Rozwiązania Blockchain Warstwy 2: Szybsze i Tańsze Transakcje Kryptowalutowe

Oryginalna wizja technologii blockchain obejmowała zdecentralizowane, bezpieczne i wydajne transakcje. Jednak w miarę wzrostu popularności sieci blockchain, takich jak Bitcoin i Ethereum, stanęły one przed poważnymi wyzwaniami związanymi ze skalowalnością. Wysokie opłaty transakcyjne i długie czasy potwierdzeń utrudniły ich powszechne przyjęcie, zwłaszcza w przypadku codziennych mikrotransakcji i zdecentralizowanych aplikacji (dApps). W tym miejscu do gry wchodzą rozwiązania Warstwy 2, oferując obiecującą ścieżkę do rozwiązania tych ograniczeń i uwolnienia pełnego potencjału technologii blockchain dla globalnej publiczności.

Zrozumienie Warstwy 1 a Warstwy 2

Aby zrozumieć rozwiązania Warstwy 2, kluczowe jest odróżnienie ich od blockchainów Warstwy 1 (L1).

• Warstwa 1 (L1): To podstawowy blockchain, taki jak Bitcoin, Ethereum czy Solana. Rozwiązania L1 mają na celu poprawę skalowalności poprzez modyfikację podstawowego protokołu blockchain. Przykłady obejmują zwiększenie rozmiaru bloku (jak w Bitcoin Cash) lub wdrożenie shardingu (Ethereum 2.0). Jednak zmiany w L1 mogą być złożone, czasochłonne i potencjalnie wprowadzać nowe podatności.
• Warstwa 2 (L2): Są to protokoły zbudowane na podstawowym blockchainie (L1). Przetwarzają transakcje poza głównym łańcuchem (off-chain), zmniejszając obciążenie głównego łańcucha i umożliwiając szybsze oraz tańsze transakcje. Rozwiązania L2 ostatecznie rozliczają transakcje na łańcuchu L1, aby odziedziczyć jego bezpieczeństwo i decentralizację.

Pomyśl o L1 jako o głównej autostradzie, a o L2 jako o lokalnych pasach ekspresowych. Pasy ekspresowe (L2) obsługują część ruchu, zmniejszając zatory na głównej autostradzie (L1), jednocześnie łącząc się z nią w celu ostatecznej walidacji.

Dlaczego Rozwiązania Warstwy 2 Są Konieczne

Rozwiązania Warstwy 2 odpowiadają na kilka kluczowych ograniczeń blockchainów Warstwy 1:

• Skalowalność: Rozwiązania L2 mogą znacznie zwiększyć liczbę transakcji przetwarzanych na sekundę (TPS) w porównaniu z warstwą podstawową.
• Opłaty Transakcyjne: Przetwarzając transakcje poza głównym łańcuchem, rozwiązania L2 drastycznie redukują opłaty transakcyjne, czyniąc technologię blockchain dostępną dla szerszego zakresu zastosowań.
• Prędkość Transakcji: Rozwiązania L2 oferują znacznie szybsze czasy potwierdzenia transakcji w porównaniu z L1, poprawiając doświadczenie użytkownika.
• Elastyczność dla Deweloperów: Niektóre rozwiązania L2 zapewniają większą elastyczność deweloperom w budowaniu i wdrażaniu dApps z niestandardowymi funkcjami.

Rodzaje Rozwiązań Warstwy 2

Obecnie rozwija się i wdraża kilka rozwiązań Warstwy 2, z których każde ma swoje mocne i słabe strony. Oto niektóre z najważniejszych podejść:

1. Kanały Płatności

Kanały płatności to bezpośredni, dwukierunkowy kanał komunikacji między dwiema stronami, który pozwala im na wielokrotne transakcje poza łańcuchem (off-chain) bez rozgłaszania każdej transakcji w głównym łańcuchu. Na blockchainie L1 rejestrowane jest jedynie otwarcie i zamknięcie kanału.

Przykład: Lightning Network w sieci Bitcoin to prominentny przykład sieci kanałów płatności. Umożliwia użytkownikom dokonywanie niemal natychmiastowych, tanich płatności w Bitcoinach poprzez tworzenie kanałów z innymi użytkownikami lub kierowanie płatności przez istniejące kanały.

Korzyści:

• Bardzo szybkie i tanie transakcje.
• Dobre do częstych, małych płatności między znanymi sobie stronami.

Wyzwania:

• Wymaga od użytkowników zablokowania środków w kanale.
• Kierowanie płatności przez wiele kanałów może być skomplikowane.
• Nie jest idealne dla złożonych smart kontraktów.

2. Sidechainy

Sidechainy to niezależne blockchainy, które działają równolegle do głównego łańcucha i są z nim połączone za pomocą dwukierunkowego peg'a. Mają własne mechanizmy konsensusu i parametry bloków, i mogą obsługiwać większą przepustowość transakcji niż główny łańcuch.

Przykład: Polygon (wcześniej Matic Network) to popularny sidechain dla Ethereum. Zapewnia skalowalną i opłacalną platformę dla dApps, przetwarzając transakcje na własnym łańcuchu i okresowo zakotwiczając je z powrotem w głównej sieci Ethereum.

Korzyści:

• Zwiększona przepustowość transakcji.
• Możliwość dostosowania mechanizmów konsensusu.
• Potencjał dla nowych funkcji i funkcjonalności.

Wyzwania:

• Bezpieczeństwo zależy od mechanizmu konsensusu sidechaina, który może być mniej bezpieczny niż główny łańcuch.
• Wymaga mostów (bridges) do transferu aktywów między głównym łańcuchem a sidechainem, co może wprowadzać ryzyko bezpieczeństwa.

3. Rollupy

Rollupy agregują wiele transakcji w jedną transakcję i przesyłają ją do głównego łańcucha. Zmniejsza to obciążenie głównego łańcucha i pozwala na wyższą przepustowość oraz niższe opłaty. Istnieją dwa główne typy rollupów: Optymistyczne Rollupy i ZK-Rollupy.

a. Optymistyczne Rollupy

Optymistyczne Rollupy zakładają, że transakcje są domyślnie ważne i wykonują obliczenia na głównym łańcuchu tylko wtedy, gdy transakcja zostanie zakwestionowana. Jeśli transakcja zostanie zakwestionowana, na główny łańcuch przesyłany jest dowód oszustwa (fraud proof), a transakcja jest ponownie wykonywana w celu ustalenia jej ważności.

Przykłady: Arbitrum i Optimism to dwa wiodące rozwiązania typu Optymistyczny Rollup dla Ethereum.

Korzyści:

• Stosunkowo łatwe do wdrożenia.
• Wysoka przepustowość transakcji.
• Niższe opłaty transakcyjne w porównaniu z L1.

Wyzwania:

• Opóźnienia w wypłatach z powodu okresu na zgłoszenie sprzeciwu (zazwyczaj 7 dni).
• Wymaga mechanizmu stakingu w celu motywowania uczciwych walidatorów.

b. ZK-Rollupy (Rollupy o Zerowej Wiedzy)

ZK-Rollupy używają dowodów o zerowej wiedzy (zero-knowledge proofs) do weryfikacji ważności transakcji bez ujawniania danych transakcyjnych. Dowód ważności jest przesyłany do głównego łańcucha wraz z zagregowanymi transakcjami, co zapewnia, że wszystkie transakcje są ważne bez konieczności okresu na zgłoszenie sprzeciwu.

Przykłady: StarkWare i zkSync to prominentne rozwiązania typu ZK-Rollup.

Korzyści:

• Wysokie bezpieczeństwo dzięki dowodom kryptograficznym.
• Szybsze wypłaty w porównaniu z Optymistycznymi Rollupami.
• Wysoka przepustowość transakcji.

Wyzwania:

• Bardziej skomplikowane w implementacji ze względu na złożoność dowodów o zerowej wiedzy.
• Intensywne obliczeniowo.
• Mogą nie być kompatybilne ze wszystkimi kodami operacyjnymi Ethereum Virtual Machine (EVM).

4. Validium

Validium jest podobne do ZK-Rollupów, ale przechowuje dane transakcji poza łańcuchem (off-chain) zamiast na łańcuchu (on-chain). Dowód ważności jest nadal przesyłany do głównego łańcucha, zapewniając ważność transakcji, ale dostępność danych jest obsługiwana przez oddzielną stronę.

Przykład: StarkEx, opracowany przez StarkWare, to rozwiązanie Validium używane przez kilka projektów, w tym dYdX dla swojej zdecentralizowanej giełdy.

Korzyści:

• Bardzo wysoka przepustowość transakcji.
• Niższe koszty gasu w porównaniu z ZK-Rollupami.

Wyzwania:

• Dostępność danych zależy od strony trzeciej odpowiedzialnej za ich przechowywanie.
• Wymaga zaufania do dostawcy dostępności danych.

Wybór Odpowiedniego Rozwiązania Warstwy 2

Najlepsze rozwiązanie Warstwy 2 zależy od konkretnego przypadku użycia i wymagań. Oto tabela podsumowująca kluczowe kwestie:

Rozwiązanie	Prędkość Transakcji	Koszt Transakcji	Bezpieczeństwo	Złożoność	Przypadki Użycia
Kanały Płatności	Bardzo Szybka	Bardzo Niski	Wysokie (w ramach kanału)	Niska	Mikrotransakcje, częste płatności między dwiema stronami
Sidechainy	Szybka	Niski	Zależne od mechanizmu konsensusu sidechaina	Średnia	Skalowalne dApps, nowe funkcje i funkcjonalności
Optymistyczne Rollupy	Szybka	Niski	Wysokie (dziedziczy bezpieczeństwo z L1)	Średnia	dApps ogólnego przeznaczenia, aplikacje DeFi
ZK-Rollupy	Szybka	Niski	Bardzo Wysokie (dowody kryptograficzne)	Wysoka	Aplikacje wymagające wysokiego bezpieczeństwa i prywatności, aplikacje DeFi
Validium	Bardzo Szybka	Bardzo Niski	Wysokie (dowody kryptograficzne, ale polega na dostawcy dostępności danych)	Wysoka	Aplikacje wymagające bardzo wysokiej przepustowości, rozwiązania dla przedsiębiorstw

Przykłady Działania Rozwiązań Warstwy 2

• Arbitrum (Optymistyczny Rollup): Używany przez liczne protokoły DeFi w celu obniżenia kosztów transakcji i zwiększenia przepustowości na Ethereum.
  • Przykład: SushiSwap wykorzystuje Arbitrum, aby zapewnić swoim użytkownikom szybszy i tańszy handel.
• Optimism (Optymistyczny Rollup): Inne popularne rozwiązanie typu Optymistyczny Rollup zintegrowane z różnymi dApps.
  • Przykład: Synthetix używa Optimism do oferowania handlu aktywami syntetycznymi z niższymi opłatami i szybszą realizacją.
• Polygon (Sidechain): Szeroko stosowany do skalowania gier opartych na Ethereum i aplikacji DeFi.
  • Przykład: Aave, popularny protokół pożyczkowy, został wdrożony na Polygon, aby zapewnić niższe koszty transakcji swoim użytkownikom.
• StarkWare (ZK-Rollup/Validium): Napędza kilka wysokowydajnych aplikacji, w tym dYdX.
  • Przykład: dYdX, zdecentralizowana giełda instrumentów pochodnych, używa rozwiązania Validium od StarkWare do oferowania szybkiego i skalowalnego handlu.
• Lightning Network (Kanały Płatności): Umożliwia mikrotransakcje na Bitcoinie.
  • Przykład: Różni sprzedawcy internetowi zaczynają akceptować płatności Bitcoinem za pośrednictwem Lightning Network za małe zakupy.

Przyszłość Rozwiązań Warstwy 2

Rozwiązania Warstwy 2 są gotowe odegrać kluczową rolę w przyszłości technologii blockchain. W miarę jak adopcja blockchain będzie rosła, rozwiązania L2 będą niezbędne do tworzenia skalowalnych, przystępnych cenowo i przyjaznych dla użytkownika aplikacji. Możemy spodziewać się dalszych innowacji i rozwoju w tej przestrzeni, w tym:

• Ulepszona interoperacyjność: Łączenie różnych rozwiązań L2 w celu umożliwienia płynnego transferu aktywów i udostępniania danych.
• Podejścia hybrydowe: Łączenie różnych technik L2 w celu optymalizacji pod kątem konkretnych przypadków użycia.
• Zwiększone bezpieczeństwo: Rozwijanie nowych technik kryptograficznych w celu poprawy bezpieczeństwa protokołów L2.
• Kompatybilność z EVM: Zwiększanie kompatybilności rozwiązań L2 z Ethereum Virtual Machine w celu przyciągnięcia deweloperów i istniejących dApps.
• Zwiększona adopcja: Coraz więcej dApps i firm integrujących rozwiązania L2 w celu poprawy doświadczenia użytkownika i redukcji kosztów.

Wyzwania i Kwestie do Rozważenia

Chociaż rozwiązania Warstwy 2 oferują znaczące korzyści, wiążą się one również z pewnymi wyzwaniami i kwestiami do rozważenia:

• Złożoność: Zrozumienie i wdrożenie rozwiązań L2 może być skomplikowane, zwłaszcza dla deweloperów i użytkowników, którzy dopiero poznają technologię blockchain.
• Ryzyka Bezpieczeństwa: Niektóre rozwiązania L2 wprowadzają nowe ryzyka bezpieczeństwa, takie jak poleganie na zewnętrznych dostawcach dostępności danych lub luki w protokołach mostów.
• Obawy o Centralizację: Niektóre rozwiązania L2 mogą być bardziej scentralizowane niż warstwa podstawowa, co budzi obawy dotyczące cenzury i kontroli.
• Fragmentacja Płynności: Używanie różnych rozwiązań L2 może fragmentować płynność na różnych łańcuchach, utrudniając handel i zarządzanie aktywami.
• Doświadczenie Użytkownika: Interakcja z rozwiązaniami L2 może być bardziej skomplikowana niż korzystanie z warstwy podstawowej, wymagając od użytkowników zrozumienia różnych portfeli, mostów i protokołów.

Ważne jest, aby dokładnie ocenić kompromisy między różnymi rozwiązaniami L2 i wybrać to, które najlepiej odpowiada konkretnym potrzebom i tolerancji na ryzyko aplikacji lub użytkownika.

Rozwiązania Warstwy 2 a Krajobraz Globalny

Wpływ rozwiązań Warstwy 2 jest prawdziwie globalny. Rozważmy następujące przykłady:

• Przekazy pieniężne: W krajach o wysokich opłatach za przekazy pieniężne, rozwiązania L2 takie jak Lightning Network oferują znacznie tańszą alternatywę do wysyłania pieniędzy za granicę, co przynosi korzyści pracownikom migrującym i ich rodzinom. Na przykład, wysyłanie Bitcoinów przez Lightning Network do Salwadoru jest znacznie tańsze niż tradycyjne przelewy bankowe.
• Inkluzja finansowa: W krajach rozwijających się, o ograniczonym dostępie do tradycyjnych usług bankowych, rozwiązania L2 mogą umożliwić dostęp do zdecentralizowanych usług finansowych (DeFi) szerszej populacji, promując inkluzję finansową i wzmocnienie ekonomiczne.
• Płatności transgraniczne: Firmy prowadzące handel międzynarodowy mogą używać rozwiązań L2 do dokonywania szybszych i tańszych płatności transgranicznych, redukując koszty transakcji i poprawiając wydajność.
• Gry: Gracze online na całym świecie mogą korzystać z szybszych i tańszych transakcji w grach dzięki rozwiązaniom L2, co poprawia doświadczenie z gry i umożliwia nowe modele monetyzacji.
• Tworzenie treści: Twórcy w krajach o ograniczonej infrastrukturze płatniczej mogą używać rozwiązań L2 do otrzymywania mikropłatności za swoje treści, co umożliwia im monetyzację swojej pracy bezpośrednio od publiczności.

Podsumowanie

Rozwiązania Warstwy 2 są kluczowe dla skalowania technologii blockchain i uczynienia jej dostępną dla globalnej publiczności. Adresując ograniczenia blockchainów Warstwy 1, rozwiązania L2 umożliwiają szybsze, tańsze i bardziej skalowalne transakcje, otwierając nowe możliwości dla szerokiego zakresu zastosowań. W miarę jak ekosystem blockchain będzie się rozwijał, rozwiązania Warstwy 2 będą odgrywać kluczową rolę w kształtowaniu przyszłości zdecentralizowanych finansów, zdecentralizowanych aplikacji i ogólnej adopcji technologii blockchain na całym świecie.

Kluczowe jest, aby być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami w technologii Warstwy 2 i starannie oceniać różne dostępne opcje, aby dokonywać najlepszych wyborów dla swoich konkretnych potrzeb i celów.