Боротьба за масштабованість блокчейну: Layer 1 чи Layer 2?

Блокчейн популярний уже так довго, і найбільша проблема досі залишається старою проблемою: повільний, дорогий і заблокований. Чи це Bitcoin чи Ethereum, кількість транзакцій, оброблених за одну секунду, просто безмовна. Ось чому дебати між рівнем 1 і рівнем 2 ніколи не припинялися — один хоче фундаментально трансформувати основний ланцюг, а інший хоче побудувати «шосе» поверх основного ланцюга.

Дилема блокчейн-трикутника

Цю концепцію вперше запропонували засновники Ethereum:Децентралізація, безпека та масштабованість — ви можете зустріти максимум два。 Це як питання риби і ведмежих лап, і за вибір вибору доведеться заплатити ціну. Тож усілякі проєкти думають, як грати в трюки.

Два шляхи, кожен зі своїми перевагами

Рішення першого рівняВключає:

• Шардинг: розділення бази даних на дрібні частини та окрема обробка
• Змінено механізм консенсусу: перехід з PoW на PoS
• SegWit: оновлення до Bitcoin, яке зменшує торгові дані

Рішення другого рівняВключає:

• Державні канали: транзакції спочатку здійснюються поза ланцюгами
• Сайдчейни: паралельні незалежні ланцюги
• Rollups: Упаковує велику кількість транзакцій і розміщує їх у ланцюжку

Рівень 1: Працюйте на головному ланцюгу

Перший шар — це трансформація самого основного ланцюга. І Bitcoin, і Ethereum є типовими представниками першого рівня, використовуючи децентралізовану мережу вузлів для забезпечення безпеки, але це також призводить до уповільнення.

Є кілька основних способів грати на Layer 1

Технологія шардингуПринцип простий: замість того, щоб усі вузли обробляли всі дані, краще розділити роботу на кілька частин і дозволити різним вузлам обробляти їх окремо. Це дозволяє значно підвищити ефективність паралельної обробки. Zilliqa прийняв цей підхід.

Від військовополонених до PoS це інший спосіб. PoW має боротися за рахунки за обчислювальну енергію та електроенергію, тоді як PoS покладається на заставні токени для отримання прав на верифікацію. Ethereum 2.0 — це справжня еволюція, яка підтверджує транзакції з меншою енергією та швидшою швидкістю.

SegWit Це розумне оновлення Bitcoin. Вона відокремлює цифрові підписи від даних транзакцій, що еквівалентно «втраті ваги» транзакцій, щоб блоки однакового розміру могли вмістити більше транзакцій. Раніше розмір блоку Bitcoin був обмежений 1 МБ, що обмежувало пропускну здатність, але SegWit вирішив цю проблему одразу після свого кроку.

Переваги та дилеми Шару 1

Переваги очевидні：

• Додаткова інфраструктура не потрібна, просто змініть протокол
• Розв’язати проблему раз і назавжди
• Підтримувати справжню децентралізацію

Але є й проблеми, які важко подолати：

• Майнери та валідатори можуть заперечувати (доходність зменшиться)
• Все ще існує обмеження для зберігання та пропускної здатності вузлів
• Торгівля між шардами досі складна

Рівень 2: Побудуйте проміжний шар поверх основного ланцюга

Другий шар — це як двоповерхова будівля поверх першого рівня. Транзакції спочатку обробляються на цьому рівні, а потім передаються на основний ланцюжок, що не лише забезпечує безпеку, а й прискорює та знижує комісії.

Три основні рішення для Рівня 2

Роллапи: Стискати та пакувати велику кількість транзакцій перед поданням їх до основного ланцюга. Це рішення вимагає менше місця для зберігання на основному ланцюгу, тому вартість природно нижча. І Arbitrum, і Optimism прийняли цю схему.

Державні канали(State channel): Це як відкрити приватний канал поза основним ланцюгом, де учасники можуть здійснювати кілька транзакцій і врешті-решт розрахуватися одночасно. Мережа Lightning у Bitcoin розроблена так, щоб бути такою ж швидкою, як переказ через Alipay.

Сайдчейни(Сайдчейн): Незалежний блокчейн, з’єднаний з основним ланцюгом через двонаправлене анкорування. Polygon — найуспішніший сайдчейн в екосистемі Ethereum. Вона має власний механізм консенсусу та систему верифікації, але сумісна з Ethereum.

Реальні випадки та дані

• Arbitrum: Використовуючи оптимістичні rollup-стрибки, транзакційні витрати на 90%+ нижчі, ніж у Ethereum, а пропускна здатність також значно вища
• Lightning Network: Зменшити кількість транзакцій Bitcoin з хвилин до секунд, а комісій — з кількох доларів до кількох центів
• Полігон:D загальне блокування eFi колись перевищувало $1 мільярд, підтримуючи провідні протоколи, такі як Compound і Aave
• Оптимізм: Інтегрує 97 протоколів із загальним блокуванням понад $500 мільйонів

Вартість Layer 2

• Обмежена сумісність між застосуваннями, що може легко призвести до екологічної фрагментації
• Ліквідність розподіляється між кількома ланцюгами, а глибина ринку недостатня
• Користувачам потрібно перемикатися між кількома системами, що може бути складним досвідом

Рівень 1 і Шар 2: Чи можуть вони співіснувати?

Хтось запитав: Після оновлення Ethereum 2.0, чи залишається Layer 2 корисним? Відповідь у тому, що це має бути корисно.

Теоретична вартість 100 000 TPS після оновлення Ethereum 2.0 (зараз лише 30) дуже сильна. Але це не означає, що рівень 2 застарілий, а навпаки, що вони доповнюють один одного:

• Рівень 1 відповідає за базову безпеку: Ethereum 2.0 забезпечує міцну основу, на яку покладаються всі рівні 2
• Рівень 2 відповідає за інновації в застосунках:D просунутих вимог, таких як композиційність eFi та міжланцюжкова сумісність, рівень 2 є більш гнучким

Наприклад, Polygon працює над вирішенням цієї проблеми, дозволяючи різним Layer 2 безперебійно співпрацювати.

Уява майбутнього застосування

Поле платежів: Lightning Network робить мікроплатежі реальністю. Децентралізовані соціальні додатки, такі як Nostr, дозволяють користувачам переказувати гроші один одному через Lightning. Strike — це додаток, який вже може здійснювати транскордонні перекази за лічені секунди.

Ігри та NFT:P olygon Studios спеціалізується на підтримці блокчейн-ігор із високою пропускною здатністю та низькими комісіями, повністю трансформуючи користувацький досвід GameFi.

DeFi: Стейблкоїн DAI від MakerDAO та протокол кредитування Compound роблять послуги дешевшими та швидшими завдяки рішенням рівня 2.

Останні думки

Ці два шляхи — це не вибір «або/або», а доповнююча екологія.

У короткостроковій перспективі Рівень 1 і Рівень 2 існуватимуть поруч, кожен виконуватиме свої функції. Деякі застосунки використовують рівень 1 для найвищої безпеки, а деякі — рівень 2 для максимального досвіду.

У довгостроковій перспективі гібридні рішення стануть масовими. Більше проєктів оптимізують як Layer 1, так і Layer 2, як-от Polygon, забезпечуючи безшовну співпрацю між ними.

Кінцевим бенефіціаром постійних інновацій у рішеннях для масштабування блокчейну мають бути користувачі — швидші транзакції, нижчі комісії та кращий досвід. Ось чому блокчейн поступово переходить від гік-іграшок до масових додатків.