Layer 2 — это решение 2 уровня (слоя) для масштабирования базового блокчейна 1 уровня (например: Ethereum, Bitcoin или любого другого), используемое для объединения транзакций, увеличения пропускной способности и экономии на комиссионных сборах сети. Решения 2 слоя могут обрабатывать тысячи, а в некоторых случаях и десятки тысяч транзакций в секунду, без ущерба безопасности, которая обеспечивается консенсусом базовой сети, поверх которой они развернуты.
Есть множество различных типов решений масштабирования 2 слоя, но все они созданы с одной целью — разгрузка базового блокчейна, поверх которого они строятся, увеличение пропускной способности и максимально возможное снижение комиссий за транзакции. С развитием смарт-контрактов, работающих на основе виртуальной машины Ethereum (EVM) и появлением первых GameFi проектов, криптовалютное пространство столкнулось с перегрузкой сети, что привело к огромным комиссиям. Предполагается, что именно решения Layer 2 смогут решить эту проблему.
Какие существуют типы Layer 2?
Не смотря на то, что исследования в этом направлении ведется уже не один год, все типы решений масштабирования L2, все еще находятся на стадиях исследований и разработки, не смотря на их повсеместное использование. Поэтому, на данном этапе, единого механизма не существует и различные разработчики экспериментируют со своими типами решений.
Рассмотрим четыре основных типа решений масштабирования 2 уровня:
1. Накопительные пакеты (Rollups)
Накопительные пакеты (Rollups) — одно из самых перспективных решений масштабирования L2, которое представляет из себя объединение большого количества транзакций и последующей трансляции в основную сеть всего одной транзакции, содержащей сводные данные. В свою очередь, накопительные пакеты также делятся на 2 основных подтипа: Оптимистичные накопительные пакеты (Optimistic Rollups) и накопительные пакеты с нулевым разглашением (zk-Rollups).
Рассмотрим подробнее, как они работают и чем отличаются друга от друга:
Оптимистичные накопительные пакеты (Optimistic Rollups)
Оптимистичные накопительные пакеты (Optimistic Rollups) исходят из предположения, что все сводные данные достоверны и никто из участников не пытается обмануть, скрывая ложные транзакции в пакетах, отправляемых в основную сеть.
Для защиты от мошеннических действий в таких решениях предусмотрена возможность оспорить транзакцию, после чего она отправляется непосредственно в сеть Ethereum для проверки и урегулирования спора. Обе стороны сделки ставят на кон ETH и потеряют его, если будут не правы.
Проекты, использующие Optimistic Rollups:
- Arbitrum, BOBA, Optimism, Metis (для масштабирования Ethereum).
- opBNB, COMBO (для масштабирования Bitcoin).Накопительные пакеты с нулевым разглашением (zk-Rollups)
Накопительные пакеты с нулевым разглашением (zk-Rollups) работают по другому принципу, полагаясь на криптографический механизм, называемый доказательством с нулевым разглашением (zk-Proof). Основной задачей данного механизма является математическое доказательство достоверности сводных данных без раскрытия исходных данных.
Каждый пакет объединенных транзакций, отправленный в базовый блокчейн, включает в себя краткую агрегированную сводку изменений состояния и криптографическое доказательство достоверности. Доказательство может быть быстро проверено смарт-контрактом базового блокчейна, а недействительные транзакции будут отклонены.
Проекты, использующие zk-Rollups:
- Linea, Polygon zkEVM, Scroll, StarkNet, zkSync Era (для масштабирования Ethereum).
- sCrypt (для масштабирования Bitcoin).2. Сайдчейны (Sidechains)
Сайдчейны (Sidechains) представляют собой отдельные блокчейны, чаще всего совместимые с виртуальной машиной Ethereum (EVM), хотя это и не является обязательной характеристикой для данного типа решений. Сайдчейн большинстве случаев имеет собственный алгоритм консенсуса и параметры формирования блоков, что позволяет оптимизировать пропускную способность и уменьшить комиссии за транзакции.
Для того, чтобы блокчейн мог считаться сайдчейном другого базового блокчейна, такого как Ethereum или Bitcoin, ему необходим механизм простой передачи активов в обоих направлениях. Обычно, такая совместимость достигается при помощи стандартных межсетевых мостов, которые используют смарт-контракты, развернутые в обоих сетях, для управления межсетевой передачей между ними.
Такие решения масштабирования не наследуют безопасность основной сети и поэтому не являются полноценными решениями второго уровня, хотя и имеют с ними много общего.
Проекты, использующие данную технологию:
- Gnosis Chain, Polygon PoS (для масштабирования Ethereum).
- Liquid Network, Rootstock Smart Bitcoin (для масштабирования Bitcoin).3. Плазма (Plasma)
Плазма (Plasma) — отдельный блокчейн или дочерний блокчейн, похожий по архитектуре на сайдчейн, но связанный с блокчейном (корневым или родительским блокчейном), по верх которого он строится. Такой подход позволяет устанавливать определенные правила для валидации блоков, что невозможно при использовании накопительных пакетов. Решение использует деревья Меркла для создания неограниченного количества сайдчейнов — копий основной сети. Позволяет разгрузить основную сеть и совершать быстрые, недорогие транзакции.
Как и в случае с сайдчейнами, плазму сложно назвать полноценным решением масштабирования Layer 2, но в отличии от первых, они хоть и не в полной мере, но полагаются на безопасность базового блокчейна. Имеют множество проблем, которые так и не были решены за многие годы исследований и разработки.
Проекты, использующие данную технологию:
- Loom Network, OMG Network, Polygon PoS (для масштабирования Ethereum).4. Каналы состояния (State Channels или Payment Channels)
Каналы состояния (State Channels) — решения, также называемые платежными каналами, в которых все транзакции происходят оффчейн, а в основной блокчейн записывается только первая и последняя транзакции, а все транзакции в каналах видимы лишь участникам этого канала.
Пользователи каналов верифицируют транзакции индивидуальными подписями. Смарт-контракты защищают транзакции в рамках каналов состояния, а также выступают в роли арбитров во взаимоотношениях участников.
Каналы состояния — это самое быстрое и самое дешевое решение среди всех существующих решений масштабирования L2, но также и одно из самых спорных. Проблема недоступности данных, низкая ликвидность и уязвимость к определенным типам атак, так и не были решены, не смотря на то, что исследования и разработки ведутся уже многие годы.
Проекты, использующие данную технологию:
- Lightning Network (для масштабирования Bitcoin).
- Kchannels (для масштабирования Ethereum).
