Layer 2 — это решение для масштабирования блокчейнов, которое помогает увеличить производительность сети, снизить комиссии и улучшить пользовательский опыт, не затрагивая основную цепочку блокчейна (Layer 1). Layer 2 решения используют дополнительные протоколы, которые работают поверх основной сети, разгружая её и позволяя обрабатывать больше транзакций быстрее и дешевле. В этой статье мы рассмотрим, как работают слои масштабирования и зачем они нужны для блокчейнов.

Почему необходимы слои масштабирования?

Большинство популярных блокчейнов, таких как Bitcoin и Ethereum, сталкиваются с проблемой масштабируемости. По мере увеличения числа пользователей и транзакций, нагрузка на сеть возрастает, что приводит к замедлению обработки транзакций и росту комиссий. Это создает проблемы для пользователей и децентрализованных приложений (dApps), которые требуют высокой скорости и низких транзакционных издержек для нормального функционирования.

Layer 2 решения создаются для того, чтобы разгрузить основную сеть, перемещая обработку части транзакций на дополнительный уровень, который работает поверх основного блокчейна. Это позволяет улучшить производительность сети без изменения базового протокола блокчейна.

Как работают Layer 2 решения?

Layer 2 — это дополнительные протоколы или сети, которые взаимодействуют с основным блокчейном, обрабатывая транзакции за его пределами, но обеспечивая их безопасность и верификацию через основной блокчейн. Существует несколько популярных подходов к реализации Layer 2 решений:

1. Роллапы (Rollups)

Роллапы — это один из самых распространённых методов масштабирования Layer 2. Они позволяют собирать множество транзакций в один пакет и обрабатывать их за пределами основной сети. После этого результаты передаются в основную сеть для верификации.

• Optimistic Rollups: Этот вид роллапов предполагает, что все транзакции верны по умолчанию, и только в случае спора или обнаружения подозрительной транзакции происходит проверка. Это позволяет ускорить процесс и снизить стоимость верификации.

• zk-Rollups: zk-Rollups используют доказательства с нулевым разглашением (ZK-Proofs) для верификации транзакций. Это позволяет проверять транзакции на Layer 2 без необходимости раскрывать подробности данных, что повышает приватность и безопасность.

2. Каналы платежей (Payment Channels)

Платежные каналы — это другой способ масштабирования, который позволяет двум или более сторонам создавать приватный канал для проведения транзакций за пределами блокчейна. Транзакции записываются в блокчейн только при открытии и закрытии канала, что значительно снижает нагрузку на сеть.

• Lightning Network: Это Layer 2 решение для Bitcoin, которое использует платежные каналы для проведения быстрых и дешёвых транзакций без необходимости записывать каждую операцию в основной блокчейн.

3. Плазма (Plasma)

Плазма — это технология, которая использует дочерние цепочки (sidechains), чтобы обрабатывать множество транзакций вне основного блокчейна. Плазма регулярно синхронизирует данные с основной сетью, что обеспечивает безопасность и проверку транзакций.

Плазма была предложена для Ethereum как способ масштабирования, однако впоследствии развитие технологий роллапов привело к большему вниманию к zk-Rollups и Optimistic Rollups.

Примеры Layer 2 решений

1. Arbitrum: Arbitrum — это Layer 2 решение для Ethereum, использующее Optimistic Rollups для обработки транзакций. Это позволяет снизить комиссии и улучшить скорость работы с dApps на Ethereum.

2. Optimism: Optimism — ещё одно популярное решение на основе Optimistic Rollups для масштабирования Ethereum. Оно предоставляет разработчикам и пользователям возможность создавать и использовать децентрализованные приложения с минимальными транзакционными издержками.

3. Polygon (бывший Matic): Polygon — это Layer 2 платформа, которая предлагает широкий спектр решений для масштабирования, включая Plasma и Proof-of-Stake цепочки. Она интегрируется с Ethereum и позволяет пользователям проводить быстрые и дешёвые транзакции.

4. Lightning Network: Lightning Network является Layer 2 решением для Bitcoin, позволяющим проводить микротранзакции практически мгновенно и с минимальными комиссиями. Она используется для улучшения масштабируемости и повышения удобства использования Bitcoin как средства обмена.

Преимущества Layer 2 решений

1. Снижение комиссий: Layer 2 решения позволяют снизить комиссии за транзакции, так как основная обработка происходит за пределами основного блокчейна. Это делает использование децентрализованных приложений и смарт-контрактов более доступным для пользователей.

2. Увеличение скорости: Layer 2 решения позволяют проводить больше транзакций за меньший промежуток времени. Это важно для приложений, требующих высокой скорости обработки данных, таких как децентрализованные биржи или платежные системы.

3. Масштабируемость: Layer 2 решения помогают блокчейнам, таким как Ethereum и Bitcoin, справляться с растущей нагрузкой, не изменяя основной протокол. Это делает их важным инструментом для поддержания стабильности сети по мере её роста.

4. Безопасность: Хотя транзакции обрабатываются за пределами основной цепочки, безопасность гарантируется благодаря верификации транзакций в основном блокчейне. Это обеспечивает высокую степень надёжности и доверия.

Риски и вызовы Layer 2 решений

1. Сложность интеграции: Layer 2 решения могут быть сложными для интеграции, особенно для новых пользователей или разработчиков. Переход на Layer 2 может требовать дополнительных усилий для настройки и обеспечения совместимости.

2. Переходные задержки: В некоторых случаях перемещение активов между Layer 1 и Layer 2 может занять время. Например, при использовании Optimistic Rollups требуется определённое время для подтверждения транзакций на основном блокчейне.

3. Централизация: Некоторые Layer 2 решения могут зависеть от централизованных операторов для управления определёнными аспектами системы, что может повлиять на децентрализацию и доверие пользователей.

Заключение

Layer 2 решения играют ключевую роль в будущем блокчейнов, помогая увеличить их масштабируемость и улучшить производительность. Они снижают комиссии, увеличивают скорость транзакций и обеспечивают доступность децентрализованных приложений для более широкого круга пользователей. В то же время, такие технологии, как роллапы и платежные каналы, продолжают развиваться, предоставляя новые возможности для улучшения работы блокчейнов. С дальнейшим ростом числа пользователей и приложений Layer 2 решения будут становиться всё более важными для стабильной работы блокчейн-экосистем.