Ethereum — лидирующая платформа по внедрению смарт-контрактов и децентрализованных приложений. Динамичная и слаженная экосистема, сильное сообщество и история успешного новаторства формируют прочную основу для уверенного развития блокчейна Ethereum. В сети регулярно внедряются новые инструменты и механизмы, обеспечивая бесперебойную эволюцию проекта, и инновации в Ethereum стали ориентиром для большинства разработчиков передовых децентрализованных решений. 

В частности, весь рынок наблюдает за тем, как именно команда решает ключевые проблемы, стоящие сегодня перед множеством платформ: с ограниченной масштабируемостью и вытекающими из нее высокими транзакционными издержками. Нерешенные вопросы масштабируемости являются серьезным препятствием на пути массового внедрения — чем выше нагрузка на сеть, тем ниже скорость и выше стоимость проведения транзакций.

Увеличение масштабируемости Ethereum достигается различными методами. Одним из наиболее активно применяемых является использование различных Layer 2 технологий, которым и посвящена эта статья. Давайте рассмотрим, что из себя представляют технологии второго уровня, применяемые в Ethereum, какими они бывают и как проявляют себя в контексте второго по капитализации блокчейна в мире. 

Предпосылки создания Layer 2 решений в сети Ethereum

Децентрализованные системы по природе своей вынуждены существовать в конфликте так называемой «трилеммы блокчейна». Он состоит в том, что создание в равной мере децентрализованной, безопасной и масштабируемой сети — невозможно. Один компонент из трех всегда страдает. В случае с Ethereum слабым звеном является именно масштабируемость. 

Архитектура ранних блокчейнов, прежде всего Bitcoin и Ethereum, не была изначально рассчитана на массовое количество пользователей с высокой активностью. Поэтому повышенная пропускная способность не была в них заложена изначально. И как следствие, TPS биткоина составляет 5-7, а скорость транзакций Ethereum — около 15. Так что сегодня мы видим, что масштабируемость остается насущной проблемой для сети даже спустя десять лет после запуска. 

Вопрос масштабирования можно решить с помощью шардинга (фрагментации данных сети в более мелкие независимые сегменты, способные проводить операции, снимая нагрузку с нод и ускоряя проведение операций). Однако, этот способ несет риски для безопасности блокчейна и требует изменения архитектуры сети. На его имплементацию понадобятся годы и согласованность действий сообщества. Так что реализация шардинга сталкивается с определенными сложностями.

L2-решения, со своей стороны, позволяют преодолевать проблемы недостаточной пропускной способности и высоких комиссий в сети Ethereum, не затрагивая архитектуру базового блокчейна. 

Layer 2 решения Ethereum

Итак, решения второго уровня (Layer 2, L2), были созданы для преодоления проблем низкой пропускной способности и высокой платы за газ с помощью увеличения масштабируемости. Layer 2 — это добавочный уровень, выполненный поверх основной инфраструктуры децентрализованной сети (Layer 1), базовой задачей которого является улучшение производительности блокчейна. Инструменты Layer 2 предназначены для обработки транзакций вне основного блокчейна путем снятия с него части нагрузки. Они позволяют переводить активы между адресами первого уровня через второй уровень, который может быть реализован как в виде офчейн-протокола, так и отдельного блокчейна. L2-решения способны обеспечить высокую пропускную способность, наследуя при этом безопасность базовой сети.

Типы решений Layer 2

Rollups 

Ethereum широко применяет подход к масштабированию, ориентированный на роллапы. Rollups (накопительные пакеты) — это решения, которые выполняют вычисления и транзакции вне основной цепи, сохраняя при этом в ней только минимально необходимые данные о проводимых операциях. Они проводят определенное количество операций за пределами блокчейна, передавая по факту сводные данные о них в виде единой “пакетной” транзакции.

Выделяют два основных типа rollups в зависимости от способа проверки истинности передаваемых данных:

1. Optimistic Rollups (оптимистические роллапы). Они исходят из оптимистической гипотезы, что все транзакции достоверны по умолчанию и требуют вмешательства базовой сети только в случае предъявления претензий. Такой подход ускоряет проведение операций, однако в случае спорных ситуаций на урегулирование разногласий может уйти значительное время. Наиболее продвинутыми решениями подобного типа являются Optimism и Arbitrum. 
2. ZK-Rollups (все более активно применяемые в Ethereum роллапы с нулевым разглашением Zero-Knowledge). Используемый в них принцип доказательства с нулевым разглашением позволяет подтвердить истинность транзакции без раскрытия данных, фигурирующих в ней. Этот передовой метод обеспечивает повышенную безопасность Layer 2 решений данного типа при сохранении отличных показателей производительности. Ярким примером успешного использования Zero-Knowledge Rollup технологии является zkSync, обрабатывающий транзакции вне сети с максимальным сохранением параметров приватности и безопасности. На базе ZK-Rollups также реализован Polygon. Еще одной демонстрацией применения zk-роллапов является протокол Loopring, используемый для создания децентрализованных бирж на базе Ethereum и оптимизации DeFi-транзакций. Виталик Бутерин, сооснователь и вдохновитель сети, считает технологию роллапов с нулевым разглашением основной для масштабирования Ethereum.

State Channels 

Каналы состояния дают возможность участникам сообщества проводить операции за пределами сети с возможностью периодического обновления состояния на блокчейне. В качестве примера выступает Raiden Network, позволяющий совершать обмен токенами ERC-20 в сети Ethereum без необходимости каждый раз регистрировать транзакции на блокчейне. Это решение функционирует по принципу Lightning Network, реализованного в сети Bitcoin.

Преимущества и недостатки решений Layer 2 для Ethereum

Плюсы  

Таким образом, сила L2-решений не только в оптимизации работы приложений, имеющих свой плацдарм на Ethereum, но и в предоставлении больших возможностей для развертывания новых, гарантированно безопасных и максимально децентрализованных проектов.

Минусы

Текущая ситуация в Ethereum и перспективы L2 решений

Ethereum — вторая по капитализации криптовалюта и самая высоконагруженная блокчейн-платформа для децентрализованных приложений в мире, на базе которой развернуто большинство DeFi-проектов и NFT. Так что проблема низкой скорости, масштабируемости и высоких комиссий в период активного развития сети стоит для нее особенно остро. 

Обновление Dencun 

В марте 2024 года в сети Ethereum был реализован хардфорк Dencun, основной целью которого было улучшение масштабируемости в рамках перехода на Ethereum 2.0. Его запуск эксперты оценивают как успешный. Несмотря на некоторую инфляцию, которую начал испытывать ETH, количество транзакций в сети стало достигать новых максимумов, а средняя стоимость комиссий — рекордных минимумов, демонстрируя явные успехи с масштабируемостью. 

Одним из основных компонентов апгрейда была имплементация EIP-4844, реализовавшего возможность проведения BLOB-транзакций (нового типа транзакций, которые высвобождают дополнительное пространство для временного хранения данных). В результате затраты второго уровня на хранение данных в Ethereum существенно снизились, что отразилось на пользователях в виде значительного уменьшения комиссий (до центов). Эта опция позволила снизить стоимость транзакций в L2 в десятки раз, чем придала новый импульс их развитию. В качестве дальнейших путей масштабирования Ethereum после Dencun Виталик Бутерин обозначил распараллеливание обработки роллапов для еще большей их эффективности. 

По сути, в последние годы Ethereum трансформировалась в экосистему, ориентированную на L2, и им в стратегии развития блокчейна уделяется приоритетное внимание. Так что сети второго уровня сейчас в активном тренде. 

По итогам Dencun, протоколы Arbitrum, Optimism и Polygon демонстрируют значительный рост котировок своих токенов. К слову, Arbitrum становится все более заметным игроком в экосистеме Ethereum, занимая более 41% рынка L2-решений для масштабирования. 

Что касается конкурентов Ethereum — к ним часто применяется словосочетание “убийцы Ethereum” — ситуация продолжает складываться таким образом, что некоторые сети могут конкурировать с главным альткоином лишь по некоторым критериям (это может быть количество транзакций, суточные объемы или TVL). Однако об “убийстве эфира” говорить в обозримом будущем однозначно рано.

В перечне конкурентов обычно присутствуют Avalanche, Fantom, Polygon и Cardano — успешно развивающиеся проекты, предлагающие решение проблем Ethereum с пропускной способностью, комиссиями и ограниченной масштабируемостью. Также сеть часто сравнивают с мультичейном Polkadot, однако они не являются прямыми конкурентами. У мультичейна и Ethereum — развитые экосистемы и большое будущее, однако у них различные цели и они выполняют разные задачи. 

Будущее Ethereum

Ethereum сохраняет собственные преимущества и не снижает темпы развития и внедрения инноваций в направлении перехода на Ethereum 2.0 и массового принятия блокчейна и криптовалюты. Действия команды разработчиков демонстрируют устойчивое стремление к улучшению позиций блокчейн-платформы. По мере развития L2-технологий мы сможем наблюдать за дальнейшим ростом эффективности и уменьшением стоимости операций в сети Ethereum.

Спасибо за внимание. 

AnyExchange — обменник , успешно функционирующий на международном рынке более 5 лет. С нашей помощью вы можете быстро и безопасно конвертировать популярные криптовалюты по самому выгодному курсу . На сайте доступны
денежные переводы по всему миру.