничества, большинство протоколов будут поддерживать определенный уровень централизации для максимальной эффективности. Модель безопасности, основанная на теории игр, также вводит дополнительные векторы потенциальных атак (например, секвенсор теоретически может воспользоваться своими возможностями в корыстных целях, если он обрабатывает достаточное количество блоков и получает достаточно прибыли, чтобы скомпенсировать потерю залоговых средств).
• Ограничения пропускной способности. Учитывая механизм разрешения споров, максимальная пропускная способность ORU ограничена объемом данных, которые могут быть опубликованы на L1. Использование интерактивного подтверждения для разрешения споров имеет более высокий предел пропускной способности по сравнению с повторным выполнением транзакций.

Активность в ORU

В этом году решения ORU пользовались относительно умеренным спросом — вплоть до запуска Arbitrum в августе.  До этого большая часть TVL была заблокирована в протоколе ликвидности Synthetix на Optimism, который был запущен в январе. После публичного запуска Arbitrum One, объем TVL в ORU превысил отметку в 2 миллиарда долларов.

Optimism (ранее известный как Plasma Group) был первым роллап-проектом, который привлек интерес пользователей.

Виртуальная машина Optimistic VM была разработана для интеграции с EVM и позволяет использовать практически весь инструментарий последней.

Команда Optimism выбрала поэтапный подход к развертыванию сети, вместо того чтобы сразу проводить полный публичный запуск, и за последние несколько месяцев запустила ряд примечательных проектов (с ограничениями), в том числе Uniswap V3, 1inch и Lyra Finance — протокол для торговли опционами и первый нативный проект Optimism.

Первоначально секвенсор будет централизован, но Optimism планирует перейти на модель аукциона и использовать MEV на “финансирование общественых благ“.

Arbitrum от Offchain Labs использует многоэтапный интерактивный метод разрешения споров для получения более сжатых доказательств мошенничества. Это снижает объем данных, публикуемых в основной сети и увеличивает пропускную способность.

Команда Arbitrum сосредоточилась на поддержке разработчиков и обеспечении совместимости с инструментами ETH на нескольких языках, включая YUL, Solidity и Vyper.

В отличие от Optimism, в конце августа 2021 года команда Arbitrum сразу провела полный публичный запуск.

Первоначально роль секвенсора будет играть центральная сущность. Offchain Labs нацелены на постепенную децентрализацию, однако детали этого процесса пока неизвестны.

Менее чем за две недели с момента запуска общая заблокированная стоимость в Arbitrium превысила 2,2 миллиарда долларов.

Другие проекты ORU включают: Fuel, Metis, Celestia, Boba Network (ранее OMGX), layer2.finance (Celer).

ZK-Rollups

В отличие от длительного процесса генерации доказательств мошенничества в ORU, ZKRU обеспечивают гораздо более быструю валидацию благодаря своей модели безопасности — доказательство валидности (validity proof) генерируется заранее, при отправке блоков. Затем доказательство может быть быстро проверено на L1, что значительно сокращает время вывода средств.

Роль агрегатора в ZKRU играют ретрансляторы (relayers), которых также иногда называют доказывающими (provers). Они объединяют транзакции в пакет, а затем отправляют их в основную цепочку.

В отличие от секвенсоров, ретрансляторы несут дополнительную ответственность, выполняя вычисления для генерации доказательства ZK–SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge), которое показывает только часть результирующего хэша, но не сами фактические данные. Доказательство SNARK сравнивает снэпшоты блокчейна с балансами до и после транзакции.

Затем верификаторам сети нужно подтвердить только представленное доказательство, без необходимости верифицировать все транзакции, включенные в блок (т.е. не требуется разглашать все данные).

Генерация доказательства SNARK для каждой смены состояния не позволяет операторам отправлять недопустимые данные. Таким образом операторы не могут похитить средства пользователей. После отправки доказательства, пользователь может быть уверен в его верификации и финализации в основной сети. Для вывода средств с L2 на L1 необходимо лишь дождаться отправки следующего пакета.

Однако, в зависимости от протокола, SNARK обычно требуют доверия к оператору.

Поскольку доказательства SNARK представляют только дельту состояния блокчейна, предполагается, что изначальная конфигурация является доверенным состоянием — но у участников нет возможности доказать. Это может знать только ограниченная группа разработчиков, что подрывает идею децентрализации.

Для решения этой проблемы, другие варианты реализации ZKRU могут полагаться на иные модели доказательств:

• Доказательство PLONK (Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge) также требует доверия к первоначальной настройке, но позволяет нескольким сторонам принимать в ней участие. Однако дополнительная безопасность требует большего размера доказательства по сравнению со SNARK.
• ZK-STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge) устраняют необходимость в доверии благодаря использованию хэш-функций для создания надежных, проверяемых вычислительных систем. Доказательство STARK — это более новая и сложная технология по сравнению со SNARK. Она требует еще меньших допущений в области безопасности, чем PLONK. Однако для устранения необходимости в доверии увеличивается размер доказательства, что влечет за собой повышение затрат газа и более длительную верификацию.

Доказательства валидности также используются в другой модели масштабирования — Validium, которая использует гибридный дизайн, совмещая в себе некоторые аспекты ZKRU и Plasma.

Грубо говоря, Validium представляет собой Plasma с доказательствами SNARK или же ZKRU с использованием оффчейн данных.

Напомним, что ORU были развитием технологии Plasma, направленным в первую очередь на решение проблем доступности данных, учитывая потенциальный риск заморозки средств пользователей операторами.

Validium пересматривает идею хранения данных оффчейн, чтобы создать более экономичный фреймворк с меньшими издержками и более высокой пропускной способностью по сравнению с ZKRU. Хотя риск сокрытия данных по прежнему присутствует, эта модель может оказаться более подходящей в определенных случаях, которые требуют меньшего доверия и большей пропускной способности.

Преимущества ZK-rollups

• Быстрая финализация и вывод средств. Поскольку доказательство предоставляется заранее, пользователь может быть уверен в том, что его транзакция будет верифицирована. С учетом этого, период ожидания при выводе средств с L2 на L1 равен времени, необходимому до публикации следующего пакета транзакций.
• Надежные гарантии безопасности и конфиденциальности. Если это подтверждено при первоначальной настройке, ZKRU всегда находятся в валидном состоянии. Операторы не могут зафиксировать недопустимое состояние и не могут присвоить средства пользователя. ZKRU обеспечивают высокую конфиденциальность благодаря технологии SNARK, которая также используется в Zcash.

Недостатки ZK-rollups

• Обременительный процесс генерации доказательств. Операторы генерируют доказательства SNARK для каждой смены состояния. Доказательства требуют больших затрат вычислительных ресурсов и высокой фиксированной комиссии для каждого пакета транзакций, поэтому процесс генерации доказательств ZKRU все еще нуждается в оптимизации. Размер доказательств в таких конфигурациях как STARK и PLONK еще выше.
• Сложности для разработчиков. Разработчики Ethereum не могут быстро перенести свои приложения на ZKRU без дополнительной подготовки, поскольку в ZKRU используются новые структуры данных, и они не на 100% совместимы с байт-кодом EVM. Сейчас для использования всех вариантов ZKRU необходимо переписывать контракты на новом языке, поэтому разработчикам требуется более высокий уровень компетенций для написания смарт-контрактов.
• Также в этой модели по-прежнему ограничена поддержка смарт-контрактов общего назначения. ZKRU в их нынешнем виде еще не приспособлены для общих вычислений — они поддерживают только базовые функции, такие как платежи и обмен токенами. Большинство протоколов ZKRU работают над компиляцией, необходимой для байт-кода EVM, но до сих пор не было запущено ни одной рабочей цепочки.
  • В Zksync 2.0 была представлена альфа-версия zkEVM. Matter Labs заявляют: “Наша виртуальная машина, zkEVM, не является полной репликой EVM, но она позволяет запускать 99% контрактов, написанных на Solidity, и может поддерживать то же поведение. В то же время zkEVM создана, чтобы эффективно генерировать доказательства с нулевым разглашением. Мы рады сообщить, что после нескольких месяцев напряженной работы набор инструкций zkEVM был доработан и введен в эксплуатацию”.
  • Starkware использует свой собственный язык смарт-контрактов Cairo — полную по Тьюрингу архитектуру CPU. Команда Nethermind только что выпустила демо-версию транспайлера EVM-to-Cairo под названием Warp, который обеспечит перенос контрактов ERC20 на языке Solidity в Starknet, продукт на базе ZKRU от Starkware. Следующей вехой в дорожной карте Warp является компиляция AMM (автоматического маркет-мейкера), такого как Uniswap, для StarkNet.

Активность в сетях на базе ZKRU

Поскольку область применения ZKRU до настоящего времени была в целом ограничена платежами и переводами токенов, общая заблокированная стоимость (TVL) в протоколах была относительно невысокой.

В первой половине 2021 года большая часть TVL была сосредоточена в Loopring. В последние месяцы объем TVL в протоколах ZKRU превысил отметку в 400 миллионов долларов, причем большая часть этой суммы приходилась на бессрочные контракты dYdX.

Loopring, запущенный в феврале 2020, был первым протоколом для платежей и обмена на базе ZKRU в сети Ethereum.

Протокол Loopring использует доказательства SNARK и, по словам команды проекта, может обрабатывать более 2 тыс. транзакций в секунду.

Loopring предлагает два продукта: кошелек Loopring (ордерную книгу L2) и децентрализованную биржу Loopring (AMM DEX). Loopring сотрудничает со StarkWare для создания dAMM — кросс-L2 AMM-решения (распределенного автоматического маркет-мейкера, который позволяет использовать общий пул ликвидности на нескольких L2 асинхронно) для фрагментации ликвидности .

Также в Loopring недавно появилась возможность создания и обмена NFT.

StarkEx от StarkWare был развернут в основной сети в июне 2020 года вместе с DeversiFi, децентрализованной биржей на базе ZKRU.

StarkEx поддерживает два режима доступности данных: ZKRU (ончейн данные) и Validium (оффчейн данные).

StarkEx, созданный с использованием языка Cairo, в основном используется для децентрализованной торговли и деривативов, и способен обрабатывать более 9 тыс. транзакций в секунду.

dYdX, протокол бессрочных свопов, был запущен на L2 вместе со Starkware в феврале 2021 года. StarkWare также объединились с Immutable для создания Immutable X, первой платформы L2-масштабирования на Ethereum, созданной специально для NFT.

Протокол ZkSync от Matter Labs создан с использованием технологии PLONK для создания универсальной доверенной настройки (в отличие от SNARK, которая требует создания доверенной настройки для конкретного приложения).

zkSync был запущен в июне 2020 года для простых платежей. В данный момент команда работает над добавлением поддержки смарт-контрактов.

zkSync использует zkPorter, систему на основе Validium, которая обеспечивает доступность данных для восстановления состояния оффчейн и дополняет ZKRU для достижения более высокой масштабируемости при более низких комиссиях. Доступность данных в zkPorter обеспечивают “хранители” в системе PoS.

Решение Hermez, предназначенное для платежей и переводов токенов, была запущена в марте 2021 года.

В сети Hermez работают координаторы, которые собирают и обрабатывают транзации. Координатор выбирается посредством аукциона на каждые 40 блоков (около 10 минут). В августе Polygon и Hermez объявили о первом в истории индустрии слиянии токенов двух блокчейнов.

Команда Hermez стремится сохранить децентрализацию, а интеграция с Polygon позволяет им использовать преимущества платформы Polygon (включая ее бренд и пользовательскую базу) и сосредоточиться исключительно на техническом развитии своей zkEVM.

Сравнение различных моделей L2 – масштабирования

Каждая из моделей оффчейн-масштабирования имеет свои преимущества и недостатки.

Разумеется, каждый протокол в рамках отдельной категории имеет свои уникальные особенности, но если говорить обобщенно:

• Каналы состояния максимизируют пропускную способность, снижая при этом стоимость транзакций и задержку. Среди их недостатков можно выделить неэффективность капитала (требуется, чтобы пользователи блокировали средства для финансирования каналов и платили комиссионные за их открытие / закрытие), необходимость активного мониторинга канала и ограниченный функционал.
• Сайдчейны ориентированы на максимальную гибкость, для ускорения инноваций и создания эффективной среды для масштабирования, полностью совместимой с EVM. Однако для этого приходится жертвовать гарантиями безопасности L1 и использовать централизованного оператора.
• Цепочки Plasma предлагают гарантии безопасности базового уровня и обеспечивают высокую скорость с чрезвычайно низкими комиссиями. Однако для обеспечения масштабируемости и низких издержек, цепочки Plasma жертвуют такими качествами, как доступность данных и устойчивость к цензуре. Еще одним недостатком Plasma является длительный процесс вывода средств.
• Optimistic Rollups решают проблемы прозрачности / безопасности / доступности данных, присущие сайдчейнам и цепочкам Plasma, но комиссии в них выше. ORU являются первым решением L2 с поддержкой общих вычислений. Однако они имеют свои недостатки: длительный вывод средств, относительно низкий потенциал пропускной способности и, в зависимости от дизайна протокола, более высокий уровень централизации.
• ZK-rollups использует доказательства валидности, которые по своей сути обеспечивают конфиденциальность и безопасность и позволяют избежать длительного процесса вывода средств. ZKRU оставляют больший “отпечаток” на L1, по сравнению с ORU. Эта технология сложнее/затратнее в реализации, требует более специфических компетенций от разработчика и все еще недостаточно развита.

Более подробную информацию можно найти здесь.

Поиск оптимальных вариантов использования

Имеет смысл оптимизировать различные приложения под разные цели — например скорость, низкие комиссии или высокие гарантии безопасности. Но для максимизации одного качества обычно приходится частично жертвовать другими.

Как показывает практика, наиболее важными характеристиками для разработчиков приложений на данный момент являются программируемость и совместимость с EVM. Разработчики существующих DeFi-приложений на базе Ethereum хотят иметь возможность легко портировать их на другие платформы, а не переписывать смарт-контракты на новом языке программирования или под новые структуры данных в другом протоколе.

Этот подход нашел благодатную почву в экосистеме DeFi проектов, для которых насущной потребностью была масштабируемость и необходимость развертывать свои приложения в среде с более низкими комиссиями.

Тем не менее, технологии L2 открывают широкий спектр новых возможностей для разработчиков. L2 привлекли новые команды разработчиков для разработки приложений, создание которых было бы невозможно на L1 — например, игр и приложений для торговли опционами и деривативами.

Уже существует ряд приложений, созданных на базе роллапов (например, Loopring, dYdX, DeversiFi, и Lyra Finance на Optimism), и в будущем мы можем ожидать рост числа подобных проектов.

Сайдчейны, благодаря простоте развертывания и программируемости, стали первым оффчейн решением для масштабируемости в Ethereum с поддержкой смарт-контрактов общего назначения и смогли удовлетворить насущные сообщества более широкой аудитории пользователей.

Но теперь, с появлением роллапов и других вариантов масштабирования, каждый из этих фреймворков нуждается в определенной степени вертикализации.

В качестве потенциальных примеров:

• Каналы состояния. Сеть Lightning показала себя как эффективное решение для простых транзакций (микроплатежи / торговля), трансграничных переводов, а также для ситуаций с множественными или повторяющимися транзакциями (стриминг, подписки, игры).
• Сайдчейны. Разные протоколы предлагают разный уровень безопасности, но, как правило, сайдчейны хорошо подходят для небольших транзакций, которые не требуют столь высоких гарантий безопасности, как операции с большими суммами. Сайдчейны также применяются предприятиями (например, централизованными биржами) для осуществления внутренних транзакций или в качестве тестовых сетей (подробнее об этом ниже).
• Optimistic rollups. ORU хорошо подходят для общих вычислений и транзакций, требующих высоких гарантий безопасности. Однако для пользователей, которым нужны максимально низкие комиссии и быстрая ликвидность для небольших переводов, более подходящим решением могут стать сайдчейны или каналы состояния.
• ZK-rollups. Поскольку технология все еще находится в процессе разработки, на данный момент ZKRU используются в основном для таких базовых функций, как платежи и обмен. ZKRU и Validium выступают как решения для масштабирования NFT (Immutable X и Loopring).

Централизованные биржи — это сайдчейны

Многие крупные корпорации используют оффчейн-решения, чтобы обойти высокие комиссии за газ в основной цепочке, и обеспечить пользователям максимальный комфорт.

Обычно это подразумевает ведение внутреннего реестра транзакций, который повторяет дизайн сайдчейнов. Одним из примеров таких компаний являются централизованные биржи (CEX), предлагающие клиентам услуги по покупке / продаже /хранению цифровых активов.

В случае крипто-нативными биржами, такими как Coinbase и Gemini, данные об активности пользователей (открытие / закрытие счетов или уровни покупки / продажи) нельзя сверить с использованием ончейн-данных. Только тогда, когда пользователь решит вывести свои средства с биржи на внешний кошелек, транзакция будет зарегистрирована в цепочке.

Некоторые финтехи (например, PayPal, Robinhood, SoFi и Cash App) избрали аналогичный подход с внедрением возможностей хранения цифровых активов, чтобы предоставить своим пользователям эти торговые сервисы.

Модели с использованием оффчейн-данных (например, ведение внутренних реестров) были одним из немногих экономичных способов обеспечить пользователям доступ к этим сервисам, сохраняя при этом тот же оптимизированный опыт, к которому они привыкли.

Пользователи получают более стабильные комиссии (тогда как в случае ончейн-транзакций комиссия сильно зависит от нагрузки на сеть), а также практически моментальные расчёты. Этот метод обеспечивает необходимую масштабируемость и не создает чрезмерной зависимости от относительно непроверенной блокчейн-сети.

Тем не менее, это также приводит к централизации и отсутствию прозрачности — то есть, транзакции могут быть подвергнуты цензуре или заблокированы, фонды могут быть заморожены или похищены, а у пользователей нет возможности использовать ончейн-данные для разрешения споров.

Мир L2 сегодня

В данный момент мы живем в мире множества блокчейнов.

До середины марта более 95% от TVL во всех цепочках приходилось на Ethereum. К маю это число снизилось до 75% после того, как средние цены на газ в Ethereum резко выросли (почти до 70 долларов), из-за чего пользователи начали искать альтернативные решения и платформы с более низкими комиссиями.

На тот момент еще не существовало L2-платформ общего назначения, поэтому, в поисках низких комиссий, пользователи в основном стекались на Binance Smart Chain и Polygon, которые были готовы удовлетворить появившийся спрос. Увеличение количества транзакций на Polygon совпало со снижением активности на BSC и ETH.

Хотя централизация является преднамеренной в случае BSC / Polygon, пользователи принимают это. 

BSC и Polygon смогли достаточно быстро запустить свои сети и удовлетворить потребности DeFi-сообщества Ethereum, поскольку они сознательно разработали централизованный дизайн для достижения лучшей масштабируемости и удобства использования.

Конечно, это означает, что они полагаются на свой собственный консенсус с меньшими гарантиями безопасности по сравнению с базовым уровнем Ethereum. Однако массовый приток пользователей и активность на этих платформах свидетельствуют о том, что предоставленные ими стимулы были достаточно привлекательными.

Приложения должны стремиться удовлетворять потребности пользователей во всех этих цепочках.

Поскольку конкуренция между масштабируемыми блокчейнами усиливается, и в каждой среде вырастает своя экосистема, важно чтобы приложения могли удовлетворить спрос пользователей, где бы он не возникал.

Открытый исходный код проектов способствует более активным инновациям. Но это также влечет за собой больший риск конкуренции, поэтому командам разработчиков приложений необходимо дополнительно обезопасить себя. Приложения, привязанные исключительно к одной цепочке, сталкиваются с риском снижения доходов из-за перехода пользователей на другие платформы или появления форков.

Некоторые приложения на базе Ethereum, уже работают над поддержкой сразу нескольких цепочек, включая другие L1, L2 и сайдчейны / мосты. Например, многие “голубые фишки” DeFi, созданные на базе Ethereum, (Aave, Uniswap и Curve) работают также в Polygon, Optimism или Harmony.

Dapps из нашего списка поддерживают в среднем 3,8 платформ (примечание: в список не входят приложения, которые еще не полностью запущены — например, Arbitrum или Aave и Curve, которые должны быть вскоре запущены на Avalanche). Это также привело к увеличению активности DeFi в других цепочках, помимо Ethereum.

Роллапы являются более перспективным решением, чем сайдчейны. Но сегодня эта модель все еще требует значительной централизации и, в целом, находятся на стадии становления.

Роллап-протоколы идеологически мотивированы (они стремятся к децентрализации, сохранению конфиденциальности и устойчивости к цензуре). Однако на данный момент, учитывая технические сложности, связанные с разработкой протоколов, им необходима централизация секвенсоров и операторов, а также определенные меры предосторожности, позволяющие операторам регулировать сеть или выполнять запланированные обновления сети.

Но в отличие от BSC / Polygon, упорядочение транзакций является технически сложным процессом и требует эффективного оператора, который может быстро внедрять обновления сети или оперативно реагировать на неожиданные сбои.

Среди роллапов, наиболее перспективной, с технологической точки зрения, считается модель ZK-rollups, однако она все еще находится на стадии становления.

Виталик согласен с тем, что такие решения, как Polygon и ORU, помогают справиться с текущими проблемами в DeFi, но считает, что в конечном счете ZKR станут доминирующей моделью L2 масштабирования:

Консенсус в целом, похоже, согласен с основателем Ethereum в том, что ZKRU представляет собой потенциально более совершенную модель по сравнению с ORU. Однако технология все еще требует доработки:

Будущее решений второго уровня

Преимущества и недостатки протоколов нельзя оценивать вне широкого контекста.

Хотя многие рассматривают ZKRU как потенциальное будущее L2, этой модели еще предстоит доказать свою эффективность и она может столкнуться со множеством трудностей при внедрении.

Перенос существующих смарт-контрактов на ZKRU является довольно сложной задачей, а разработчики уже продемонстрировали свою готовность переносить свой код на более централизованные решения, такие как Binance Smart Chain and Polygon.

Эти платформы намеренно идут на компромиссы в плане децентрализации и устойчивости к цензуре, чтобы первыми выйти на рынок с эффективным решением для масштабирования. Но централизованное управление обеспечивает гибкость, необходимую для адаптации к постоянным изменениям в этой развивающейся отрасли (например, слияние токенов Polygon и Hermez).

Необходимо значительно усовершенствовать ZKRU, чтобы оправдать издержки, связанные с переходом на новую технологию.

ZKRU обещают пользователям децентрализацию, конфиденциальность и устойчивость к цензуре, но неясно, будет ли этих качеств достаточно, чтобы завоевать пользователей, которые привыкли к быстрым и дешевым транзакциям.

Чем дольше затягивается процесс разработки решений на базе ZKRU, и чем дольше они остаются не полностью совместимыми с инструментами EVM / Ethereum, тем сложнее будет заставить экосистему DeFi перейти на эту технологию.

Особенно учитывая, что на базовом уровне постепенно происходят обновления сети, продолжают развиваться и привлекать пользователей альтернативные L1 (например, Solana, Cosmos, NEAR, Avalanche, Terra, Fantom), а другие решения L2 становятся более удобными.

Следовательно, преимущества и недостатки каждого отдельного протокола, не следует рассматривать отдельно от общей картины или как нечто статичное. Протоколам не нужно брать на себя всю тяжелую работу по решению проблем с масштабированием, пользовательским интерфейсом и обеспечению фиатных шлюзов.

Что касается ORU и других протоколов на базе доказательства мошенничества, в будущем длительное ожидание вывода средств может перестать быть сдерживающим фактором — благодаря пулам ликвидности или созданию мостов на уровне приложений (например, Connext Cbridge, Celer, Hop), в качестве дополнения к мостам на уровне протокола.

Кроме того в будущем, по мере роста экосистемы, пользователи могут реже прибегать к выводу средств и предпочтут хранить их на L2.

ZKRU должны привлечь интерес разработчиков и пользователей до того, как конкурентные преимущества и стимулы технологии сойдут на нет. Поэтому, чтобы достичь успеха в долгосрочной перспективе, проектам на базе ZKRU важно не затягивать процесс разработки.

Кросс-чейн технологии

Учитывая рост индустрии и появление множества новых блокчейнов, следующим этапом развития инфраструктуры станут кросс-чейн мосты.

В нынешнем виде большинство оффчейн-протоколов работают в некоторой изоляции от L1 и других L2.

Одним из главных недостатков с точки зрения пользователей на данный момент является время, которое требуется для перемещения активов между L1 и L2.  При перемещении активов между двумя L2 временные затраты могут удвоиться, поскольку это многоэтапный процесс, который будет выглядеть следующим образом: L1<>L2₁<>L1<>L2₂

Аналогично тому, как технологические усовершенствования в традиционных платежных системах привели к росту скорости платежей (например, чеки, ACH, банковские переводы), с расширением возможностей взаимодействия между участниками сети, криптовалютные платежи также станут быстрее — в основном благодаря развитию кросс-чейн инфраструктуры и мостов.

В последние годы большая часть работы в области кросс-чейн  технологий была направлена на взаимодействие L1<> L1. Здесь можно отметить такие проекты как Polkadot (цепочка ретрансляции/ парачейны), Cosmos (Hub&Spoke) и Thorchain (кросс-чейн ликвидность).

Совместимость с EVM по-прежнему будет иметь первостепенное значение, поскольку многим L1 нужны будут мосты с Ethereum для перемещения токенов ERC20.

Например в прошлом месяце был запущен Avalanche Bridge; Neon Labs запускают свое EVM-решение в тестовой сети Solana; также стоит отметить Wormhole, кросс-чейн протокол для обмена сообщениями, на данный момент поддерживающий Solana, Ethereum, Terra и BSC; а также Swim Protocol, решение для кросс-чейн переводов на базе Wormhole).

Теперь, когда L2 более развиты, есть смысл обратить внимание на взаимодействие L1<>L2 и L2<>L2.

С середины этого года появилось несколько значимых кросс-чейн разработок, соединяющих как протоколы, так и приложения в разных цепочках:

Рост количества L2 проектов, которые подключаются к нескольким L1 и другим L2, представляет особую значимость по ряду причин:

• С созданием инфраструктуры, соединяющей блокчейны между собой, ценность, которая поступает с каждого уровня платформы на L1, теперь также поступает на другие уровни платформы. Это повышает полезность активов базового уровня и токенов протоколов, работающих на каждом уровне. Со временем, по мере создания возможностей для взаимодействия между цепочками, конкуренция между разными блокчейнами L1 может перерасти в сотрудничество — “убийцы ETH” могут в конечном итоге стать “друзьями ETH”.
• Возможности кросс-чейн взаимодействия высвобождают неликвидные средства, улучшая пользовательский опыт и ускоряя скорость движения денег. Кросс-чейн технологии и мосты будут служить в качестве необходимого бэкенда, который позволит фронтэнд-приложениям обеспечить пользователям более привлекательный и комфортный опыт.
• В конечном счете, по мере того, как растет число пользователей, компонуемость будет становиться все более важным фактором и необходимым условием развития Web 3.0. Для многих все еще неясна ценность NFT, но что будет, когда мы сильнее погрузимся в Web 3.0 и Метавселенную? В будущем, возможность переносить активы между платформами скомпенсирует неликвидность, приписываемую этим активам.

Но также стоит отметить, что это относительно “молодая” технология и она еще недостаточно проверена практикой.

Дизайны существующих кросс-чейн протоколов и мостов между уровнями существенно отличаются в плане организации хранения активов, требований к доверию, механизма обмена (например, пулы ликвидности или “lock-mint-burn“), интеграции с протоколами и dApps, а также в других аспектах, связанных с безопасностью и стабильностью.

Мосты обычно используют механизм “lock-mint-burn” (“блокировка-выпуск-сжигание”). Эти мосты нередко становились мишенью хакеров (например, Poly Network, ThorcHain #1; ThorcHain # 2; Anyswap; ChainSwap). Это говорит о том, что на данном этапе технология все еще нуждается в оптимизации, и, ввиду высокого риска, пользователи должны быть осторожны.

В случае выявления уязвимостей протокола или сбоев в его работе, это может обернуться потерей капитала, а также снижением активности разработчиков и пользователей. Тем не менее, пользователям, которым сейчас требуется функциональность, часто приходится мириться с компромиссами в плане децентрализации, безопасности или стоимости транзакций.

Вознаграждения/стимулы для пользователей

В данный момент пользовательский опыт отошел на второй план, но это изменится, когда будет создана необходимая бэкэнд-инфраструктура.

До сих пор на уровне оффчейн-протоколов, которые проходили фазу тестирования, UX, как правило, отходил на второй план по сравнению с DevEx. Но теперь, по мере создания бэкенд-инфраструктуры, можно уделить больше внимания улучшению опыта для конечного пользователя.

На начальном этапе платформы для масштабирования были сфокусированы на потребностях разработчиков. Теперь команды разработчиков приложений должны сосредоточиться на обслуживании конечных пользователей и создании удобного пользовательского интерфейса для новых групп пользователей.

Пользователи выигрывают от роста экосистемы приложений на L2, которые обеспечивают среду с более высокой скоростью транзакций и низкими комиссиям. Люди которые ранее не могли воспользоваться сервисами DeFi из-за высоких комиссий базового уровня теперь могут начать экспериментировать с ними и стать новыми пользователями для L2.

Мы уже говорили о том, что длительное ожидание вывода средств в системах на базе доказательств мошенничества может в будущем перестать быть такой серьезной проблемой: поставщики ликвидности могут выполнять роль мостов для вывода средств, а экосистема каждого протокола растет, тем самым устраняя необходимость в принципе выводить активы с L2.

Наряду с низкими комиссиями и новыми вариантами использования, доступными благодаря L2, пользователи также получат более привлекательные стимулы, которые могут предложить как протоколы L2, так и приложения.

Некоторые DeFi-приложения на базовом уровне Ethereum уже предлагают стимулы, которых достаточно для того чтобы компенсировать недостатки UX.

L2, в зависимости от дизайна протокола, открывают новые методы для стимуляции пользователей к участию, которые были слишком рестриктивными или неэкономичными для базового уровня (например, покрытие пользовательских расходов на газ в среде с более низкими комиссиями, как маркетинговая тактика для привлечения пользователей на платформу).

Протоколы со своими собственными токенами будут обладать большей гибкостью в плане дизайна MEV. Высокая прибыль, которую по началу предлагают протоколы и приложения, со временем должна снизиться, однако благодаря конкуренции в индустрии, выгодные условия для пользователей должны сохраняться дольше.

Loopring / dYdX / DeversiFi / Lyra Finance были развернуты непосредственно на L2. Аналогичным образом, пользователи в конечном итоге начнут совершать транзакции непосредственно на L2, минуя базовый уровень.

Технологии L2 также будет внедряться/интегрироваться в приложения, не связанные с криптовалютами.

Некоторые такие приложения уже используют Lightning Network для коммерции и микроплатежей в рамках новых бизнес-моделей, которые нельзя было реализовать, используя традиционные платежные системы.

Контент-платформы, которые используют бизнес-модель на основе подписки (например, Spotify или Time Magazine), могли бы гипотетически взимать плату с пользователей за каждый отдельный стрим, используя сеть Lightning. Это помогло бы пользователям избежать потенциальной переплаты за контент и позволило бы создателям контента получать более справедливую долю от доходов платформы.

Мы уже можем видеть, как Lightning проникает в “реальный мир”: после интеграции с BigCommerce, OpenNode объединились c контент-платформой Substack для обеспечения платежей на базе Lightning.

Некоторые игры могут использовать Lightning Network для поддержания цифровой экономики с использованием реальной валюты или для вознаграждения игроков за выполнение игровых заданий.

Стоит отметить, что в игровой процесс блокчейн-игр часто органично встроены такие концепции DeFi, как фарминг доходности и пулы ликвидности, что может поспособствовать популяризации DeFi среди широкой аудитории. В сочетании с перспективами технологии NFT, которая уже проявила себя искусстве и музыке, это послужит дополнительным стимулом для развития L2 и ускорит распространение криптовалют.

Заключение

Блокчейны L1 не могут эффективно масштабироваться без ущерба для децентрализации — которая является одним из главных качеств криптовалют и всей криптоэкономики. Для того чтобы масштабироваться без нежелательных компромиссов, блокчейны L1 должны использовать многоуровневый подход.

Существует множество итераций этой концепции, большинство из которых мы описали в этой статье. Так или иначе, мы считаем что многоуровневый подход в масштабировании — будь то масштабирование платежей с помощью каналов состояния или масштабирование вычислений с помощью роллапов — принесет наибольшую выгоду при наименьших потерях в плане безопасности, отказоустойчивости и децентрализации.

Авторы и Благодарности

Этот материал создан Galaxy Digital Research, исследовательской организацией в рамках компании Galaxy Digital — ведущего поставщика финансовых услуг в секторе цифровых активов, криптовалют и блокчейн-технологий. Galaxy Digital Research публикует тематические обзоры, тактические идеи и исследования протоколов.

Ознакомьтесь с публичными исследованиями Galaxy Digital Research по адресу www.galaxydigital.io/our-research.

Перевод подготовлен редакцией сайта КРИПТОБИРЖИ.РФ, с оригинальным материалом можно ознакомиться по этой ссылке.

А вы пользовались какими-то протоколами второго уровня или приложениями из этого обзора?

Поделитесь опытом в комментариях ниже.