Kaj je plast 2 in zakaj je tako pomembna?

Za preprosto analogijo si predstavljajte veliko podjetje z velikim obsegom poslovanja. Za obvladovanje dela te delovne obremenitve ustanovi hčerinsko podjetje. Matično podjetje predstavlja plast 1, hčerinsko podjetje pa plast 2. Na ta način se zmanjša obremenitev matičnega podjetja.

Najprej moramo opredeliti, kaj je plast 1: Omrežja plasti 1 so temeljna plast ali infrastruktura spodnje plasti verig blokov. Imenuje se tudi glavno omrežje ali “plast 1” in ne opredeljuje le temeljnih pravil ekosistema, temveč tudi preverja in zaključuje transakcije, kot je razvidno iz primerov, kot so Ethereum, Bitcoin in Solana.

Verige blokov plasti 1 se običajno začnejo osredotočati na decentralizacijo in varnost – obe temeljni načeli vsakega zdravega omrežja – in jih vzdržuje raznolika globalna mreža razvijalcev in udeležencev (kot so potrjevalci), izjeme pa so redke.

Glejte tudi: : “Predstavitev najboljše tehnologije v letu 2024”>Kaj je tehnologija veriženja blokov?

Zaradi odsotnosti osrednjega organa ali nadzora te platforme zahtevajo inherentno varnost v sami tehnologiji za zaščito uporabnikov pred goljufijami in napadi. Zaradi tega prednostnega pomena pri zasnovi, da ne omenjamo znatnih sredstev, potrebnih za vzdrževanje popolnoma delujočega ekosistema, jim pogosto primanjkuje skalabilnosti.

Medtem ko nekateri razvijalci nezmožnost uravnoteženja varnosti, decentralizacije in skalabilnosti vidijo kot neizogibno pomanjkljivost tehnologije (imenovano trilema veriženja blokov), so rešitve plasti 2, kot so rollupi v sistemu Ethereum in omrežje Lightning Network v sistemu Bitcoin, ena od rešitev za reševanje teh vprašanj.

Kaj je plast 2?

Plast 2 se nanaša na niz rešitev zunaj verige, zgrajenih na podlagi plasti 1 (neodvisne verige blokov), ki zmanjšujejo ozka grla z razširljivostjo in manjšim številom podatkov. Predstavljajte si ga kot kuhinjo v restavraciji – če bi morala vsako naročilo od začetka do konca pred potrditvijo in dostavo opraviti ena oseba, bi bil postopek počasen, saj bi bilo opravljenih le nekaj naročil na uro. Toda plast 2 je kot pripravljalne postaje – ena je za čiščenje in rezanje, ena za kuhanje, ena za sestavljanje jedi – kar omogoča, da se naloge osredotočijo in opravijo učinkoviteje. Ko je čas pravi, lahko končno osebje vsako sestavljeno jed uskladi z naročili in jih potrdi, preden jih pošlje na končni cilj (k stranki).

Podobne sisteme uporabljajo tudi plačilne platforme, kot je Visa. Družba Visa ne obdeluje posamezno na tisoče dnevnih mikrotransakcij od prodajalcev, saj bi to v nekaj minutah zamašilo omrežje; namesto tega jih združuje v skupine in jih periodično poravnava v bančnem sistemu. Banke nato razvrščajo in shranjujejo transakcije prek svojih notranjih ekvivalentov slojev poravnave. V tem scenariju je Visa hkrati plast 2 in širše omrežje institucij in vladnih omrežij, ki hranijo zapise o transakcijah in določajo pravila finančne industrije na plasti 1.

Tudi ethereum uporablja podobne metode s funkcijami, kot sta optimistično in ničelno poznavanje (zero-knowledge – ZK) rollups, ki razbremenjujeta upravljanje transakcij v mainnetu, kar vodi k večji vključenosti transakcij in prepustnosti (več transakcij na sekundo). Vse to prinaša bolj brezhibno in praktično uporabniško izkušnjo. Primeri rešitev plasti 2 na platformi Ethereum so Arbitrum, Optimism, Loopring in zkSync.

Povpraševanje po plasti 2

Tehnologija veriženja blokov se je pojavila leta 2008. Od takrat se je na tisoče raziskovalcev in razvijalcev posvetilo odpravljanju ozkega grla skalabilnosti veriženja blokov, da bi izpolnili vse večje zahteve aplikacij. Ta ozka grla so povzročila visoke stroške transakcij in počasne hitrosti izvajanja ter so bila ovira za množično sprejetje tehnologije veriženja blokov.

Vitalik Buterin, soustanovitelj podjetja Ethereum, je prvi predlagal koncept “blockchain trileme“, v katerem trdi, da veriženje blokov ne more hkrati doseči skalabilnosti, varnosti in decentralizacije. Razvijalci morajo med temi tremi razsežnostmi sprejemati kompromise. Današnja omrežja veriženja blokov lahko hkrati zadovoljijo največ dve od teh razsežnosti.

Layer 2 je nastajajoča tehnologija, ki trdi, da je omejitev skalabilnosti v veriženju blokov posledica pretiranih nalog, ki jih mora opraviti veriženje blokov. V sedanji verigi blokov obstajajo tri temeljne funkcije:

• Izvajanje transakcij: obdelava in dokončanje transakcij. Merilo je število izračunov (vključno s številom transakcij), ki jih lahko veriga blokov opravi na sekundo.
• Razpoložljivost podatkov: vozlišča in validatorji v omrežju morajo shranjevati transakcije, stanja in druge podatke. Merilo so standardne enote za shranjevanje, kot sta MB in GB.
• Soglasje: vozlišča in potrjevalci morajo doseči soglasje o stanju omrežja in vrstnem redu transakcij. Merilo je stopnja decentralizacije in hitrost dokončnosti ali čas, ki ga potrebujejo vsa vozlišča, da se dogovorijo o spremembi stanja.

Zakaj je plast 2 pomembna?

Decentralizacija in varnost sta značilnosti prve plasti ali glavnega omrežja Ethereum, vendar je omrežje zaradi dolgoletnega sprejemanja na trgu doseglo trenutno zmogljivost več kot 1,5 milijona transakcij na dan. Poleg tega zaradi omejitve mainneta, ki obdeluje približno 15 transakcij na sekundo, obdobja visoke aktivnosti omrežja pogosto vodijo do podatkovnih zastojev. To pa ima za posledico naraščanje plina (pristojbin za transakcije) in upočasnjuje delovanje aplikacij, čeprav to morda ni očitno na trenutnem medvedjem trgu, je očitno, da ne bomo vedno na medvedjem trgu.

Za reševanje teh težav plast 2 razširja Ethereum kot ločeno verigo blokov na vrhu omrežja plasti 1. Kot smo že omenili, komunicira prek pametnih pogodb na Ethereumu z močnim decentraliziranim varnostnim modelom, kar pripomore k razbremenitvi velikega bremena transakcij v glavnem omrežju. V bistvu plast 1 skrbi za varnost, razpoložljivost podatkov in decentralizacijo, plast 2 pa za skalabilnost, povezano s transakcijami.

V večini primerov imajo verige blokov plasti 1:

• omrežja vozlišč za zaščito in preverjanje omrežja
• omrežja za izdelavo blokov
• Glavna veriga blokov in podatki o transakcijah
• Povezani mehanizmi konsenza

Razlika s plastjo 2 je v tem, da zagotavlja:

• zmanjšanje stroškov: Plast 2 združi več transakcij zunaj verige v eno samo transakcijo plasti 1, kar pomaga zmanjšati podatkovne obremenitve. Prav tako ohranjata varnost in decentralizacijo s poravnavo transakcij v glavni mreži.
• Praktičnost: S skupnimi prednostmi več transakcij na sekundo in nižjih pristojbin se lahko projekti plasti 2 osredotočijo na izboljšanje uporabniške izkušnje in razširitev področja uporabe.

Večina težav z razširljivostjo je povezana z decentralizacijo. V nasprotju s tradicionalnimi bankami z zaprtimi in učinkovitejšimi regulativnimi pristopi k plačilom mora upravljanje transakcij in podatkov v verigi blokov prestati vrsto sistematičnih korakov, kot so sprejetje, potrditev in distribucija v omrežju (z več tisoč udeleženci), pri čemer je treba ohraniti varnost in preglednost.

Kako deluje plast 2?

Protokoli plasti 2 zagotavljajo drugi okvir, v katerem lahko transakcije potekajo ločeno od plasti 1. To pomeni, da se lahko precejšen del dela, ki ga opravlja glavna veriga, prenese na plast 2. Nato aplikacije s plasti 2 objavijo podatke o transakcijah v plast 1 in so zaščitene v okviru glavnih knjig in zgodovine veriženja blokov.

Tako kot vsaka druga odprta ali zaprta platforma je tudi dostopnost do plasti 2 različna. Nekatere lahko uporablja vrsta aplikacij, druge pa so prilagojene kapricam določenih projektov. Kot rečeno, več ključnih komponent, ki jih uporablja plast 2, vključuje rollup in stranske verige.

Rollupi plasti 2 (Rollupi)

Rollupi so posebna vrsta rešitve plasti 2, ki izvaja na stotine transakcij zunaj verige in jih stisne v en sam kompakten podatek, preden jih objavi nazaj v glavni mreži, da jih lahko vsakdo pregleda in izpodbija, če se mu zdijo sumljive. S tem rollupi ne izkoriščajo le varnosti Ethereuma, temveč lahko tudi do 10-100-krat zmanjšajo pristojbine za plin.

Medtem ko rollupi pomagajo pri depozitih, dvigih in potrjevanju dokazov, obstajajo subtilne različice v načinu delovanja rollupov, na primer rollupi Optimizem in ZK, ki objavljajo podatke nazaj v plast 1.

Optimistični rollupi

Pri optimističnem valjanju se vse transakcije izvajajo vzporedno z glavno verigo Ethereuma, nato pa se podatki objavijo nazaj v 1. sloj. Uporabniki so zaradi konkurenčnih nizkih pristojbin spodbujeni k sklepanju transakcij na teh plasteh 2. Če obstaja sum goljufivih transakcij, jih je mogoče izpodbijati in oceniti z dokazi o goljufijah. V tem scenariju rollupi upravljajo izračun transakcij z razpoložljivimi podatki o stanju. V primerjavi z rollupi ZK (pojasnjeno spodaj) to pomeni nekoliko daljši izhodni čas za odklop in izplačilo sredstev na plast 1. Vendar uporabniki “znotraj” rollupov še vedno prejmejo hitre potrditve transakcij.

Na splošno so optimistični rollupi združljivi z virtualnim strojem Ethereum (EVM) in Solidity, kar pomeni, da je vse, kar je mogoče na plasti 1 Ethereum, mogoče replicirati na plasti 2.

Primeri optimističnih rollupov so Arbitrum, Optimism in Boba.

Stranske verige

Iz projektov, kot sta xDai in Polygon PoS, so stranske verige neodvisne, z EVM združljive verige blokov, ki delujejo vzporedno in z glavnim omrežjem sodelujejo prek mostov. Ker uporabljajo ločene mehanizme konsenza in niso zaščitene s plastjo 1, se tehnično ne štejejo za plast 2. Vendar pa delujejo podobno kot Ethereum, saj temeljijo na modelu EVM. Kot rečeno, stranske verige nosijo večje tveganje za upravljavce, saj jim uporabniki zaupajo

svoja sredstva in ne protokolu Ethereum (ali ustrezni plasti 2). Opomba: (Podjetje Polygon je izvedlo več prevzemov prek združitev in prevzemov, zato izraz “stranska veriga” morda ni več točen).

Validiums

Validiumi, kot je StarkWare, uporabljajo dokazila o veljavnosti (podobno kot ZK rollupi), vendar ne shranjujejo podatkov na plasti 1. Vzporedno lahko deluje več verig veljavnosti, pri čemer lahko vsaka obdela približno 10 000 transakcij na sekundo. Vendar je zaradi potrebe po bolj specializiranih jezikih podpora za splošne pametne pogodbe omejena.

Stranske verige in validiumi so verige blokov, ki tečejo vzporedno z Ethereumom in sodelujejo s sredstvi prek mostov, povezanih z glavnim omrežjem. Ne črpajo varnosti ali podatkov iz samega Ethereuma, zato se ne štejejo za ustrezno plast 2, kot sta Optimistic ali ZK rollupi. To velja zlasti ob upoštevanju morebitnih posledic za varnost in zaupanje. Vendar pa oba razširjata skalabilnost, podobno plasti 2, saj zagotavljata nižje pristojbine za transakcije in visoko prepustnost.

ZK Rollups

V primerjavi z optimističnimi rollupi ZK rollupi ustvarjajo kriptografske dokaze za preverjanje pristnosti transakcij. Ti dokazi (objavljeni na plasti 1) se imenujejo dokazi veljavnosti ali SNARK (Succinct Non-interactive Argument of Knowledge) ali STARK (Scalable Transparent Argument of Knowledge).

ZK rollupi so učinkovitejši, saj ohranjajo stanje vseh prenosov na plasti 2, ki se posodablja samo z dokazi veljavnosti. Ker rollup ZK ne zahteva popolnih podatkov o transakcijah, je lažje preverjati bloke in prenesti glavni žeton Ethereuma, Ether (ETH), na plast 1. Dokazi veljavnosti (ki jih sprejemajo pogodbe ZK rollup) so že preverili pristnost transakcij. To pomeni, da nimajo popolne podpore EVM in intenzivneje izvajajo izračune za aplikacije z manj aktivnostmi na verigi.

Programa zkSync in Starkware uporabljata rešitve, odporne na zk, vendar so med njima razlike:

• Čeprav je Starknet tehnično gledano ZKRollup (razpoložljivost podatkov na verigi), je v bistvu Validium: trenutna arhitektura VM Cairo ne omogoča uveljavljanja poljubnih transakcij prek L1.
• Mehanizem Validium je podoben mehanizmu zkRollup, vendar je razlika v tem, da je razpoložljivost podatkov pri zkRollup na verigi, medtem ko je pri Validium dostopnost podatkov zunaj verige. Tako lahko Validium doseže večjo prepustnost, vendar imajo ti centralizirani deli svojo ceno: Operaterji Validium lahko zamrznejo sredstva uporabnikov. Medtem ko je zkSync popolnoma decentraliziran.

Zakaj toliko plasti 2?

Medtem ko smo zajeli glavne plasti 2 (optimistični rollupi, ZK rollupi in stranske verige), se ekosistem nenehno razvija, nekatere aplikacije pa so bile sčasoma opuščene, kot sta Plasma in državni kanali.

Več virov in premislekov o plasti 2

Ker so te plasti 2 še vedno v zgodnjih fazah, še vedno obstajajo tveganja in različne stopnje napačnih predpostavk o zaupanju v primerjavi s transakcijami v glavnem omrežju. Prav tako je treba omeniti, da je plast 2, čeprav izkorišča varnost plasti glavnega omrežja, resnično varna le, če so omogočeni dokazi o goljufijah, kar pa (v času pisanja) še ni.

Mostovi blokovnih verig (ki jih lahko ljudje uporabijo za prenos sredstev na plast 2) so prav tako v zgodnjih fazah razvoja in prinašajo visoka tveganja. Glede na vse to je priporočljivo, da pred vključitvijo v katero koli plast 2 opravite temeljit skrbni pregled, med drugim prek virov, kot je L2BEAT.