Борьба за масштабируемость блокчейна: Layer 1 или Layer 2?

Блокчейн был популярен уже очень долго, и самая большая проблема по-прежнему остаётся старой проблемой: медленный, дорогой и заблокированный. Будь то биткоин или эфириум — количество транзакций, обработанных за одну секунду, просто ошеломляет. Вот почему споры между Слоем 1 и Слоем 2 никогда не прекращались — один хочет фундаментально преобразовать основную цепь, а другой — построить «шоссе» поверх неё.

Дилемма треугольника блокчейна

Эту концепцию впервые предложили основатели Ethereum:Децентрализация, безопасность и масштабируемость — вы можете встретить максимум два。 Это как вопрос рыбы и медвежьих лап, и за выбранный вариант приходится платить. Так что самые разные проекты думают о том, как играть в трюки.

Два пути, каждый со своими достоинствами

Решение первого уровняВключает:

• Шардинг: разрезание базы данных на мелкие части и их отдельная обработка
• Изменен механизм консенсуса: переключён с PoW на PoS
• SegWit: обновление до Bitcoin, которое сокращает торговые данные

Решения второго уровняВключает:

• Государственные каналы: транзакции сначала проводятся вне чейна
• Сайдчейны: параллельные независимые цепи
• Rollups: упаковывает большое количество транзакций и помещает их в цепочку

Уровень 1: Работайте на основной цепи

Слой 1 — это преобразование самой основной цепи. И Биткоин, и Ethereum являются типичными представителями первого уровня, использующими децентрализованную сеть узлов для обеспечения безопасности, но это также приводит к замедлениям.

Существует несколько основных способов играть на уровне 1

Технология шардингаПринцип прост: вместо того чтобы все узлы обрабатывали все данные, лучше разделить работу на несколько частей и позволить разным узлам обрабатывать их отдельно. Это позволяет значительно повысить эффективность параллельной обработки. Zilliqa приняла такой подход.

От военнопленных к PoS — это другой способ. PoW будет бороться за вычислительные счета за электроэнергию и вычислительную мощность, в то время как PoS опирается на обеспеченные токены для получения прав на верификацию. Ethereum 2.0 — это настоящая эволюция, проверяющая транзакции с меньшей энергией и с более высокой скоростью.

SegWit Это умное обновление Биткоина. Он отделяет цифровые подписи от данных о транзакциях, что эквивалентно «снижению веса» по сравнению с транзакциями, чтобы блоки одинакового размера могли вместить больше транзакций. Ранее размер блока Биткоина был ограничен 1 МБ, что ограничивало пропускную способность, но SegWit решил эту проблему, как только начал действовать.

Преимущества и дилеммы слоя 1

Преимущества очевидны：

• Дополнительная инфраструктура не требуется, просто измените протокол
• Решить задачу раз и навсегда
• Поддерживать истинную децентрализацию

Но есть и проблемы, которые трудно преодолеть：

• Майнеры и валидаторы могут возражать (доходность снизится)
• Сохраняется потолок памяти узлов и пропускной способности
• Торговля между шардами всё ещё сложна

Слой 2: Постройте промежуточный слой поверх основной цепочки

Второй слой — это как двухэтажное здание поверх первого слоя. Транзакции сначала обрабатываются на этом уровне, а затем передаются в основную цепочку, что не только обеспечивает безопасность, но и ускоряет и снижает комиссии.

Три основных решения для уровня 2

Роллапы: Сжимать и упаковывать большое количество транзакций перед отправкой в основную цепочку. Это решение требует меньше места на хранении в основной цепочке, поэтому стоимость естественно ниже. И Arbitrum, и Optimism приняли эту схему.

Государственные каналы(Государственный канал): Это как открытие приватного канала вне основной цепочки, где участники могут совершать несколько транзакций и в итоге рассчитывать счёт одновременно. Lightning Network от Bitcoin разработана так, чтобы быть такой же быстрой, как перевод через Alipay.

Сайдчейны(Сайдчейн): независимый блокчейн, соединённый с основной цепью посредством двунаправленного анкорирования. Polygon — самый успешный сайдчейн в экосистеме Ethereum. У него есть собственный механизм консенсуса и система верификации, но он совместим с Ethereum.

Реальные случаи и данные

• Arbitrum: При оптимистичных роллапах транзакционные издержки на 90%+ ниже, чем у Ethereum, а пропускная способность также значительно выше
• Lightning Network: Сократите количество биткоин-транзакций с минут до секунд, а комиссии — с нескольких долларов до нескольких центов
• Многоугольник:D общий объем блокировки eFi когда-то превышал 1 миллиард долларов, поддерживая ведущие протоколы, такие как Compound и Aave
• Оптимизм: Интегрирует 97 протоколов с общим блокированием более 500 миллионов долларов

Стоимость Слоя 2

• Ограниченная совместимость между приложениями, что может легко привести к экологической фрагментации
• Ликвидность распределяется по нескольким цепочкам, и глубина рынка недостаточна
• Пользователям приходится переключаться между несколькими системами, что может быть сложным опытом

Слой 1 и слой 2: могут ли они сосуществовать?

Кто-то спросил: После обновления Ethereum 2.0, Layer 2 всё ещё полезен? Ответ таков: это должно быть полезно.

Теоретическая стоимость в 100 000 TPS после обновления Ethereum 2.0 (сейчас всего 30) действительно высокая. Но это не означает, что слой 2 устарел, а скорее что оба дополняют друг друга:

• Уровень 1 отвечает за базовую безопасность: Ethereum 2.0 предоставляет прочную основу, на которую опираются все слои 2
• Уровень 2 отвечает за инновации приложений:D продвинутых требований, таких как композитируемость и кросс-чейн-совместимость eFi, уровень 2 более гибок

Polygon, например, работает над решением этой задачи, позволяя разным слоям 2 плавно сотрудничать.

Будущее применение воображения

Поле платежей: Lightning Network делает микроплатежи реальностью. Децентрализованные социальные приложения, такие как Nostr, позволяют пользователям переводить деньги друг другу через Lightning. Strike — это приложение, которое уже может совершать трансграничные переводы за считанные секунды.

Игры и NFT:P olygon Studios специализируется на поддержке блокчейн-игр с высокой пропускной способностью и низкими комиссиями, полностью меняя пользовательский опыт GameFi.

DeFi: Стейблкоин DAI от MakerDAO и протокол кредитования Compound делают услуги дешевле и быстрее благодаря решениям уровня 2.

Последние мысли

Эти два пути — не выбор «или/или», а дополняющая экология.

В краткосрочной перспективе Слой 1 и Слой 2 будут существовать бок о бок, каждый выполняя свои задачи. Некоторые приложения используют уровень 1 для максимальной безопасности, а некоторые — уровень 2 для максимального опыта.

В долгосрочной перспективе гибридные решения станут массовым. Больше проектов оптимизируют как Layer 1, так и Layer 2, например Polygon, обеспечивая при этом бесшовное сотрудничество между ними.

Конечным бенефициаром постоянных инноваций в решениях для масштабирования блокчейна должны быть пользователи — более быстрые транзакции, низкие комиссии и лучший опыт. Вот почему блокчейн постепенно переходит от гик-игрушек к массовым приложениям.