Взломайте «Невозможный Треугольник»: обзор решений Layer 2

2021-12-03, 13:12



1. Отношения между Layer 1 и Layer 2 можно приблизительно сравнить с центральным банком и другими коммерческими банками.

2. Решения Layer 2 рассматриваются всеми как будущее крупных публичных сетей, в особенности Ethereum.

3. Каждая боковая цепь является независимой цепочкой блоков, которая имеет свой собственный базовый уровень и механизм консенсуса, и может безопасно передавать активы с помощью основной цепи используя мост между цепями.

4. Plasma — это также особая боковая цепь. Она вычисляет хеш-значения блоков, содержащих сделки, и загружает хеш-значения этих блоков в основную цепочку через смарт-контракты.

5. Rollup имеет много замечательных функций. Таким образом, он выделяется среди ряда решений Layer 2 и сегодня стал новым фаворитом на рынке.


6. Rollup задает исходные данные по цепочке, в основном в направлениях ZK-rollup и Optimistic-rollup.


В предыдущей статье «Основы для новичков в криптовалютах: Что такое Layer 0, Layer 1 и Layer 2?» и «Взломайте «Невозможный Треугольник»: Обзор решений Layer 1», мы представили шесть уровней систем блокчейна, широко обсудили тему масштабирования: Layer 0/1/2 и важные исторические решения Layer 1. В статье мы продолжим краткий обзор решений Layer 2 блокчейна.


Layer 2 соответствует контрактному уровню и прикладному уровню в шести уровнях блокчейна. В области масштабирования, Layer 2, также известен как масштабирование вне цепочки, и относится к решениям по производительности для масштабирования за пределами основной цепи. В общем говоря, Layer 2 предназначен для перемещения процесса вычислений вниз по цепочке. По сравнению с решениями Layer 1 в котором есть множество ограничений, решения Layer 2 обоснованно считаются будущим крупных публичных сетей, особенно Ethereum.


В отношениях между Layer 1 и Layer 2 можно приблизительно провести аналогию с центральным банком и другими коммерческими банками. Если все сделки нужно подтверждать в центральном банке, нормальное функционирование центрального банка будет абсолютно затруднено и даже перегружено. Если другим коммерческим банкам можно будет передать часть процессов для помощи в обработке определенных торговых подтверждений, то центральному банку нужно будет только провести окончательный расчет по сделкам, что может сильно облегчить операционную нагрузку центрального банка. В рамках этой взаимосвязи решения Layer 1 аналогичны усовершенствованию центрального банка, покупке нового оборудования и повышению собственной вычислительной мощности. Решения Layer 2 относятся к методу создания коммерческой банковской системы, которая поможет всем работать эффективнее.


Общие решения Layer 2 включают Side Chain, Plasma, State Channels, Rollup и т. д.


01/ State Channels
State Channels являются очень ранними решениями Layer 2.
Мы знаем, что вся сеть Ethereum представляет собой конечный автомат, основанный на транзакциях, который состоит из состояний многих учетных записей. Каждый раз, когда выполняется сделка в блоке, конечный автомат будет изменяться до конечного состояния. Между тем, поскольку каждый узел всей сети Ethereum должен быть обновлен до конечного состояния, вычислительная мощность основной цепи Ethereum относительно слабая.

исунок: модель конечного автомата Ethereum.

В приведенной выше модели каждая операция должна изменить конечный автомат для создания нового состояния. Идея State Channels состоит в том, чтобы вынести процесс обслуживания машины состояний из цепочки. State Channels на самом деле являются узлами в сети, которые представляют собой каналы для прямого соединения между различными пользователями или между пользователями и службами. В частности, сеть Lighting Network для Bitcoin и сеть Raiden для Ethereum являются конкретными приложениями технологии State Channel.

Среди них Lighting Network для Bitcoin которую также можно назвать «платежным каналом». Предполагается, что между торговыми сторонами будет часто происходить существенное количество сделок (или «микросделок»). Если каждую такую микросделку необходимо записывать и помещать в цепочку, это потребует обработки. Если же эти микро-сделки обрабатывать через платежный канал, то промежуточные процессы сохраняются вне цепочки, а в основную сеть отправляются только окончательные результаты торгов, и нагрузка на основную сеть может быть значительно снижена.
Следовательно, State Channels не требуют высокой вычислительной мощности основной сети и могут облегчать торговлю и повышать эффективность в некоторых практических сценариях.



С одной стороны, потому что боковые цепи являются независимыми блокчейнами и даже имеют свои собственные базовые токены, что ставит основную цепь и боковую цепь в деликатные отношения с «дополнениями» и «конкуренцией». С другой стороны, поскольку безопасность боковой цепи зависит только от конструкции ее собственного механизма и не имеет ничего общего с самой основной цепью, она не может получить никаких гарантий от основной цепи, что делает боковую цепь неполным решением.


03/ Plasma
Plasma на самом деле является специальной боковой цепью, но поскольку она может заимствовать блок из основной цепи, она лучше, чем обычная боковая цепь, с точки зрения безопасности. Технология Plasma была предложена Джозефом Пуном и Виталиком Бутериным в статье под названием Plasma: Scalable Autonomous Smart Contract в 2017 году. Когда она была предложена, пользователи возлагали большие надежды на технологию Plasma и даже считали, что Plasma должна улучшить вычислительную мощность Ethereum на том же уровне, что и Visa.


Рисунок: plasma.io/plasma.pdf

По сравнению с боковой цепью, работающей независимо от основной цепи, которая возвращает только результаты торговли и уязвима для атак. Plasma фактически вычисляет хеш-значения блоков, содержащих сделки, и загружает хэш-значения этих блоков в основную цепочку Ethereum через смарт-контракты. С одной стороны, поскольку загружается только хеш-значение этих блоков, объем данных, фактически помещаемых в цепочку, очень мал. С другой стороны, из-за существования непрерывных записей хеш-значений пользователи могут «оспаривать», в случае подозрений, что сделки могли быть подделаны, чтобы проверить подлинность сделок. Таким образом, эта система имеет хорошую безопасность. При его использовании пользователям необходимо заблокировать актив в контракте соответствующей корневой цепи и предоставить соответствующие доказательства верификатору. Когда участник не может предоставить доказательство, блокировка Plasma блока не будет подтверждена, и другие пользователи смогут безопасно выйти из цепочки, чтобы защитить безопасность активов.

Однако, во время работы Plasma, каждая подцепь имеет собственный механизм проверки блока и реализует защиту от подделки. Если все пользователи попытаются выйти одновременно, все допустимые состояния будут отправлены на проверку, что также вызовет перегрузку сети. Это также известно как так называемая проблема «пакетного выхода». Между тем, Plasma может только торговать активами и не поддерживает смарт-контракты достаточно гибко, что также ограничивает возможности Plasma как решения.


04/Rollup
Rollup имеет много общего с технологией State Channels. Но по сравнению с State Channels, Rollup был улучшен на основе технологии Plasma, и является более мощным и гибким. Благодаря многим выдающимся функциям Rollup, появившийся на свет в 2019 году, выделяется среди ряда решений Layer 2 и стал новым фаворитом на сегодняшнем рынке.

Plasma устанавливает исходные торговые данные вне цепочки, тогда как Rollup помещает исходные данные в цепочку. В частности, он суммирует пакет торговой информации в данные повторного вызова сделки, а затем периодически упаковывает их в блоки и отправляет на Layer 1 для завершения записи. В настоящее время технология Rollup породила два основных направления - ZK-rollup и Optimistic-rollup.



ZK-rollup сочетает в себе технологию доказательства с нулевым разглашением (Zero Knowledge Proof) для загрузки исходных данных транзакции в цепочку и использует доказательство с нулевым разглашением для автоматической проверки эффективности сделок. Однако все торговые данные должны быть подтверждены, что приводит к огромным вычислительным затратам и низкой производительности ZK-rollup.
Optimistic-Rollup использует технологию защиты от мошенничества. Как следует из названия, концепция этой технологии более «оптимистична». После того, как исходные торговые данные подтверждены, «оптимистично» предполагается, что все сделки действительны и не требуется подтверждать всю информацию, а будут только находить недействительные сделки с помощью доказательства мошенничества и «наказывать» соответствующий торговый верификатор.


Заключение

На данный момент оптимальным решением для масштабирования Ethereum считается Slicing + Rollup. Возможно, в ближайшее время спор о масштабировании, который длится уже несколько лет, придет к своему завершению. В это время блокчейны, включая Ethereum, смогут, наконец, преодолеть узкое место в производительности и получить новую ценность. Давайте все наслаждаться более радужными перспективами.



Автор: Ashley. H, исследователь Gate.io
*Эта статья представляет собой только точку зрения исследователя и не является какой-либо инвестиционной рекомендацией.
*Gate.io оставляет за собой все права на эту статью. Репост статьи будет разрешен при условии ссылки на Gate.io. Во всех остальных случаях будут предприняты юридические действия в связи с нарушением авторских прав.


Поделиться
gate logo
Credit Ranking
Complete Gate Post tasks to upgrade your rank