Что такое Layer 2

Решения для масштабирования Ethereum

Ethereum — ведущая платформа для смарт-контрактов и децентрализованных приложений (DApps). Сеть обладает самым большим объемом заблокированных криптоактивов и самой высокой пропускной способностью транзакций в индустрии. С расширением криптовалютного рынка увеличился масштаб on-chain-активности, в том числе переводов и исполнения контрактов. Даже при снижении общей рыночной активности пользователи продолжают сталкиваться с перегрузкой сети и высокими комиссиями за газ, что ухудшает пользовательский опыт. Проблема масштабируемости Ethereum остается одной из самых актуальных для сообщества.

Решения масштабирования Ethereum обычно делятся на Layer 1 (L1) и Layer 2 (L2).

Layer 1, или Ethereum 2.0, охватывает on-chain-обновления, в частности переход консенсуса с Proof of Work (PoW) на Proof of Stake (PoS) и внедрение шардинга. Благодаря этим изменениям узлы сети могут не хранить всю блокчейн-историю, что оптимизирует вычислительные ресурсы и увеличивает общую производительность сети.

Из-за сложности таких обновлений внедрение Ethereum 2.0 реализуется поэтапно и займет длительное время, а сроки завершения пока не определены. Поэтому основное развитие экосистемы ориентировано на решения масштабирования второго уровня (Layer 2).

Layer 2 — это off-chain-решения, функционирующие независимо от основной цепи Ethereum. Все транзакции проходят на сетях Layer 2, а Layer 1 используется только при необходимости. Такой подход обеспечивает высокую пропускную способность при высокой скорости и низких издержках.

Если представить Ethereum как автомагистраль, Layer 2 — это эстакада, которая берет часть трафика на себя и разгружает основной блокчейн.

Ключевые технологии Layer 2

Сети Layer 2 значительно эволюционировали:

State Channel

Модель State Channel похожа на Lightning Network в Bitcoin. Две стороны открывают off-chain-канал и совершают переводы, а итоговая транзакция фиксируется в основной сети только после завершения всех промежуточных операций.

Первая реализация State Channel в Ethereum — сеть Raiden. Однако из-за важных ограничений и необходимости долговременных транзакционных отношений внедрение этой технологии остановилось.

Plasma

Plasma — одно из первых Layer 2-решений, предложенное Виталиком Бутериным. Plasma работает как сайдчейн, автономно по отношению к Ethereum. Обработанные хэши блоков загружаются в контракт основной сети для проверки. Такая архитектура позволяет одновременно проводить сотни и тысячи off-chain-транзакций, передавая в основную сеть лишь минимальный объем итоговых данных (в байтах).

Основной недостаток Plasma — зависимость от честности узлов и корректности вносимых данных. Для защиты от злоупотреблений пользователям требуется ждать 7–14 дней для вывода средств, что создает серьезные операционные сложности.

Rollups

Rollups стали ключевым решением масштабирования Layer 2. Многие эксперты считают, что их успех определяет будущее Ethereum.

Rollups обрабатывают транзакции вне основной цепи, но ключевые данные — отправитель, получатель и сумма — записываются в Layer 1. Это обеспечивает большую безопасность, чем Plasma.

Несмотря на то что размещение данных о транзакциях в Layer 1 не выглядит эффективным для масштабирования, Rollups достигают высокой производительности за счет сжатия данных. В смарт-контрактах используются древовидные структуры для фиксации состояния аккаунтов, а в основную сеть передаются только записи о транзакциях. Проверка подписей происходит на Layer 2, что позволяет сначала сжать данные, а затем отправить их в основную сеть.

Существует два подхода к обеспечению целостности данных: Optimistic Rollup и Zero-Knowledge (ZK) Rollup.

Optimistic Rollup, как и Plasma, предполагает корректность всех загружаемых данных. Оспаривание начинается только при возникновении споров, поэтому при выводе средств из сетей Optimistic Rollup, например Optimism, пользователи обычно ждут неделю и более.

ZK Rollup использует технологию zero-knowledge proof, позволяющую смарт-контрактам проверять целостность данных с помощью криптографических доказательств. Такой механизм обеспечивает быстрый вывод средств, но для генерации доказательств требуются значительные вычислительные ресурсы. Проект zkSync, использующий ZK Rollup, уже функционирует в основной сети Ethereum.

Заключение

Rollups стали основным направлением масштабирования Layer 2 в Ethereum, и число проектов второго уровня в экосистеме постоянно увеличивается. Кроссчейн-мосты также активно развиваются, обеспечивая взаимодействие между блокчейнами. Layer 1 и Layer 2 не конкурируют между собой, а работают в комплексе — это обеспечивает рост пропускной способности сети Ethereum.

FAQ

Что такое Layer 1, Layer 2 и Layer 3 в криптоиндустрии?

Layer 1 — это базовые блокчейны, такие как Bitcoin и Ethereum, где проводятся все транзакции. Layer 2 — решения для масштабирования, например Lightning Network и Polygon, которые ускоряют транзакции и снижают комиссии. Layer 3 — прикладной уровень, обеспечивающий специализированные сервисы и пользовательские интерфейсы.

Что такое Layer 2 и Layer 3?

Layer 2 — решения масштабирования, построенные над Ethereum. Они снижают издержки и ускоряют работу за счет сокращения обращений к основной сети. Layer 3 — это прикладной уровень поверх Layer 2, который дополнительно оптимизирует производительность и стоимость для конкретных задач. Вместе эти уровни формируют многоуровневую архитектуру, увеличивая эффективность сети.

Какие есть примеры Layer 2?

К основным решениям Layer 2 относятся Arbitrum, Optimism, Polygon, StarkNet и zkSync. Эти протоколы расширяют возможности Ethereum, снижая издержки и ускоряя транзакции, что делает их главными решениями второго уровня.

Как Layer 2 повышает масштабируемость блокчейна?

Layer 2 масштабирует сеть за счет обработки транзакций вне основной цепи, агрегируя большие объемы данных и затем отправляя их в основную сеть. Это значительно снижает нагрузку, ускоряет транзакции и уменьшает комиссии.

В чем отличие Layer 2-решений, таких как Rollups, от сайдчейнов?

Rollups публикуют данные о транзакциях в основной сети и используют ее безопасность. Сайдчейны — это отдельные блокчейны с собственными валидаторами. Rollups обеспечивают более высокий уровень безопасности, но могут быть медленнее, а сайдчейны — быстрее, но их безопасность зависит от собственной инфраструктуры.

Какие риски и вопросы безопасности связаны с использованием Layer 2-решений?

К основным рискам Layer 2 относятся уязвимости смарт-контрактов, безопасность кроссчейн-мостов и централизация операторов. Рекомендуется изучать аудиторские отчеты, выбирать зрелые решения и внимательно управлять приватными ключами. На ведущих платформах Layer 2 стандарты безопасности постоянно совершенствуются.