Разве вам нравиться, когда вы застреваете в пробке, особенно когда спешите? В такие моменты вы начинаете задумываться о том, сколько же существует дорог, чтобы обслуживать тысячи автомобилей и пассажиров каждый день. Интересно, что у этой дилеммы есть аналог в криптовалютном мире, известный как проблема масштабируемости.
Это происходит, когда сеть блокчейн достигает определенных ограничений по пропускной способности. Вы можете представить себе это, как движение автомобилей из-за перегруженных дорог. В случае с криптовалютами это происходит, когда множество людей пытаются совершить транзакцию одновременно.
Именно эти проблемы, т.е. скорость совершения транзакций и стоимость комиссионных, и призвана решить сеть Lightning.
Что касается решения, то существует так называемый Layer 2, решения второго уровня, которые призваны решить проблему масштабируемости в криптовалютном пространстве. Но что на самом деле представляет собой эта проблема масштабируемости, и как сеть Layer 2 может ее решить? Давайте узнаем.
Проблема масштабируемости блокчейна в двух словах
Если вы бросите быстрый взгляд на рыночную капитализацию криптовалют сегодня, вы будете удивлены, обнаружив количество людей, которые, возможно, действительно получили в свои руки все эти монеты, независимо от цели. На момент написания статьи, согласно Coinmarketrate.com, рыночная капитализация Bitcoin (BTC) уже составила более 698,21 миллиарда долларов США, а Ethereum (ETH) — более 296,55 миллиарда долларов США.
Эти огромные цифры лишь доказывают, что все больше и больше людей начинают изучать различные криптовалюты, и инвестировать в них. И чем больше транзакций необходимо совершить, тем более загруженной становится сеть блокчейн. Именно здесь возникает проблема масштабируемости.
Возьмем, к примеру, сеть Ethereum. В блокчейне Ethereum высокие требования приводят к снижению скорости транзакций, и почти неустойчивым ценам на газ ETH. То же самое относится и к блокчейну Bitcoin, который должен справляться с потоком большого количества транзакций одновременно.
Чтобы повысить операционную эффективность сети и улучшить ее процессы, было разработано решение для масштабирования второго уровня.
Что такое уровни блокчейна, и как они работают
Если перегруженность дорог является так называемой проблемой масштабируемости, то дополнительные подъездные пути и улицы будут являться Уровнем 2. Этим термином называют решения, созданные и разработанные для лучшего масштабирования сети блокчейн.
Ранее мы упоминали, что скорость транзакций и процессы могут быть медленнее, а стоимость транзакций может увеличиваться, когда сеть становится интенсивно загруженной. Эти проблемы и пытается устранить Layer 2. Чтобы помочь вам лучше понять, как работает второй уровень, давайте сначала поговорим о предыдущем уровне — первом.
Layer 1
В криптовалютном пространстве уровень 1 или основная цепочка — это стандартный или базовый уровень консенсуса. Именно здесь происходят почти все транзакции и осуществляются расчеты. В качестве примера можно привести сеть Bitcoin, сеть Ethereum и другие криптовалютные сети. Его можно представить себе, как шоссе, по которому проезжают почти все автомобили и другие транспортные средства, направляющиеся в определенном направлении.
Когда количество машин увеличивается, начинаются проблемы, так как образуется пробка. То же самое происходит с транзакциями, которые поступают и завершаются в сети блокчейн — отсюда необходимость в решениях для масштабирования.
Некоторые решения для масштабирования первого уровня включают усовершенствование протокола консенсуса, где вы можете чаще встретить термины Proof of Work (PoW) и Proof of Stake (PoS). Другой способ называется шардинг, когда вся сеть блокчейна разбивается на отдельные наборы данных, называемые «шардами».
Если сеть требует большего количества транзакций, выполняемых в секунду, или более низких комиссионных — а возможно, и того, и другого — решения второго уровня могут стать еще одним хорошим вариантом.
Layer 2
Уровень 2 — это просто еще один уровень, построенный поверх уровня 1. Он хорош тем, что не требует внесения каких-либо изменений в уровень 1, а это значит, что базовый уровень не будет иметь никаких перебоев или изменений в своих системах и процессах. Цель уровня 2 — помочь повысить возможности уровня 1 за счет обработки транзакций вне цепочки.
Это означает, что решение уровня 2 должно быть способно разгрузить работу, уменьшить общую перегрузку и избежать единых точек отказа. Благодаря этому скорость транзакций и удобство работы пользователей не пострадают, а будут проходить гладко и безопасно — именно так, как они должны работать на самом деле.
Более глубокое изучение решений для масштабирования второго уровня
В идеале сеть блокчейн должна быть способна обрабатывать неограниченное количество транзакций в секунду. Это называется пропускной способностью или TPS. Однако, если мы посмотрим на то, как работают крипто-сети сегодня, обработка бесконечного числа транзакций все еще далека от реальности.
Основная цепочка Биткойна может обрабатывать от 3 до 7 TPS — цифры, которые слишком далеки от примерно 20 000 TPS Visa. С другой стороны, сеть Биткойна, несомненно, более безопасна, поскольку она децентрализована, и каждая транзакция должна быть одобрена, добыта, распределена и подтверждена несколькими узлами или хранителями данных инфраструктуры блокчейна.
Чтобы повысить скорость и эффективность сети, сохранив при этом ее надежную безопасность и целостность, были разработаны решения для масштабирования второго уровня. К ним относятся:
- Государственные каналы
Государственные каналы используют контракты с несколькими подписями для быстрого проведения транзакций вне цепи и их завершения в основной цепи. Это снижает перегруженность сети, комиссионные за транзакции и задержки в обработке.
- Сайдчейн
Это независимый блокчейн, совместимый с Ethereum Virtual Machine (EVM) и работающий параллельно с основной цепочкой. Он взаимодействует с Ethereum через двусторонние мосты и работает на основе собственного консенсуса и параметров блока.
- Роллапы
Они выполняют транзакции вне основной цепочки и размещают данные на Уровне 1, когда достигается консенсус. Роллапы бывают двух типов: ZK-роллапы и оптимистичные роллапы.
Роллапы с нулевым знанием (ZK) собирают или сворачивают сотни транзакций вне цепи и создают краткое неинтерактивное аргументированное знание (SNARK). При использовании ZK-роллапов вместо данных о транзакциях требуется только доказательство достоверности. Это делает проверку блока более быстрой и дешевой.
Оптимистичные роллапы, с другой стороны, не производят никаких вычислений, но предлагают новое состояние основной цепи или «нотариально заверяют» транзакцию. Вычисления — самая дорогая часть использования Ethereum, поэтому оптимистичные роллапы идеально подходят для снижения затрат на газ.
- Plasma
Эта система разработана для сети Ethereum и построена с использованием смарт-контрактов и деревьев Меркле — способа организации огромного количества данных более простым способом. Plasma позволяет создавать неограниченное количество побочных цепочек или уменьшенных копий сети Ethereum.
Примеры сети второго уровня
Теперь, когда вы понимаете, что такое решения для масштабирования второго уровня, давайте перейдем к примерам их применения в криптовалютном пространстве.
- Сеть Bitcoin Lightning Network
Сеть Bitcoin Lightning Network — это децентрализованная система, которая позволяет пользователям осуществлять мгновенные микроплатежи большого объема с меньшими затратами. Этот платежный протокол является одним из широко используемых каналов для быстрых и простых транзакций в Биткойне.
- Loopring
Loopring использует смарт-контракты с открытым исходным кодом Ethereum для разработки собственных проектов. Она создана для решения проблем, с которыми сталкиваются централизованные и децентрализованные биржи, позволяя инвесторам хранить свои инвестиции в собственных кошельках и одновременно централизованно завершать сделки.
- Polygon
Polygon предлагает разработки в области безопасности сети Ethereum, а также для разработчиков. Здесь представлены инструменты, используемые разработчиками для создания оптимизированных технологий на базе Ethereum.
- Optimism
Optimism — это улучшение доступности транзакций в сети Ethereum. Помимо этого, Optimism также развивает скорость транзакций для пользователей Ethereum.
За пределами второго уровня
Второй уровень блокчейна, несомненно, предлагает множество больших преимуществ для сети, которую он поддерживает, а также для ее пользователей. Как мы выяснили ранее, развитие второго уровня направлено на решение проблемы растущей нагрузки на различные крипто-сети, включая сети Bitcoin и Ethereum.
По мере того, как открываются дороги для криптовалютных транзакций, все больше и больше людей смогут попробовать свои силы в использовании замечательного потенциала цифровых монет. Неудивительно, что вскоре мы увидим, как другие сети обеспечивают более доступные, быстрые и дешевые криптовалютные транзакции.
