Уровни блокчейна, оптимистичные роллапы и сайдчейны. Урок №6

уровни блокчейна, оптимистик роллапы и сайдчейны Уроки по крипте

Если мы мы говорим про уровни блокчейна, то я считаю, что сначала стоит сказать о т.н. трилемме масштабируемости блокчейна.

Трилемма блокчейна — это компромисс между тремя ключевыми характеристиками блокчейн-систем: безопасностью, децентрализацией и масштабируемостью.

Блокчейны, такие как Bitcoin и Ethereum, смогли успешно обеспечить безопасность, но за это пришлось пожертвовать скоростью транзакций и доступностью для массового пользователя.

Например, Bitcoin обрабатывает около 5-7 транзакций в секунду, Ethereum — около 12,5 TPS. Это существенно меньше, чем возможности традиционных платежных систем, например Visa с 65 000 TPS.

Кроме того, транзакции в блокчейнах зачастую не дешевы и простой перевод средств в сети Ethereum может стоить от 2 до 30 долларов, в зависимости от текущего значения газа (комисия или показатель gwei).

Суть трилеммы состоит в том, что блокчейн-сеть может обладать максимум двумя из трех свойств: безопасностью, децентрализацией или масштабируемостью.

Разработчики стремились решить эту проблему, и они работали над методами увеличения емкости и пропускной способности сети. Как им это удалось?

Они осуществили перемещение определенных транзакций за пределы основной цепи блоков. Это было достигнуто благодаря использованию двух альтернативных подходов:

  1. Создание сетей второго уровня (layer 2).
  2. Использование сайдчейнов.

Layer 1 (L1) — базовый уровень блокчейна

  • Включает основной протокол, механизм консенсуса и хранение данных
  • Отвечает за обеспечение целостности и безопасности всей блокчейн-системы
  • Можно сравнить с фундаментом дома, на котором строится вся остальная структура
  • Примеры: Bitcoin, Ethereum, Solana, Near, Polkadot.

Layer 2 (L2) — надстраиваемые решения

  • Используют безопасность и гарантии уровня 1 в качестве базиса
  • Переносят вычислительные операции и транзакции за пределы L1, увеличивая скорость и снижая комиссии
  • Похожи на подарочные карты, которые вы покупаете за деньги и при оплате в магазине можете использовать быстрее и дешевле, за счет меньших комиссий
  • Если возникают проблемы, вы можете обратиться к L1 для разрешения ситуации. В примере с подарочной картой, если что-то не так, то вы можете ее вернуть в магазине и получить обратно ваши деньги.
  • Примеры: Arbitrum, Polygon.

Таким образом, решения второго уровня (L2) позволяют «масштабировать» базовый блокчейн, сохраняя при этом преимущества L1 в плане безопасности и децентрализации. Это ключевой подход к преодолению трилеммы масштабируемости.

Представьте себе блокчейн-сети как параллельные вселенные, каждая со своими уникальными правилами и возможностями. Но что если вам нужно перевести ваши токены из одной вселенной в другую? Это как раз то, чем занимаются наши верные помощники — блокчейн-мосты!

Эти инновационные конструкции позволяют вам беспрепятственно перемещать ваши цифровые активы между различными блокчейн-сетями, будь то Bitcoin, Ethereum или BNB Chain.

Представьте себе, что вы — искатель приключений, путешествующий между измерениями, неограниченный границами отдельных миров. Блокчейн-мосты дают нам эту уникальную возможность, открывая целый новый уровень свободы и возможностей для криптовалютных трейдеров и инвесторов.

И если мы это перенесем на сферу криптовалют и WEB3, то можно представить себе web3 как сеть параллельных вселенных, подобных Биткойну, Эфириуму и BNB Chain. Каждая из этих сетей-слоев (layer) обладает своими уникальными возможностями и преимуществами. Однако, словно дороги, соединяющие эти миры, блокчейн-мосты служат жизненно важными каналами для взаимодействия и перемещения цифровых активов между ними.

Возьмем, к примеру, Эфириум — флагманский слой 1 (layer 1) блокчейн. Он предлагает широкий спектр децентрализованных приложений и смарт-контрактов, но сталкивается с проблемой масштабируемости и высоких комиссий. Это своего рода загруженное шоссе, где каждый участник движения тратит все больше времени и денег.

Решением становится строительство слоя 2 (layer 2) — высокоскоростных «железнодорожных» сетей поверх Эфириума. Эти L2-решения, такие как Arbitrum или Optimism, значительно повышают пропускную способность, снижают затраты и ускоряют транзакции. Блокчейн-мосты играют ключевую роль, позволяя пользователям легко перемещать свои активы с основного шоссе L1 на более эффективные железнодорожные маршруты L2.

Отлично, с L1 и L2 вроде как разобрались, теперь давайте более подробно разберем, что представляют собой оптимистичные роллапы как одно из решений для масштабирования блокчейнов.

Вы абсолютно правы, друзья-криптоэнтузиасты! Блокчейн-мосты открывают поистине безграничные возможности для нас, участников увлекательного мира криптовалют и децентрализованных финансов. Давайте более подробно рассмотрим ключевые преимущества, которые они предоставляют:

  1. Покупка различных токенов криптовалюты. Разнообразие блокчейн-сетей означает, что различные криптовалюты и токены доступны лишь в определенных экосистемах. Блокчейн-мосты позволяют нам беспрепятственно переводить активы между этими сетями, раздвигая границы наших инвестиционных возможностей.
  2. Минтинг NFT доступен только в определенной сети. Многие уникальные невзаимозаменяемые токены (NFT) могут быть выпущены и доступны только в конкретных блокчейн-сетях. Мосты дают нам возможность получать доступ к этим эксклюзивным NFT-коллекциям, расширяя наши криптографические горизонты.
  3. Экономия средств благодаря более дешевым транзакциям. Перемещение активов между слоями 1 и 2 блокчейна с помощью мостов позволяет нам значительно сократить комиссии за транзакции, сохраняя больше средств для наших инвестиций.
  4. Более быстрые транзакции. Многие блокчейн-мосты интегрируются с высокопроизводительными слоями 2, обеспечивая быстрые скорости переводов, что особенно ценно для активных криптанов.
  5. Использование dApp, доступного только в другой сети. Различные децентрализованные приложения (dApps) могут быть доступны исключительно в определенных блокчейн-экосистемах. Мосты позволяют нам легко получать к ним доступ, открывая новые горизонты для нашей криптографической деятельности.

Оптимистичные роллапы (Optimistic rollups)

  • Это один из методов масштабирования блокчейнов на уровне L2 (Layer 2)
  • Они используют верификаторов, которые проверяют правильность результатов транзакций, выполненных в роллапе
  • В оптимистичных роллапах предполагается, что транзакции в L2 всегда корректны, пока не доказано обратное
  • Это позволяет быстро обрабатывать транзакции в L2, с последующей верификацией на уровне L1 (основного блокчейна)

Преимущества оптимистичных роллапов

  1. Масштабируемость — они могут обрабатывать гораздо больше транзакций, чем основной блокчейн
  2. Низкие комиссии — транзакции в L2 роллапах обычно дешевле, чем в L1
  3. Сохранение безопасности и доступности L1 блокчейна

Таким образом, оптимистичные роллапы позволяют «снять» часть нагрузки с основного блокчейна, передав ее на отдельный уровень, при этом сохраняя гарантии безопасности и целостности данных. Это также один из важных подходов к решению трилеммы масштабируемости.

Как работают оптимистичные роллапы для масштабирования блокчейнов (на примере Ethereum)

Основные принципы оптимистичных роллапов

  1. Транзакции выполняются вне основной сети Ethereum (Layer 1) — в отдельном L2 роллапе.
  2. Множество транзакций объединяются в «пакеты» (batches) и отправляются в основную сеть Ethereum.
  3. Это позволяет распределить расходы на газ между несколькими транзакциями в одном пакете, значительно снижая комиссии для конечных пользователей.

Ключевые преимущества

  • Масштабируемость — роллапы могут обрабатывать до 100 раз больше транзакций, чем основной Ethereum.
  • Безопасность — роллапы опираются на гарантии безопасности, предоставляемые Layer 1 Ethereum.
  • Низкие комиссии — пользователи платят меньше за транзакции в L2 роллапе.

Механизм работы

  1. Транзакции выполняются в L2 роллапе.
  2. Оператор роллапа собирает множество транзакций в пакет.
  3. Оператор отправляет доказательство корректности пакета в Ethereum L1.
  4. Если в течение определенного времени никто не оспаривает корректность пакета, он считается подтвержденным.

Таким образом, оптимистичные роллапы позволяют значительно повысить масштабируемость Ethereum, сохраняя при этом преимущества безопасности основной сети.

Почему роллапы называются «оптимистичными»

Cуть «оптимизма» оптимистичных роллапов заключается в том, что они предполагают корректность транзакций, выполненных вне основной цепи Ethereum (Layer 1).

Ключевые моменты

  1. Оптимистичные роллапы не публикуют криптографические доказательства корректности транзакций, в отличие от zero-knowledge роллапов.
  2. Вместо этого они полагаются на механизм защиты от мошенничества — открытие «временного окна» после публикации сводной партии транзакций в Layer 1.
  3. В течение этого «временного окна» любой может оспорить результаты сводной транзакции, предоставив доказательство мошенничества.
  4. Если никто не оспаривает транзакции в течение этого периода, они считаются подтвержденными и включаются в основную цепь Ethereum.

Таким образом, «оптимизм» данного подхода заключается в предположении о корректности транзакций, пока не доказано обратное. Это позволяет достичь высокой скорости обработки транзакций в Layer 2, сохраняя безопасность базового блокчейна.

Что такое сайдчейны

Сайдчейны — это перспективная технология, которая может существенно расширить возможности криптовалют и блокчейна. Сайдчейны представляют собой отдельные блокчейн-сети, соединенные с основной блокчейн-сетью. Это позволяет передавать активы между основной цепью и «боковой» цепью, тем самым увеличивая пропускную способность всей системы.

Представьте, что вы покупаете билет на концерт. Можно приобрести его в кассе основной площадки, но это займет время и потребует оплаты комиссии. Гораздо быстрее и дешевле купить билет у знакомого или в социальных сетях. Но при этом есть риск получить поддельный или ворованный билет. Сайдчейны работают по аналогичному принципу.

Например, вы можете взять средства, которые у вас есть в основной сети Ethereum, и использовать их в альтернативной сети, такой как Gnosis Chain. Gnosis Chain заменит ваш стейблкоин DAI на свой аналог и позволит вам осуществлять более дешевые и быстрые транзакции. Однако при этом снизится уровень безопасности по сравнению с основным Ethereum блокчейном.

Почему же криптоинвесторы могут заинтересоваться такими менее безопасными решениями? Ответ прост — они идеально подходят для многих приложений, таких как игры. Пользователи в играх совершают множество мелких операций, которые нужно записывать в блокчейн. В этом случае сайдчейны становятся более простым и экономичным вариантом. Таким образом, сайдчейны могут значительно расширить границы применения криптовалют и блокчейна.

Примеры сайдчейнов и их основных функций

  1. Liquid Network — это сайдчейн Биткоина, который позволяет осуществлять быстрые и конфиденциальные транзакции, а также выпускать цифровые активы, такие как стейблкоины.
  2. RSK — это платформа смарт-контрактов, построенная на основе Биткоина. Она позволяет передавать активы между Биткоином и RSK, а также поддерживает выполнение смарт-контрактов, написанных на Solidity — языке программирования, который используется в Ethereum.
  3. Plasma — это фреймворк для запуска масштабируемых блокчейн-приложений. Он позволяет создавать «дочерние» цепочки, которые связаны с «родительской» блокчейн-сетью и могут обрабатывать транзакции независимо, сохраняя доступ к безопасности «родительской» цепи.
  4. Matic Network — это блокчейн-платформа, использующая вариант фреймворка Plasma для достижения высокой масштабируемости. Данное решение на основе сайдчейна позволяет осуществлять быстрые и недорогие транзакции.
  5. Cosmos — это децентрализованная сеть независимых параллельных блокчейнов, каждый из которых работает на основе консенсусных алгоритмов BFT, таких как Tendermint. Это обеспечивает совместимость различных цепочек и позволяет создавать децентрализованные приложения и специальные блокчейн-решения.
  6. Optimism — это сайдчейн Ethereum, использующий механизм под названием «optimistic rollup». Это позволяет создавать контракты, которые можно выполнять вне сети, причем только конечный результат будет записан в сети. Таким образом, уменьшается объем данных, которые необходимо хранить в Ethereum, а транзакции становятся быстрее и дешевле.

Каждый из этих сайдчейнов предлагает уникальные возможности и решает определенные проблемы, связанные с масштабируемостью, безопасностью, конфиденциальностью и совместимостью в экосистеме блокчейнов.

В чем разница между L2 и сайдчейном

Блокчейн уровня 2 и сайдчейн решают одну и ту же проблему: проблему масштабирования. Но у них разные механизмы безопасности. В то время как L2 полагается на безопасность основной блокчейна, сайдчейн использует собственные функции безопасности.

Ссылки на источники

  1. Ethereum Scaling 
  2. Ethereum Sidechains 
  3. Що таке rollup? 
  4. Ethworks Zero Knowledge Blockchain Scaling 
  5. Zero-Knowledge Roll-ups 
Есипов Виктор

Криптоинвестор. Изучаю сферу криптовалют, токенов, блокчейнов и криптотрейдинга и делюсь этим с другими.

Оцените автора
Добавить комментарий

Я использую cookie-файлы для более персонализированной оптимизации моего сайта для Вас. Если согласны, нажмите ОК.
Принять
Отказаться