Ce este Stratul 2 și de ce este atât de important?

Pentru a oferi o analogie simplă, imaginați-vă o companie mare cu un volum vast de afaceri. Pentru a gestiona o parte din acest volum de muncă, aceasta înființează o filială. Societatea-mamă reprezintă nivelul 1, în timp ce filiala reprezintă nivelul 2. În acest fel, se reduce povara asupra societății-mamă.

În primul rând, trebuie să definim ce este stratul 1: Rețelele din stratul 1 reprezintă stratul de bază sau infrastructura de bază a blockchains. Denumită și mainnet sau „Layer 1”, aceasta nu numai că definește regulile de bază ale ecosistemului, ci și verifică și finalizează tranzacțiile, așa cum se vede în exemple precum Ethereum, Bitcoin și Solana.

Blockchains Layer 1 încep, de obicei, cu un accent pe descentralizare și securitate – ambele principii de bază ale oricărei rețele sănătoase – și sunt întreținute de o rețea globală diversă de dezvoltatori și participanți (cum ar fi validatorii), excepțiile fiind puține.

A se vedea și: Ce este tehnologia Blockchain?

Din cauza lipsei unei autorități centrale sau a unei supravegheri centrale, aceste platforme cer o securitate inerentă în tehnologia însăși pentru a proteja utilizatorii de fraude și atacuri. Din cauza acestei prioritizări în proiectare, ca să nu mai vorbim de resursele semnificative necesare pentru a menține un ecosistem complet funcțional, acestea nu au adesea scalabilitate.

În timp ce unii dezvoltatori consideră incapacitatea de a echilibra securitatea, descentralizarea și scalabilitatea ca fiind un defect inevitabil al tehnologiei (denumit trilema blockchain), soluțiile de nivel 2, cum ar fi rollup-urile de pe Ethereum și Lightning Network de pe Bitcoin, reprezintă o soluție pentru a rezolva aceste probleme.

Ce este Layer 2?

Stratul 2 se referă la un set de soluții în afara lanțului construite peste stratul 1 (blockchains independente) care atenuează blocajele prin scalabilitate și reducerea datelor. Imaginați-vă ca în bucătăria unui restaurant – dacă fiecare comandă ar trebui să fie finalizată de o singură persoană de la început până la sfârșit, înainte de confirmare și livrare, ar fi un proces lent, cu doar câteva comenzi finalizate pe oră. Dar Layer 2 este ca niște stații de pregătire – există una pentru curățare și tăiere, una pentru gătit, una pentru asamblarea felurilor de mâncare – permițând ca sarcinile să fie concentrate și finalizate mai eficient. Când este momentul potrivit, personalul final poate să potrivească fiecare fel de mâncare asamblat cu comenzile și să le confirme înainte de a le trimite la destinația finală (clientul).

Platformele de plată precum Visa folosesc, de asemenea, sisteme similare. Visa nu procesează individual mii de microtransacțiuni zilnice de la vânzători, ceea ce ar bloca rețeaua în câteva minute; în schimb, le grupează, decontându-le periodic în sistemul bancar. Apoi, băncile clasifică și stochează tranzacțiile prin echivalentul lor intern al straturilor de decontare. În acest scenariu, Visa servește atât ca nivel 2, cât și ca rețea mai largă de instituții și rețele guvernamentale, care stochează înregistrările tranzacțiilor și definesc regulile industriei financiare la nivelul nivelului 1.

Ethereum utilizează, de asemenea, metode similare prin caracteristici precum rulajele optimiste și cu zero cunoștințe (ZK), care ușurează povara gestionării tranzacțiilor în mainnet, ceea ce duce la o mai mare incluziune a tranzacțiilor și la un debit mai mare (tranzacții mai mari pe secundă). Toate acestea aduc o experiență de utilizare mai transparentă și mai practică. Printre exemplele de soluții de nivel 2 pe Ethereum se numără Arbitrum, Optimism, Loopring și zkSync.

Cererea pentru Layer 2

Tehnologia Blockchain a apărut în 2008. De atunci, mii de cercetători și dezvoltatori s-au dedicat soluționării problemei de scalabilitate a blockchain pentru a răspunde cerințelor tot mai mari ale aplicațiilor. Aceste blocaje au dus la costuri de tranzacționare ridicate, la viteze de execuție lente și au reprezentat obstacole în calea adoptării generalizate a tehnologiei blockchain.

Vitalik Buterin, cofondator al Ethereum, a propus pentru prima dată conceptul de „trilema blockchain„, susținând că blockchain nu poate atinge simultan scalabilitatea, securitatea și descentralizarea. Dezvoltatorii trebuie să facă compromisuri între aceste trei dimensiuni. Rețelele blockchain de astăzi pot satisface cel mult două dintre aceste dimensiuni simultan.

Stratul 2 este o tehnologie emergentă care susține că limitarea scalabilității în blockchain se datorează sarcinilor excesive pe care blockchain trebuie să le îndeplinească. Există trei funcții de bază ale blockchain-ului actual:

• Executarea tranzacțiilor: procesarea și finalizarea tranzacțiilor. Măsura este numărul de calcule (inclusiv numărul de tranzacții) pe care blockchain-ul le poate finaliza pe secundă.
• Disponibilitatea datelor: nodurile și validatorii din rețea trebuie să stocheze tranzacții, stări și alte date. Măsura este reprezentată de unități de stocare standard, cum ar fi MB și GB.
• Consens: nodurile și validatorii trebuie să ajungă la un consens cu privire la starea rețelei și la ordinea tranzacțiilor. Măsura este nivelul de descentralizare și viteza de finalitate, sau timpul necesar pentru ca toate nodurile să ajungă la un acord asupra unei schimbări de stare.

De ce este important stratul 2?

În timp ce descentralizarea și securitatea sunt caracteristici ale nivelului 1 sau ale rețelei principale a Ethereum, anii de adoptare pe piață au condus rețeaua la capacitatea sa actuală de peste 1,5 milioane de tranzacții pe zi. În plus, din cauza limitării mainnet-ului de a procesa aproximativ 15 tranzacții pe secundă, perioadele de activitate ridicată a rețelei duc adesea la congestia datelor. Acest lucru, la rândul său, duce la creșterea gazului (taxele de tranzacție) și încetinește performanța aplicațiilor, deși acest lucru ar putea să nu fie evident în actuala piață bear, este evident că nu vom fi întotdeauna într-o piață bear.

Pentru a rezolva aceste probleme, Layer 2 extinde Ethereum ca un blockchain separat pe deasupra rețelei Layer 1. După cum am menționat mai devreme, acesta comunică prin contracte inteligente pe Ethereum cu un model de securitate puternic descentralizat, ajutând la atenuarea sarcinii grele a tranzacțiilor pe mainnet. În esență, în timp ce Stratul 1 se ocupă de securitate, disponibilitatea datelor și descentralizare, Stratul 2 se ocupă de scalabilitatea legată de tranzacții.

În cele mai multe cazuri, blockchains Layer 1 au:

• Rețele de noduri pentru protejarea și verificarea rețelei
• rețele de producere a blocurilor
• Lanțul principal de blocuri și datele de tranzacționare
• Mecanisme de consens asociate

Diferența față de nivelul 2 este că acesta oferă:

• Reducerea costurilor: Stratul 2 grupează mai multe tranzacții în afara lanțului într-o singură tranzacție din stratul 1, contribuind la reducerea sarcinilor de date. De asemenea, mențin securitatea și descentralizarea prin decontarea tranzacțiilor pe mainnet.
• Practicitate: Cu avantajele combinate ale unor tranzacții mai mari pe secundă și ale unor taxe mai mici, proiectele de nivel 2 se pot concentra pe îmbunătățirea experienței utilizatorilor și pe extinderea domeniului de aplicare.

Majoritatea problemelor de scalabilitate sunt legate de descentralizare. Spre deosebire de băncile tradiționale, cu abordări de reglementare a plăților închise și mai eficiente, gestionarea tranzacțiilor și a datelor din blockchain trebuie să treacă printr-o serie de etape sistematice, cum ar fi acceptarea, validarea și distribuirea în rețea (cu mii de participanți), menținând în același timp securitatea și transparența.

Cum funcționează stratul 2?

Protocoalele de nivel 2 oferă un al doilea cadru în care tranzacțiile pot avea loc separat de nivelul 1. Acest lucru înseamnă că o cantitate considerabilă de muncă efectuată de lanțul principal poate fi mutată la nivelul 2. Apoi, aplicațiile din Stratul 2 publică datele de tranzacție către Stratul 1 și sunt protejate în cadrul registrelor și istoricelor blockchain.

Ca orice altă platformă deschisă sau închisă, accesibilitatea la Nivelul 2 variază și ea. Unele pot fi utilizate de o serie de aplicații, în timp ce altele răspund la capriciile unor proiecte specifice. Acestea fiind spuse, mai multe componente cheie valorificate de Layer 2 includ rollups și sidechains.

Layer 2 Rollups (Rollups)

Rollups sunt un tip specific de soluție de Layer 2 care execută sute de tranzacții în afara lanțului, comprimându-le într-o singură dată compactă înainte de a le publica înapoi în rețeaua principală pentru ca oricine să le analizeze și să le conteste dacă sunt considerate suspecte. Procedând astfel, rollups nu numai că valorifică securitatea Ethereum, dar pot reduce, de asemenea, taxele de gazare de până la 10-100 de ori.

În timp ce rollup-urile ajută la depozite, retrageri și validarea dovezilor, există variații subtile în modul în care funcționează rollup-urile, cum ar fi optimismul și rollup-urile ZK, care publică datele înapoi la nivelul 1.

Rollup-uri optimiste

Rulajele optimiste rulează toate tranzacțiile în paralel cu lanțul principal Ethereum și apoi publică datele înapoi la nivelul 1. Utilizatorii sunt stimulați să efectueze tranzacții pe aceste straturi 2 datorită comisioanelor competitive scăzute. În cazul în care există suspiciuni de tranzacții frauduloase, acestea pot fi contestate și evaluate prin intermediul dovezilor de fraudă. În acest scenariu, rollup-urile operează calculul tranzacțiilor cu datele de stare disponibile. În comparație cu rollup-urile ZK (explicate mai jos), acest lucru înseamnă un timp de ieșire ușor mai lung pentru a ieși din rulaj și a retrage fonduri în Layer 1. Cu toate acestea, utilizatorii rollup-urilor „din interior” primesc în continuare confirmări rapide ale tranzacțiilor.

În general, rollup-urile Optimistic sunt compatibile cu Ethereum Virtual Machine (EVM) și Solidity, ceea ce înseamnă că tot ceea ce este posibil pe Ethereum Layer 1 poate fi replicat pe Layer 2.

Exemple de rollup-uri Optimistic includ Arbitrum, Optimism și Boba.

Sidechains

Din proiecte precum xDai și Polygon PoS, sidechains sunt blockchains independente, compatibile cu EVM, care rulează în paralel și interacționează cu mainnet-ul prin intermediul unor punți. Deoarece folosesc mecanisme de consens separate și nu sunt protejate de nivelul 1, ele nu sunt considerate, din punct de vedere tehnic, ca fiind de nivelul 2. Cu toate acestea, ele funcționează în mod similar cu Ethereum, deoarece sunt modelate pe EVM. Acestea fiind spuse, sidechains prezintă un risc mai mare pentru operatori, deoarece utilizatorii le încredințează

fondurile lor, mai degrabă decât protocolul Ethereum (sau nivelul 2 corespunzător). Notă: (Polygon a finalizat mai multe achiziții prin fuziuni și achiziții, astfel încât termenul „sidechain” s-ar putea să nu mai fie corect).

Validiums

Validiumurile, cum ar fi StarkWare, utilizează dovezi de validitate (similare cu ZK rollups), dar nu stochează date pe stratul 1. Mai multe lanțuri de validitate pot funcționa în paralel, fiecare dintre ele fiind capabil să proceseze aproximativ 10 000 de tranzacții pe secundă. Cu toate acestea, din cauza necesității unor limbaje mai specializate, suportul pentru contractele inteligente generale este limitat.

Sidechains și Validiums sunt blockchains care rulează în paralel cu Ethereum și interacționează cu activele prin intermediul unor punți conectate la rețeaua principală. Ele nu obțin securitate sau date din Ethereum însuși, așa că nu sunt considerate un strat 2 propriu-zis, cum ar fi Optimistic sau ZK rollups. Acest lucru este valabil mai ales având în vedere potențialele implicații de securitate și încredere. Cu toate acestea, ambele extind scalabilitatea similară cu cea a Layer 2, oferind taxe de tranzacție mai mici și un debit ridicat.

ZK Rollups

Comparativ cu rollup-urile optimiste, rollup-urile ZK generează dovezi criptografice pentru a verifica autenticitatea tranzacției. Aceste dovezi (publicate la nivelul 1) se numesc dovezi de validitate sau SNARK (Succinct Non-interactive Argument of Knowledge) sau STARK (Scalable Transparent Argument of Knowledge).

Rollup-urile ZK sunt mai eficiente, deoarece mențin starea tuturor transferurilor pe stratul 2, actualizată doar prin intermediul dovezilor de validitate. Deoarece ZK rollup nu necesită date complete privind tranzacțiile, este mai ușor de verificat blocurile și de mutat tokenul principal al Ethereum, Ether (ETH), în stratul 1. Dovezile de validitate (acceptate de contractele ZK rollup) au verificat deja autenticitatea tranzacțiilor. Adică, nu au un suport EVM complet și rulează calculele mai intensiv pentru aplicații cu mai puțină activitate pe lanț.

zkSync și Starkware folosesc ambele soluții de tip zk-proof, dar există diferențe:

• În timp ce Starknet este, din punct de vedere tehnic, un ZKRollup (disponibilitate a datelor pe lanț), este în esență un Validium: arhitectura actuală a mașinii virtuale Cairo nu permite aplicarea de tranzacții arbitrare prin L1.
• Mecanismul pentru Validium este similar cu zkRollup, dar o diferență este că disponibilitatea datelor în zkRollup este pe lanț, în timp ce Validium o păstrează în afara lanțului. Acest lucru îi permite lui Validium să obțină un randament mai mare – dar aceste părți centralizate au un cost: operatorii Validium pot îngheța fondurile utilizatorilor. În timp ce zkSync este complet descentralizat.

De ce atât de multe straturi 2?

În timp ce am acoperit principalele straturi 2 (Optimistic rollups, ZK rollups și sidechains), ecosistemul este în continuă evoluție, unele aplicații fiind în cele din urmă abandonate, cum ar fi Plasma și canalele de stare.

Mai multe resurse și considerații despre Layer 2

Deoarece aceste Layer 2 sunt încă în stadii incipiente, există încă riscuri și diferite grade de presupuneri de încredere greșite în comparație cu tranzacțiile pe mainnet. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, deși valorifică securitatea stratului mainnet, Layer 2 este cu adevărat sigur doar atunci când sunt activate dovezile de fraudă, ceea ce (la momentul redactării acestui articol) nu este încă cazul.

Podurile Blockchain (pe care oamenii le pot folosi pentru a muta activele în Layer 2) sunt, de asemenea, în stadii incipiente de dezvoltare și comportă riscuri ridicate. Având în vedere toate acestea, este recomandabil să se efectueze un control amănunțit înainte de a se angaja în orice Layer 2, prin intermediul unor resurse precum L2BEAT, printre altele.