Razumijevanje rješenja za skaliranje drugog sloja

Blockchain tehnologija, iako revolucionarna, suočava se sa značajnom preprekom: skalabilnošću. Bitcoin i Ethereum, dvije najveće kriptovalute, bore se za brzu i pristupačnu obradu velikog broja transakcija. Ovo ograničenje ometa njihovo široko prihvaćanje i ograničava vrste aplikacija koje se mogu graditi na njima. Rješenja za skaliranje drugog sloja pojavila su se kao obećavajući pristup za rješavanje ovog izazova. Ovaj vodič pruža sveobuhvatan pregled rješenja drugog sloja, njihovih različitih vrsta, prednosti, izazova i njihovog utjecaja na blockchain ekosustav, gledano iz globalne perspektive.

Što je skalabilnost blockchaina?

Skalabilnost blockchaina odnosi se na sposobnost blockchain mreže da obradi veliki broj transakcija u sekundi (TPS) bez ugrožavanja sigurnosti, decentralizacije ili performansi. Temeljni izazovi skalabilnosti često se nazivaju "Blockchain Trilema", koja tvrdi da je teško optimizirati sva tri aspekta (skalabilnost, sigurnost i decentralizacija) istovremeno. Povećanje propusnosti transakcija često dolazi na štetu sigurnosti ili decentralizacije.

Tradicionalni blockchainovi poput Bitcoina imaju ograničen TPS, što često rezultira sporim vremenima transakcija i visokim naknadama za transakcije, posebno tijekom razdoblja visoke mrežne aktivnosti. Na primjer, tijekom vršnih razdoblja, naknade za plin Ethereuma (troškovi transakcija) mogu postati prohibitivno skupe, čineći jednostavne transakcije neekonomičnima. To ograničava pristupačnost korisnicima diljem svijeta, posebno u regijama s nižim prosječnim prihodima.

Potreba za rješenjima drugog sloja

Rješenja drugog sloja imaju za cilj poboljšati skalabilnost blockchaina obradom transakcija izvan glavnog blockchaina (prvi sloj), ali i dalje imaju koristi od njegove sigurnosti i decentralizacije. Ova rješenja učinkovito stvaraju "autoceste" uz glavnu blockchain "cestu", omogućujući brže i jeftinije transakcije.

Primarni ciljevi rješenja za skaliranje drugog sloja su:

• Povećanje propusnosti transakcija: Obrada više transakcija u sekundi, poboljšanje mrežnog kapaciteta.
• Smanjenje naknada za transakcije: Smanjite troškove transakcija, čineći blockchain aplikacije pristupačnijima.
• Poboljšanje korisničkog iskustva: Ponudite brža vremena potvrde transakcija, poboljšavajući cjelokupno korisničko iskustvo.

Vrste rješenja za skaliranje drugog sloja

Rješenja drugog sloja mogu se grubo podijeliti u nekoliko vrsta, svaka sa svojim snagama i slabostima:

1. State Channels

Definicija: State channels omogućuju dvama ili više sudionika da provode više transakcija izvan lanca, a da pritom podnose samo dvije transakcije glavnom blockchainu: jednu za otvaranje kanala i jednu za njegovo zatvaranje. Sve se međutransakcije obrađuju izvan lanca, što značajno smanjuje opterećenje glavnog blockchaina.

Kako funkcionira: Stranke zaključavaju određenu količinu sredstava u pametni ugovor na glavnom lancu kako bi otvorile kanal. Zatim mogu razmjenjivati transakcije između sebe izvan lanca, ažurirajući stanje kanala. Kad završe, zatvaraju kanal i konačno se stanje bilježi na glavnom lancu.

Primjeri:

• Lightning Network (Bitcoin): Istaknuti primjer state channela dizajniranog za brze i jeftine Bitcoin transakcije, posebno mikroplaćanja. Omogućuje korisnicima da izvrše brojna mala plaćanja bez visokih naknada u lancu.
• Raiden Network (Ethereum): Slično Lightning Networku, Raiden olakšava brze i jeftine Ethereum transakcije.

Prednosti:

• Velika brzina: Transakcije se obrađuju gotovo trenutno izvan lanca.
• Niske naknade: Uklanja potrebu za plaćanjem naknada za transakcije u lancu za svaku transakciju unutar kanala.
• Privatnost: Transakcije unutar kanala nisu javno vidljive na blockchainu.

Ograničenja:

• Zahtijeva interakciju u lancu: Otvaranje i zatvaranje kanala zahtijeva transakcije u lancu, što može biti skupo tijekom razdoblja velike zagušenosti mreže.
• Ograničeno na sudionike kanala: Transakcije se mogu provoditi samo između sudionika kanala.
• Kapitalna učinkovitost: Sredstva se moraju zaključati u kanalu, smanjujući kapitalnu učinkovitost.

2. Sidechains

Definicija: Sidechains su neovisni blockchainovi koji rade paralelno s glavnim lancem i povezani su s njim putem dvosmjerne veze. Imaju vlastite mehanizme konsenzusa i parametre bloka i mogu se optimizirati za specifične slučajeve upotrebe.

Kako funkcionira: Korisnici mogu premještati imovinu s glavnog lanca na sidechain i natrag pomoću mosta. Transakcije se zatim obrađuju na sidechainu, iskorištavajući njegov potencijalno veći propusnost i niže naknade. Kada završe, imovina se može vratiti na glavni lanac.

Primjeri:

• Liquid Network (Bitcoin): Sidechain dizajniran za brze i povjerljive Bitcoin transakcije, koje uglavnom koriste burze i trgovci.
• Polygon (nekada Matic Network): Ethereum sidechain koji nudi brže i jeftinije transakcije za DeFi i druge aplikacije.
• SKALE Network (Ethereum): Modularna sidechain mreža koja pruža elastičnu skalabilnost za Ethereum aplikacije.

Prednosti:

• Povećana propusnost: Sidechains se mogu optimizirati za veći propusnost transakcija.
• Prilagodljivo: Sidechains se mogu prilagoditi specifičnim slučajevima upotrebe, kao što su DeFi ili igranje.
• Niže naknade: Naknade za transakcije na sidechains obično su niže nego na glavnom lancu.

Ograničenja:

• Sigurnosne pretpostavke: Sidechains imaju vlastite mehanizme konsenzusa, koji mogu biti manje sigurni od glavnog lanca. Korisnici moraju vjerovati sigurnosti sidechaina.
• Rizici centralizacije: Neki sidechains mogu biti centraliziraniji od glavnog lanca.
• Ranjivosti mosta: Most koji povezuje glavni lanac i sidechain može biti ranjiv na napade.

3. Rollups

Definicija: Rollups su rješenja za skaliranje drugog sloja koja izvršavaju transakcije izvan lanca, ali objavljuju podatke o transakcijama na glavnom lancu. To im omogućuje da naslijede sigurnost glavnog lanca, a istovremeno postižu veći propusnost i niže naknade.

Kako funkcionira: Transakcije se spajaju (grupiraju) u jednu transakciju i šalju glavnom lancu, smanjujući količinu podataka koje je potrebno obraditi u lancu. Rollups dolaze u dva glavna oblika: Optimistic Rollups i Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Vrste rollupa:

a) Optimistic Rollups

Mehanizam: Optimistic Rollups pretpostavljaju da su transakcije valjane, osim ako se ne dokaže suprotno. Oni objavljuju podatke o transakcijama na glavnom lancu, ali ne izvršavaju transakcije u lancu. Umjesto toga, dopuštaju razdoblje osporavanja tijekom kojeg svatko može osporiti valjanost transakcije. Ako se dokaže da je transakcija nevažeća, rollup se vraća natrag, a lažna transakcija se kažnjava.

Primjeri:

• Arbitrum (Ethereum): Optimistic Rollup koji ima za cilj pružiti okruženje za izvršavanje opće namjene za Ethereum pametne ugovore.
• Optimism (Ethereum): Još jedan Optimistic Rollup koji se fokusira na pružanje skalabilnog i korisniku ugodnog iskustva za korisnike Ethereuma.

Prednosti:

• Skalabilnost: Značajno povećava propusnost transakcija.
• Sigurnost: Nasljeđuje sigurnost glavnog lanca.
• EVM kompatibilnost: Može podržavati Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibilne pametne ugovore.

Ograničenja:

• Razdoblje osporavanja: Povlačenja mogu potrajati relativno dugo (npr. 7 dana) zbog razdoblja osporavanja.
• Dokazi o prijevari: Zahtijeva dokaze o prijevari za otkrivanje i ispravljanje nevažećih transakcija.

b) Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups)

Mehanizam: ZK-Rollups koriste zero-knowledge proofs kako bi dokazali valjanost transakcija izvan lanca prije nego što ih pošalju na glavni lanac. Oni generiraju kriptografski dokaz (SNARK ili STARK) koji provjerava ispravnost transakcija bez otkrivanja bilo kakvih informacija o samim transakcijama. Ovaj se dokaz zatim objavljuje na glavnom lancu, omogućujući bržu i sigurniju provjeru transakcija.

Primjeri:

• zkSync (Ethereum): ZK-Rollup koji pruža brze i jeftine transakcije za korisnike Ethereuma.
• StarkWare (Ethereum): ZK-Rollup koji nudi skalabilna rješenja za razne aplikacije, uključujući DeFi i igranje.
• Loopring (Ethereum): ZK-Rollup dizajniran za decentralizirane burze (DEXs).

Prednosti:

• Skalabilnost: Pruža visok propusnost transakcija.
• Sigurnost: Nasljeđuje sigurnost glavnog lanca.
• Brza finalnost: Transakcije se brzo finaliziraju zbog upotrebe zero-knowledge proofs.
• Privatnost: Zero-knowledge proofs mogu pružiti poboljšanu privatnost za transakcije.

Ograničenja:

• Složenost: ZK-Rollups su složeniji za implementaciju od Optimistic Rollups.
• Računalni troškovi: Generiranje zero-knowledge proofs može biti računalno skupo.
• EVM kompatibilnost: Puna EVM kompatibilnost još je u razvoju za neke ZK-Rollups.

4. Validium

Definicija: Validium je sličan ZK-Rollups po tome što koristi zero-knowledge proofs za provjeru valjanosti transakcija izvan lanca. Međutim, za razliku od ZK-Rollups, Validium pohranjuje podatke o transakcijama izvan lanca, obično kod pouzdane treće strane ili decentraliziranog odbora za dostupnost podataka.

Kako funkcionira: Transakcije se obrađuju izvan lanca, a generira se zero-knowledge proof kako bi se dokazala njihova valjanost. Dokaz se zatim šalje glavnom lancu, dok se podaci o transakcijama pohranjuju izvan lanca. Korisnici mogu dohvatiti podatke o transakcijama od davatelja usluga pohrane izvan lanca.

Primjeri:

• StarkEx (Ethereum): Validium rješenje koje je razvio StarkWare, a koje su koristili razni projekti, uključujući dYdX za decentralizirano trgovanje izvedenicama.

Prednosti:

• Skalabilnost: Pruža vrlo visok propusnost transakcija.
• Sigurnost: Oslanja se na zero-knowledge proofs za provjeru valjanosti transakcija.
• Niži troškovi u lancu: Smanjuje troškove u lancu pohranjivanjem podataka o transakcijama izvan lanca.

Ograničenja:

• Dostupnost podataka: Oslanja se na dostupnost pohrane podataka izvan lanca. Ako podaci nisu dostupni, korisnici možda neće moći pristupiti svojim sredstvima.
• Pretpostavke povjerenja: Uvodi pretpostavke povjerenja povezane s davateljem usluga pohrane podataka izvan lanca.

Odabir pravog rješenja drugog sloja

Izbor najboljeg rješenja za skaliranje drugog sloja ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući specifični slučaj upotrebe, željenu razinu sigurnosti, potrebni propusnost transakcija i prihvatljivu razinu složenosti. Razmotrite sljedeća pitanja:

• Koji je primarni slučaj upotrebe? (npr. DeFi, igranje, plaćanja)
• Koja je potrebna razina sigurnosti?
• Koji je željeni propusnost transakcija?
• Koliki je proračun za implementaciju i održavanje?
• Je li potrebna EVM kompatibilnost?

Za aplikacije koje zahtijevaju visoku sigurnost i brzu finalnost, ZK-Rollups ili Validium mogu biti najbolji izbor. Za aplikacije koje daju prioritet EVM kompatibilnosti i spremne su prihvatiti dulje vrijeme povlačenja, Optimistic Rollups mogu biti prikladniji. Za jednostavne aplikacije za plaćanje, state channels mogu biti dovoljni. Sidechains nude fleksibilnost, ali zahtijevaju pažljivo razmatranje njihovih sigurnosnih i centralizacijskih rizika.

Ekosustav drugog sloja i interoperabilnost

Kako ekosustav drugog sloja nastavlja rasti, interoperabilnost između različitih rješenja drugog sloja postaje sve važnija. Korisnici bi trebali moći neprimjetno premještati imovinu i komunicirati s aplikacijama na različitim mrežama drugog sloja bez značajnih poteškoća. U tijeku je nekoliko inicijativa za poboljšanje interoperabilnosti drugog sloja, uključujući:

• Mostovi između lanaca: Omogućuju prijenos imovine između različitih mreža drugog sloja.
• Atomski zamjene: Omogućuju razmjenu imovine između različitih mreža drugog sloja bez potrebe za pouzdanim posrednikom.
• Standardizirani protokoli za razmjenu poruka: Olakšavaju komunikaciju i razmjenu podataka između različitih mreža drugog sloja.

Budućnost rješenja za skaliranje drugog sloja

Rješenja za skaliranje drugog sloja spremna su odigrati ključnu ulogu u budućnosti blockchain tehnologije. Kako se prihvaćanje blockchaina nastavlja rasti, potreba za skalabilnim i učinkovitim rješenjima postat će još hitnija. Rješenja drugog sloja nude obećavajući put prema postizanju skalabilnosti potrebne za podršku širokom rasponu aplikacija, od DeFi i igranja do plaćanja i upravljanja lancem opskrbe. Kako tehnologija drugog sloja sazrijeva i interoperabilnost se poboljšava, možemo očekivati značajno povećanje prihvaćanja rješenja drugog sloja i njihovu integraciju u širi blockchain ekosustav.

Razvoj i usvajanje rješenja za skaliranje drugog sloja ključni su za ostvarivanje punog potencijala blockchain tehnologije i donošenje njezinih prednosti globalnoj publici. Od bržih vremena transakcija do nižih naknada, rješenja drugog sloja nude pristupačnije i korisniku ugodnije iskustvo za korisnike diljem svijeta. Kako se tehnologija razvija, bit će ključno ostati informiran o najnovijim razvojima i najboljim praksama kako bi se osiguralo da se rješenja drugog sloja implementiraju učinkovito i sigurno.

Globalni utjecaj i usvajanje

Utjecaj rješenja drugog sloja proteže se daleko izvan pukih tehničkih poboljšanja. Oni su ključni za to da blockchain tehnologija postane dostupna široj globalnoj publici. Evo nekoliko primjera kako oblikuju globalni krajolik:

• Financijska uključenost: Niže naknade za transakcije čine mikrotransakcije i prekogranična plaćanja održivijima, posebno za pojedince u zemljama u razvoju koji možda nemaju pristup tradicionalnim bankarskim uslugama. Zamislite poljoprivrednika u jugoistočnoj Aziji koji može primati uplate izravno od kupaca u Europi bez plaćanja pretjeranih naknada.
• Pristup decentraliziranom financiranju (DeFi): Rješenja za skalabilnost čine DeFi dostupnijim prosječnom korisniku. Visoke naknade za plin na prvom sloju Ethereuma istjerale su mnoge potencijalne korisnike. Rješenja drugog sloja omogućuju većem broju ljudi diljem svijeta da sudjeluju u posuđivanju, zaduživanju i trgovanju.
• Igre i NFT-ovi: Drugi sloj ključan je za omogućavanje igara temeljenih na blockchainu i nezamjenjivih tokena (NFT-ova). Sposobnost brzog i jeftinog izvođenja transakcija u igri poboljšava korisničko iskustvo i otvara nove mogućnosti za digitalno vlasništvo. Zamislite igrače u Južnoj Americi kako neprimjetno trguju imovinom u igri s igračima u Sjevernoj Americi.
• Usvajanje od strane poduzeća: Poduzeća sve više istražuju blockchain za upravljanje lancem opskrbe, upravljanje podacima i druge aplikacije. Rješenja drugog sloja čine ove aplikacije praktičnijima i isplativijima, potičući šire usvajanje od strane poduzeća u različitim regijama.

Izazovi i razmatranja

Iako rješenja drugog sloja nude brojne prednosti, bitno je biti svjestan potencijalnih izazova:

• Sigurnosni rizici: Iako većina rješenja drugog sloja iskorištava sigurnost prvog sloja, uvijek postoje potencijalni rizici povezani s protokolima mostova i komponentama izvan lanca.
• Složenost: Implementacija i razumijevanje drugog sloja može biti složeno, zahtijevajući od developera i korisnika da nauče nove tehnologije i koncepte.
• Fragmentirana likvidnost: Likvidnost se može fragmentirati u različitim mrežama drugog sloja, što otežava trgovanje imovinom.
• Zabrinutost oko centralizacije: Neka rješenja drugog sloja mogu biti centraliziranija od drugih, što izaziva zabrinutost oko otpornosti na cenzuru.

Zaključak

Rješenja za skaliranje drugog sloja ključna su za budućnost blockchain tehnologije. Rješavanjem izazova skalabilnosti blockchainova prvog sloja, oni čine blockchain pristupačnijim, pristupačnijim i korisniku ugodnijim za globalnu publiku. Iako izazovi ostaju, kontinuirani razvoj i istraživanje neprestano poboljšavaju performanse, sigurnost i interoperabilnost ovih rješenja. Kako se blockchain tehnologija nastavlja razvijati, rješenja za skaliranje drugog sloja nesumnjivo će igrati ključnu ulogu u ostvarivanju njezina transformativnog potencijala.

Bilo da ste developer, investitor ili jednostavno blockchain entuzijast, razumijevanje rješenja za skaliranje drugog sloja ključno je za snalaženje u svijetu blockchain tehnologije koji se neprestano razvija. Ostajući informirani o najnovijim razvojima i najboljim praksama, možete doprinijeti rastu i usvajanju blockchaina na globalnoj razini.