Riešenia blockchainu druhej vrstvy (Layer 2): Rýchlejšie a lacnejšie krypto transakcie

Pôvodná vízia blockchainovej technológie zahŕňala decentralizované, bezpečné a efektívne transakcie. Avšak s rastúcou popularitou blockchainových sietí ako Bitcoin a Ethereum čelili tieto siete značným problémom so škálovateľnosťou. Vysoké transakčné poplatky a pomalé časy potvrdenia bránili ich širokému prijatiu, najmä pre každodenné mikrotransakcie a decentralizované aplikácie (dApps). A práve tu vstupujú do hry riešenia druhej vrstvy (Layer 2), ktoré ponúkajú sľubnú cestu na riešenie týchto obmedzení a odomknutie plného potenciálu blockchainovej technológie pre globálne publikum.

Pochopenie rozdielu medzi vrstvou 1 (Layer 1) a vrstvou 2 (Layer 2)

Aby sme pochopili riešenia druhej vrstvy, je dôležité odlíšiť ich od blockchainov prvej vrstvy (L1).

• Vrstva 1 (L1): Toto je samotný základný blockchain, ako napríklad Bitcoin, Ethereum alebo Solana. Riešenia L1 sa snažia zlepšiť škálovateľnosť úpravou základného protokolu blockchainu. Príkladmi sú zväčšenie veľkosti bloku (ako pri Bitcoin Cash) alebo implementácia shardingu (Ethereum 2.0). Zmeny v L1 však môžu byť zložité, časovo náročné a môžu potenciálne priniesť nové zraniteľnosti.
• Vrstva 2 (L2): Sú to protokoly postavené na základnom blockchaine (L1). Spracúvajú transakcie mimo reťazca (off-chain), čím znižujú záťaž na hlavnom reťazci a umožňujú rýchlejšie a lacnejšie transakcie. Riešenia L2 nakoniec zaznamenávajú transakcie na reťazci L1, aby zdedili jeho bezpečnosť a decentralizáciu.

Predstavte si L1 ako hlavnú diaľnicu a L2 ako miestne expresné pruhy. Expresné pruhy (L2) zvládajú časť premávky, čím uvoľňujú preťaženie na hlavnej diaľnici (L1), pričom sa na ňu stále napájajú kvôli finálnemu overeniu.

Prečo sú riešenia druhej vrstvy nevyhnutné

Riešenia druhej vrstvy riešia niekoľko kritických obmedzení blockchainov prvej vrstvy:

• Škálovateľnosť: Riešenia L2 môžu výrazne zvýšiť počet spracovaných transakcií za sekundu (TPS) v porovnaní so základnou vrstvou.
• Transakčné poplatky: Spracovaním transakcií mimo reťazca riešenia L2 dramaticky znižujú transakčné poplatky, čím sa blockchainová technológia stáva dostupnou pre širšiu škálu aplikácií.
• Rýchlosť transakcií: Riešenia L2 ponúkajú oveľa rýchlejšie časy potvrdenia transakcií v porovnaní s L1, čo zlepšuje používateľský zážitok.
• Flexibilita pre vývojárov: Niektoré riešenia L2 poskytujú vývojárom väčšiu flexibilitu pri tvorbe a nasadzovaní dApps s prispôsobenými funkciami.

Typy riešení druhej vrstvy

V súčasnosti sa vyvíja a nasadzuje niekoľko riešení druhej vrstvy, pričom každé má svoje silné a slabé stránky. Tu sú niektoré z najvýznamnejších prístupov:

1. Platobné kanály

Platobné kanály sú priamy, obojsmerný komunikačný kanál medzi dvoma stranami, ktorý im umožňuje uskutočniť viacero transakcií mimo reťazca bez toho, aby každú transakciu vysielali na hlavný reťazec. Na blockchaine L1 sa zaznamenáva iba otvorenie a zatvorenie kanála.

Príklad: Lightning Network na Bitcoine je prominentným príkladom siete platobných kanálov. Umožňuje používateľom uskutočňovať takmer okamžité a nízkonákladové platby v Bitcoinoch vytváraním kanálov s inými používateľmi alebo smerovaním platieb cez existujúce kanály.

Výhody:

• Veľmi rýchle a nízkonákladové transakcie.
• Vhodné pre časté, malé platby medzi známymi stranami.

Výzvy:

• Vyžaduje, aby používatelia uzamkli prostriedky v kanáli.
• Smerovanie platieb cez viacero kanálov môže byť zložité.
• Nie je ideálne pre zložité smart kontrakty.

2. Sidechainy (Bočné reťazce)

Sidechainy sú nezávislé blockchainy, ktoré bežia paralelne s hlavným reťazcom a sú s ním spojené prostredníctvom obojsmerného prepojenia (two-way peg). Majú vlastné mechanizmy konsenzu a parametre blokov a dokážu spracovať vyššiu priepustnosť transakcií ako hlavný reťazec.

Príklad: Polygon (predtým Matic Network) je populárny sidechain pre Ethereum. Poskytuje škálovateľnú a nákladovo efektívnu platformu pre dApps spracovaním transakcií na vlastnom reťazci a ich periodickým ukotvením späť do hlavnej siete Ethereum.

Výhody:

• Zvýšená priepustnosť transakcií.
• Prispôsobiteľné mechanizmy konsenzu.
• Potenciál pre nové vlastnosti a funkcionality.

Výzvy:

• Bezpečnosť závisí od mechanizmu konsenzu sidechainu, ktorý môže byť menej bezpečný ako hlavný reťazec.
• Vyžaduje mosty (bridges) na prenos aktív medzi hlavným reťazcom a sidechainom, čo môže priniesť bezpečnostné riziká.

3. Rollupy

Rollupy združujú viacero transakcií do jednej transakcie a odosielajú ju na hlavný reťazec. Tým sa znižuje záťaž na hlavnom reťazci a umožňuje sa vyššia priepustnosť a nižšie poplatky. Existujú dva hlavné typy rollupov: Optimistické Rollupy a ZK-Rollupy.

a. Optimistické Rollupy

Optimistické Rollupy predpokladajú, že transakcie sú predvolene platné a vykonávajú výpočty na hlavnom reťazci iba vtedy, ak je transakcia spochybnená. Ak je transakcia spochybnená, na hlavný reťazec sa odošle dôkaz o podvode (fraud proof) a transakcia sa opätovne vykoná, aby sa určila jej platnosť.

Príklady: Arbitrum a Optimism sú dve vedúce riešenia Optimistic Rollup pre Ethereum.

Výhody:

• Relatívne jednoduchá implementácia.
• Vysoká priepustnosť transakcií.
• Nižšie transakčné poplatky v porovnaní s L1.

Výzvy:

• Oneskorenie pri výberoch z dôvodu obdobia na spochybnenie (zvyčajne 7 dní).
• Vyžaduje mechanizmus stakovania na motiváciu čestných validátorov.

b. ZK-Rollupy (Rollupy s nulovou znalosťou)

ZK-Rollupy používajú dôkazy s nulovou znalosťou (zero-knowledge proofs) na overenie platnosti transakcií bez odhalenia údajov o transakcii. Dôkaz o platnosti (validity proof) sa odosiela na hlavný reťazec spolu so združenými transakciami, čo zaručuje, že všetky transakcie sú platné bez potreby obdobia na spochybnenie.

Príklady: StarkWare a zkSync sú prominentné riešenia ZK-Rollup.

Výhody:

• Vysoká bezpečnosť vďaka kryptografickým dôkazom.
• Rýchlejšie výbery v porovnaní s Optimistickými Rollupmi.
• Vysoká priepustnosť transakcií.

Výzvy:

• Zložitejšia implementácia kvôli komplexnosti dôkazov s nulovou znalosťou.
• Výpočtovo náročné.
• Nemusí byť kompatibilné so všetkými opkódmi Ethereum Virtual Machine (EVM).

4. Validium

Validium je podobné ZK-Rollupom, ale uchováva údaje o transakciách mimo reťazca (off-chain) namiesto na reťazci (on-chain). Dôkaz o platnosti sa stále odosiela na hlavný reťazec, čím sa zaručuje platnosť transakcií, ale dostupnosť údajov zabezpečuje samostatná strana.

Príklad: StarkEx, vyvinutý spoločnosťou StarkWare, je riešenie Validium používané viacerými projektmi, vrátane dYdX pre svoju decentralizovanú burzu.

Výhody:

• Veľmi vysoká priepustnosť transakcií.
• Nižšie náklady na gas v porovnaní so ZK-Rollupmi.

Výzvy:

• Dostupnosť údajov závisí od tretej strany zodpovednej за ukladanie údajov.
• Vyžaduje dôveru v poskytovateľa dostupnosti údajov.

Výber správneho riešenia druhej vrstvy

Najlepšie riešenie druhej vrstvy závisí od konkrétneho prípadu použitia a požiadaviek. Tu je tabuľka zhrňujúca kľúčové aspekty:

Riešenie	Rýchlosť transakcie	Cena transakcie	Bezpečnosť	Zložitosť	Prípady použitia
Platobné kanály	Veľmi rýchla	Veľmi nízka	Vysoká (v rámci kanála)	Nízka	Mikrotransakcie, časté platby medzi dvoma stranami
Sidechainy	Rýchla	Nízka	Závisí od mechanizmu konsenzu sidechainu	Stredná	Škálovateľné dApps, nové vlastnosti a funkcionality
Optimistické Rollupy	Rýchla	Nízka	Vysoká (dedí bezpečnosť od L1)	Stredná	Všeobecné dApps, DeFi aplikácie
ZK-Rollupy	Rýchla	Nízka	Veľmi vysoká (kryptografické dôkazy)	Vysoká	Aplikácie vyžadujúce vysokú bezpečnosť a súkromie, DeFi aplikácie
Validium	Veľmi rýchla	Veľmi nízka	Vysoká (kryptografické dôkazy, ale spolieha sa na poskytovateľa dostupnosti údajov)	Vysoká	Aplikácie vyžadujúce veľmi vysokú priepustnosť, podnikové riešenia

Príklady riešení druhej vrstvy v praxi

• Arbitrum (Optimistic Rollup): Používa ho mnoho DeFi protokolov na zníženie transakčných nákladov a zvýšenie priepustnosti na Ethereu.
  • Príklad: SushiSwap využíva Arbitrum na poskytovanie rýchlejšieho a lacnejšieho obchodovania pre svojich používateľov.
• Optimism (Optimistic Rollup): Ďalšie populárne riešenie Optimistic Rollup integrované s rôznymi dApps.
  • Príklad: Synthetix používa Optimism na ponuku obchodovania so syntetickými aktívami s nižšími poplatkami a rýchlejšou exekúciou.
• Polygon (Sidechain): Široko používaný na škálovanie hier a DeFi aplikácií založených na Ethereu.
  • Príklad: Aave, populárny protokol na požičiavanie a úvery, sa nasadil na Polygone, aby poskytol nižšie transakčné náklady svojim používateľom.
• StarkWare (ZK-Rollup/Validium): Poháňa niekoľko vysokovýkonných aplikácií, vrátane dYdX.
  • Príklad: dYdX, decentralizovaná burza pre deriváty, používa riešenie Validium od StarkWare na ponuku rýchleho a škálovateľného obchodovania.
• Lightning Network (Platobné kanály): Umožňuje mikrotransakcie na Bitcoine.
  • Príklad: Rôzni online predajcovia začínajú prijímať platby v Bitcoinoch prostredníctvom siete Lightning Network za malé nákupy.

Budúcnosť riešení druhej vrstvy

Riešenia druhej vrstvy sú predurčené zohrať kľúčovú úlohu v budúcnosti blockchainovej technológie. S pokračujúcim rastom adopcie blockchainu budú riešenia L2 nevyhnutné na umožnenie škálovateľných, cenovo dostupných a používateľsky prívetivých aplikácií. V tejto oblasti môžeme očakávať ďalšie inovácie a vývoj, vrátane:

• Zlepšená interoperabilita: Spájanie rôznych riešení L2, aby sa umožnili bezproblémové prevody aktív a zdieľanie údajov.
• Hybridné prístupy: Kombinovanie rôznych techník L2 na optimalizáciu pre špecifické prípady použitia.
• Zvýšená bezpečnosť: Vývoj nových kryptografických techník na zlepšenie bezpečnosti protokolov L2.
• Kompatibilita s EVM: Zvyšovanie kompatibility riešení L2 s Ethereum Virtual Machine s cieľom prilákať vývojárov a existujúce dApps.
• Zvýšená adopcia: Viac dApps a podnikov integrujúcich riešenia L2 na zlepšenie používateľského zážitku a zníženie nákladov.

Výzvy a úvahy

Hoci riešenia druhej vrstvy ponúkajú značné výhody, prinášajú aj niektoré výzvy a úvahy:

• Zložitosť: Pochopenie a implementácia riešení L2 môže byť zložité, najmä pre vývojárov a používateľov, ktorí sú v oblasti blockchainovej technológie noví.
• Bezpečnostné riziká: Niektoré riešenia L2 prinášajú nové bezpečnostné riziká, ako je spoliehanie sa na tretie strany poskytujúce dostupnosť údajov alebo zraniteľnosti v protokoloch mostov (bridge).
• Obavy z centralizácie: Niektoré riešenia L2 môžu byť centralizovanejšie ako základná vrstva, čo vyvoláva obavy z cenzúry a kontroly.
• Fragmentácia likvidity: Používanie rôznych riešení L2 môže fragmentovať likviditu naprieč rôznymi reťazcami, čo sťažuje obchodovanie a správu aktív.
• Používateľský zážitok: Interakcia s riešeniami L2 môže byť zložitejšia ako používanie základnej vrstvy, čo vyžaduje, aby používatelia rozumeli rôznym peňaženkám, mostom a protokolom.

Je dôležité starostlivo zvážiť kompromisy medzi rôznymi riešeniami L2 a vybrať si to, ktoré najlepšie vyhovuje špecifickým potrebám a tolerancii rizika aplikácie alebo používateľa.

Riešenia druhej vrstvy a globálny kontext

Dopad riešení druhej vrstvy je skutočne globálny. Zvážte tieto príklady:

• Remitencie: V krajinách s vysokými poplatkami za remitencie ponúkajú riešenia L2 ako Lightning Network výrazne lacnejšiu alternatívu na posielanie peňazí cez hranice, z čoho profitujú migrujúci pracovníci a ich rodiny. Napríklad posielanie Bitcoinu cez Lightning Network do Salvádoru je podstatne lacnejšie ako tradičné bankové prevody.
• Finančná inklúzia: V rozvojových krajinách s obmedzeným prístupom k tradičným bankovým službám môžu riešenia L2 umožniť prístup k decentralizovaným finančným službám (DeFi) pre širšiu populáciu, čím podporujú finančnú inklúziu a ekonomické posilnenie.
• Cezhraničné platby: Podniky zapojené do medzinárodného obchodu môžu využívať riešenia L2 na uskutočňovanie rýchlejších a lacnejších cezhraničných platieb, čím znižujú transakčné náklady a zlepšujú efektivitu.
• Hranie hier: Online hráči na celom svete môžu profitovať z rýchlejších a lacnejších transakcií v hrách pomocou riešení L2, čo zlepšuje herný zážitok a umožňuje nové modely monetizácie.
• Tvorba obsahu: Tvorcovia v krajinách s obmedzenou platobnou infraštruktúrou môžu používať riešenia L2 na prijímanie mikroplatieb za svoj obsah, čo im umožňuje monetizovať svoju prácu priamo od svojho publika.

Záver

Riešenia druhej vrstvy sú nevyhnutné pre škálovanie blockchainovej technológie a jej sprístupnenie globálnemu publiku. Riešením obmedzení blockchainov prvej vrstvy umožňujú riešenia L2 rýchlejšie, lacnejšie a škálovateľnejšie transakcie, čím otvárajú nové možnosti pre širokú škálu aplikácií. S ďalším vývojom blockchainového ekosystému budú riešenia druhej vrstvy zohrávať kľúčovú úlohu pri formovaní budúcnosti decentralizovaných financií, decentralizovaných aplikácií a celkovej adopcie blockchainovej technológie na celom svete.

Je kľúčové byť informovaný o najnovšom vývoji v technológii druhej vrstvy a starostlivo hodnotiť rôzne dostupné možnosti, aby ste urobili najlepšie rozhodnutia pre vaše špecifické potreby a ciele.