Какие роллапы второго уровня действительно способны выполнить эту сложную миссию?

Гонка за будущее Ethereum достигает критической стадии.

В то время как крупнейший в мире программируемый блокчейн испытывает трудности под натиском неумолимого спроса на децентрализованные финансы (DeFi) и NFT, очень много новых роллапов второго уровня претендует на раскрытие его потенциала.

Эти роллапы работают поверх Ethereum, но обрабатывают транзакции самостоятельно, не подвергаясь перегрузкам на первом уровне. Каждый из них обещает более быстрые транзакции при минимальной стоимости газа (газ — единица измерения вычислительной работы для осуществления транзакций или смарт-контрактов в сети Ethereum).

Однако, помимо хайпа и газетных заголовков, кто из разработчиков роллапов действительно может выполнить свою миссию? Кто из них обладает необходимыми базовыми технологиями для безопасной, быстрой и масштабной обработки транзакций?

На этот вопрос мы и собираемся ответить.

Мы рассмотрим каждый крупный роллап второго уровня в сети Ethereum, в частности:

• Потребность в роллапах второго уровня Ethereum.
• Их текущую скорость транзакций в секунду (TPS).
• Их технологическую базу и возможность ее масштабирования в зависимости от спроса.

Прежде чем мы перейдем к деталям, вот некоторые сведения, которые станут основой статьи.

Почему Ethereum с трудом справляется со спросом?

Ethereum — это родина DeFi, финансовых услуг без ограничений, которые стали возможны благодаря его смарт-контрактам. Но это снижает вычислительные возможности Ethereum. Пространство блока ограничено, а система валидации работает относительно медленно.

В настоящее время Ethereum обрабатывает всего 12 транзакций в секунду. Это составляет ничтожную долю текущих запросов на обмены, сделки, NFT и доходность. В результате пользователи сталкиваются с длительным ожиданием и большими расходами за газ.

Как же роллапы второго уровня помогают в этом?

Транзакции в роллапах 2-го уровня обрабатываются вне блокчейн, прежде чем запись публикуется на уровне 1 (Ethereum). Это сокращает вычислительную работу Ethereum, сворачивая транзакции в пакеты и сжимая их в одну запись, распределяя затраты между несколькими TX.

Верно. Но существуют ли роллапы второго уровня, которые реально обрабатывают больше транзакций, чем Ethereum в данный момент?

Пока нет. L2-роллапы, как правило, фиксируют меньшее количество транзакций в секунду (TPS), чем Ethereum. Ниже мы приводим подробное описание.

Значит, объединение в единый пакет происходит медленнее, чем думали люди?

Нет. Правда, в настоящее время Ethereum демонстрирует более высокую пропускную способность транзакций, чем роллапы второго уровня, но это отражение спроса, а не скорости. Некоторые роллапы второго уровня действительно способны обрабатывать большее количество TPS, и они докажут это, когда спрос возрастет.

Optimistic роллап против ZK-роллапа

В настоящее время все роллапы делятся на две определенные группы: Optimistic роллапы и роллапы с нулевым знанием, или роллапы с достоверностью.

Чтобы не повторяться в дальнейшем, рассмотрим основные различия между ними.

ZK роллапы и Optimistic роллапы различаются по ряду существенных признаков.

В ближайшее время мы опубликуем подробное объяснение всей дискуссии «ZK-роллапы против Optimistic роллапов». В этой статье от CoinMarketCap также содержится хорошая информация.

Сравнение основных роллапов второго уровня

Теперь рассмотрим несколько наиболее популярных Layer 2 роллапов, изучив специфические различия в их валидации.

Arbitrum One

Текущее среднее значение TPS: 8,29

Arbitrum One (Arbitrum) — пионер в области роллапов второго уровня

Запуск состоялся в августе 2021 года, он представляет собой классический Optimistic роллап. Секвенсор сортирует транзакции, и обновленная версия корня состояния (зашифрованный хэш, содержащий обновленные остатки на счетах и другую ключевую информацию) поступает на уровень 1.

Что отличает Arbitrum? 

Arbitrum отличается от других Optimistic роллапов тем, что использует многораундовые доказательства мошенничества, которые включают двустороннее взаимодействие и выполнение вне блокчейн.

На первом уровне повторно должен быть выполнен только один шаг, и этот процесс разработан таким образом, чтобы быть менее затратным, чем альтернативные варианты.

Что может ограничить дальнейшее развитие Arbitrum?

Основным ограничением всех Optimistic роллапов является присущая им технологичность. Все узлы, желающие проверить корректность состояния, должны повторно выполнить все транзакции.

Кроме того, многораундовые доказательства создают особую проблему масштабируемости, поскольку требуют, чтобы отправитель оригинала находился в режиме онлайн и был готов к сотрудничеству. Некоторые комментаторы высказывают мнение, что система может быть медленной.

Наконец, набор валидаторов Arbitrum в настоящее время внесен в белый список, то есть он доступен только группе лиц, одобренных проектом (а не открыт для всех желающих).

_____

Optimism

Текущее среднее значение TPS: 6,41

Optimism запустился немного позже, чем Arbitrum, и вышел в открытый мейннет в декабре 2021 года. Несмотря на общее сходство двух систем валидации, между ними есть и тонкие различия.

Что отличает Optimism от других роллапов?

Optimism использует однораундовые, а не многораундовые доказательства. Эти однораундовые доказательства выполняются на первом уровне (и, соответственно, потребляют больше газа), но в конечном итоге они могут позволить проверяющим оспаривать целые блоки транзакций.

Кроме того, система валидаторов Optimism является бессрочной, то есть в ней может принять участие любой желающий.

Что может ограничить дальнейшее развитие Optimism?

Как и в случае с Arbitrum, присущая Optimism технологичность может стать препятствием для будущего масштабирования.

Кроме того, Optimism еще не завершил разработку системы защиты от мошенничества. Фактически до сих пор не представлено ни одного доказательства мошенничества. Это означает, что Optimism фактически допускает недействительные state roots (другими словами, недействительные остатки на счетах).

____

zkSync Era

Текущее среднее значение TPS: 8,46

zkSync Era, запущенный в марте 2023 года, вызвал не меньший интерес и внимание прессы, чем любой другой роллап Layer 2, запущенный в последние месяцы.

Как следует из названия, zkSync Era — это zk-роллап (правда, с утечкой информации). Доказательство, известное как SNARK, отправляется на 1 уровень, где оно проверяется контрактом основной сети.

Чем отличается zkSync Era?

zkSync Era опирается на систему доказательств, известную как PLONK, разработанную для обеспечения эффективной проверки и превосходной настройки.

Что может ограничить дальнейшее развитие zkSync Era?

На доказательства PLONK накладываются определенные ограничения. В частности, существует ограничение на объем данных, для которых PLONK могут генерировать доказательства.

____

Polygon zkEVM

Текущее среднее значение TPS: 0,47

Polygon zkEVM — еще один zk роллап, появившийся примерно в то же время, что и zkSync Era. Обе сети обладают в целом схожими возможностями, в частности, они используют доказательства SNARK. Однако есть и тонкие различия, в том числе и в технологии валидации.

Что отличает Polygon zkEVM?

Вместо PLONK в Polygon zkEVM используется FFLONK, который требует меньше вычислений на этапе верификации и дает значительную экономию средств.

Что может ограничить масштабируемость Polygon zkEVM?

В то время как другие решения для масштабирования zk преобразуют собственный код Ethereum в язык, более совместимый с технологией нулевого разглашения, Polygon запускает собственные коды операций Ethereum. Как отмечают некоторые комментаторы, это может создать проблемы с масштабируемостью в будущем.

____

Starknet 

TPS: теперь потенциально 100!

Starknet находится на пути к тому, чтобы стать самым быстрым из всех роллапов второго уровня (Layer 2 роллап).

Starknet запущен в основной сети Ethereum в ноябре 2021 года, обещая «самую безопасную и масштабируемую систему криптографических доказательств». Мощность его TPS была и будет значительно увеличена в результате так называемой серии модернизаций «Квантовый скачок», начиная с июля 2023 года.

Что выделяет сеть Starknet?

В то время как Polygon zkEVM и zkSync Era отправляют на 1 уровень доказательства достоверности SNARK, Starknet отправляет доказательства STARK, которые имеют ряд преимуществ перед SNARK.

Прозрачность. SNARKS требуют доверенной установки, то есть создания секретных ключей определенной группой лиц (что может создать уязвимое место, если подвергнуть ее атаке), в то время как STARK — нет.

Масштабируемость. STARK построены на более простой математике и более компактной криптографии (с хэшами, устойчивыми к столкновениям), чем SNARK, что облегчает их масштабирование.

Квантоустойчивость. STARK устойчивы к атакам со стороны будущих квантовых компьютеров.

Что может ограничить масштабируемость Starknet?

Вплоть до версии 0.12 пропускная способность транзакций Starknet была ограничена его секвенсором, который был написан на языке общего назначения Python, а не на эффективной альтернативе, ориентированной на производительность.

Однако в первом выпуске обновления Starknet’s v.012 Модернизация Quantum Leap, этот секвенсор был заменен новой версией, написанной на более быстром и динамичном Rust.

Это изменение, сопровождаемое серией улучшений, которые будут внедрены в последующих обновлениях в течение следующих нескольких месяцев, потенциально может увеличить пропускную способность Starknet до 100 TPS и выше, что обеспечит самую высокую пропускную способность среди всех роллапов для Ethereum.

Будущее роллапов второго уровня.

В перспективе валидные (zk) роллапы имеют больший потенциал для масштабирования Ethereum, чем Optimistic роллапы. Первые опираются на математику, а вторые — на теорию игр и экономические стимулы. Более того, по сравнению со SNARK, технология STARK позволяет генерировать доказательства на гораздо больших объемах данных.

Следующие несколько месяцев будут интересными — и решающими.

Если вы хотите изучить Starknet, вы можете сделать это с помощью Braavos, некастодиального кошелька со смарт-контрактом.

Braavos предлагает пассивные и активные торговые опции с настраиваемыми функциями безопасности и доступен во всех основных браузерах. Скачать кошелек.

Если вы хотите обсудить optimistic валидацию, валидацию с нулевым знанием или что-либо еще, связанное с роллапами второго уровня, не стесняйтесь обращаться к нам в Twitter или Discord.