Layer 2-lösningar för blockkedjor: Snabbare och billigare kryptotransaktioner

Den ursprungliga visionen för blockkedjeteknik inkluderade decentraliserade, säkra och effektiva transaktioner. Men i takt med att blockkedjenätverk som Bitcoin och Ethereum har vuxit i popularitet har de stött på betydande skalbarhetsutmaningar. Höga transaktionsavgifter och långsamma bekräftelsetider har hindrat deras breda anammande, särskilt för dagliga mikrotransaktioner och decentraliserade applikationer (dApps). Det är här Layer 2-lösningar kommer in i bilden, och erbjuder en lovande väg för att hantera dessa begränsningar och frigöra den fulla potentialen hos blockkedjeteknik för en global publik.

Att förstå Layer 1 vs. Layer 2

För att förstå Layer 2-lösningar är det avgörande att skilja dem från Layer 1 (L1) blockkedjor.

• Layer 1 (L1): Detta är själva grundblockkedjan, som Bitcoin, Ethereum eller Solana. L1-lösningar syftar till att förbättra skalbarheten genom att modifiera det grundläggande blockkedjeprotokollet. Exempel inkluderar att öka blockstorleken (som Bitcoin Cash) eller implementera sharding (Ethereum 2.0). Förändringar i L1 kan dock vara komplexa, tidskrävande och potentiellt introducera nya sårbarheter.
• Layer 2 (L2): Dessa är protokoll byggda ovanpå en grundläggande blockkedja (L1). De bearbetar transaktioner off-chain, vilket minskar belastningen på huvudkedjan och möjliggör snabbare och billigare transaktioner. L2-lösningar slutför slutligen transaktioner på L1-kedjan för att ärva dess säkerhet och decentralisering.

Tänk på L1 som en stor motorväg och L2 som lokala expressfiler. Expressfilerna (L2) hanterar en del av trafiken, vilket minskar trängseln på huvudmotorvägen (L1) samtidigt som de fortfarande ansluter tillbaka till den för slutlig validering.

Varför Layer 2-lösningar är nödvändiga

Layer 2-lösningar adresserar flera kritiska begränsningar hos Layer 1-blockkedjor:

• Skalbarhet: L2-lösningar kan avsevärt öka antalet transaktioner som bearbetas per sekund (TPS) jämfört med grundlagret.
• Transaktionsavgifter: Genom att bearbeta transaktioner off-chain minskar L2-lösningar dramatiskt transaktionsavgifterna, vilket gör blockkedjeteknik tillgänglig för ett bredare spektrum av applikationer.
• Transaktionshastighet: L2-lösningar erbjuder mycket snabbare bekräftelsetider för transaktioner jämfört med L1, vilket förbättrar användarupplevelsen.
• Flexibilitet för utvecklare: Vissa L2-lösningar ger större flexibilitet för utvecklare att bygga och distribuera dApps med anpassade funktioner.

Olika typer av Layer 2-lösningar

Flera Layer 2-lösningar utvecklas och distribueras för närvarande, var och en med sina egna styrkor och svagheter. Här är några av de mest framträdande metoderna:

1. Betalningskanaler

Betalningskanaler är en direkt, tvåvägs kommunikationskanal mellan två parter som låter dem genomföra flera transaktioner off-chain utan att sända varje transaktion till huvudkedjan. Endast öppnandet och stängningen av kanalen registreras på L1-blockkedjan.

Exempel: Lightning Network på Bitcoin är ett framstående exempel på ett nätverk av betalningskanaler. Det gör det möjligt för användare att göra nästan omedelbara, billiga Bitcoin-betalningar genom att skapa kanaler med andra användare eller dirigera betalningar genom befintliga kanaler.

Fördelar:

• Mycket snabba och billiga transaktioner.
• Bra för frekventa, små betalningar mellan kända parter.

Utmaningar:

• Kräver att användare låser upp medel i kanalen.
• Att dirigera betalningar genom flera kanaler kan vara komplicerat.
• Inte idealiskt för komplexa smarta kontrakt.

2. Sidokedjor (Sidechains)

Sidokedjor är oberoende blockkedjor som körs parallellt med huvudkedjan och är anslutna till den via en tvåvägs-peg. De har sina egna konsensusmekanismer och blockparametrar och kan hantera en högre transaktionsgenomströmning än huvudkedjan.

Exempel: Polygon (tidigare Matic Network) är en populär sidokedja för Ethereum. Den tillhandahåller en skalbar och kostnadseffektiv plattform för dApps genom att bearbeta transaktioner på sin egen kedja och periodiskt förankra dem tillbaka till Ethereums huvudnät.

Fördelar:

• Ökad transaktionsgenomströmning.
• Anpassningsbara konsensusmekanismer.
• Potential för nya funktioner och funktionaliteter.

Utmaningar:

• Säkerheten beror på sidokedjans konsensusmekanism, som kan vara mindre säker än huvudkedjan.
• Kräver bryggor för att överföra tillgångar mellan huvudkedjan och sidokedjan, vilket kan medföra säkerhetsrisker.

3. Rollups

Rollups aggregerar flera transaktioner till en enda transaktion och skickar den till huvudkedjan. Detta minskar belastningen på huvudkedjan och möjliggör högre genomströmning och lägre avgifter. Det finns två huvudtyper av rollups: Optimistic Rollups och ZK-Rollups.

a. Optimistic Rollups

Optimistic Rollups antar att transaktioner är giltiga som standard och utför endast beräkningar på huvudkedjan om en transaktion ifrågasätts. Om en transaktion ifrågasätts, skickas ett bedrägeribevis till huvudkedjan, och transaktionen exekveras på nytt för att fastställa dess giltighet.

Exempel: Arbitrum och Optimism är två ledande Optimistic Rollup-lösningar för Ethereum.

Fördelar:

• Relativt enkla att implementera.
• Hög transaktionsgenomströmning.
• Lägre transaktionsavgifter jämfört med L1.

Utmaningar:

• Fördröjningar vid uttag på grund av ifrågasättningsperioden (vanligtvis 7 dagar).
• Kräver en staking-mekanism för att uppmuntra ärliga validerare.

b. ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups)

ZK-Rollups använder nollkunskapsbevis (zero-knowledge proofs) för att verifiera transaktioners giltighet utan att avslöja transaktionsdatan. Ett giltighetsbevis skickas till huvudkedjan tillsammans med de aggregerade transaktionerna, vilket säkerställer att alla transaktioner är giltiga utan att kräva en ifrågasättningsperiod.

Exempel: StarkWare och zkSync är framstående ZK-Rollup-lösningar.

Fördelar:

• Hög säkerhet tack vare kryptografiska bevis.
• Snabbare uttag jämfört med Optimistic Rollups.
• Hög transaktionsgenomströmning.

Utmaningar:

• Mer komplexa att implementera på grund av komplexiteten i nollkunskapsbevis.
• Beräkningsintensiva.
• Kanske inte kompatibla med alla Ethereum Virtual Machine (EVM) opkoder.

4. Validium

Validium liknar ZK-Rollups men lagrar transaktionsdata off-chain istället för on-chain. Ett giltighetsbevis skickas fortfarande till huvudkedjan, vilket säkerställer transaktionernas giltighet, men datatillgängligheten hanteras av en separat part.

Exempel: StarkEx, utvecklat av StarkWare, är en Validium-lösning som används av flera projekt, inklusive dYdX för dess decentraliserade börs.

Fördelar:

• Mycket hög transaktionsgenomströmning.
• Lägre gaskostnader jämfört med ZK-Rollups.

Utmaningar:

• Datatillgängligheten beror på den tredje part som ansvarar för att lagra datan.
• Kräver förtroende för leverantören av datatillgänglighet.

Att välja rätt Layer 2-lösning

Den bästa Layer 2-lösningen beror på det specifika användningsfallet och kraven. Här är en tabell som sammanfattar de viktigaste övervägandena:

Lösning	Transaktionshastighet	Transaktionskostnad	Säkerhet	Komplexitet	Användningsfall
Betalningskanaler	Mycket snabb	Mycket låg	Hög (inom kanalen)	Låg	Mikrotransaktioner, frekventa betalningar mellan två parter
Sidokedjor	Snabb	Låg	Beror på sidokedjans konsensusmekanism	Medel	Skalbara dApps, nya funktioner och funktionaliteter
Optimistic Rollups	Snabb	Låg	Hög (ärver säkerhet från L1)	Medel	Allmänna dApps, DeFi-applikationer
ZK-Rollups	Snabb	Låg	Mycket hög (kryptografiska bevis)	Hög	Applikationer som kräver hög säkerhet och integritet, DeFi-applikationer
Validium	Mycket snabb	Mycket låg	Hög (kryptografiska bevis, men förlitar sig på datatillgänglighetsleverantör)	Hög	Applikationer som kräver mycket hög genomströmning, företagslösningar

Exempel på Layer 2-lösningar i praktiken

• Arbitrum (Optimistic Rollup): Används av ett flertal DeFi-protokoll för att minska transaktionskostnader och öka genomströmningen på Ethereum.
  • Exempel: SushiSwap utnyttjar Arbitrum för att erbjuda snabbare och billigare handel för sina användare.
• Optimism (Optimistic Rollup): En annan populär Optimistic Rollup-lösning integrerad med olika dApps.
  • Exempel: Synthetix använder Optimism för att erbjuda handel med syntetiska tillgångar med lägre avgifter och snabbare exekvering.
• Polygon (Sidokedja): Används i stor utsträckning för att skala Ethereum-baserade spel och DeFi-applikationer.
  • Exempel: Aave, ett populärt protokoll för utlåning och lån, har implementerats på Polygon för att erbjuda lägre transaktionskostnader till sina användare.
• StarkWare (ZK-Rollup/Validium): Driver flera högpresterande applikationer, inklusive dYdX.
  • Exempel: dYdX, en decentraliserad börs för derivat, använder StarkWares Validium-lösning för att erbjuda snabb och skalbar handel.
• Lightning Network (Betalningskanaler): Möjliggör mikrotransaktioner på Bitcoin.
  • Exempel: Olika online-återförsäljare börjar acceptera Bitcoin-betalningar via Lightning Network för små inköp.

Framtiden för Layer 2-lösningar

Layer 2-lösningar är redo att spela en avgörande roll i framtiden för blockkedjeteknik. I takt med att blockkedjeadoptionen fortsätter att växa kommer L2-lösningar att vara nödvändiga för att möjliggöra skalbara, prisvärda och användarvänliga applikationer. Vi kan förvänta oss att se ytterligare innovation och utveckling inom detta område, inklusive:

• Förbättrad interoperabilitet: Anslutning av olika L2-lösningar för att möjliggöra sömlösa tillgångsöverföringar och datadelning.
• Hybridmetoder: Kombination av olika L2-tekniker för att optimera för specifika användningsfall.
• Förbättrad säkerhet: Utveckling av nya kryptografiska tekniker för att förbättra säkerheten i L2-protokoll.
• EVM-kompatibilitet: Göra L2-lösningar mer kompatibla med Ethereum Virtual Machine för att attrahera utvecklare och befintliga dApps.
• Ökad adoption: Fler dApps och företag som integrerar L2-lösningar för att förbättra användarupplevelsen och minska kostnaderna.

Utmaningar och överväganden

Även om Layer 2-lösningar erbjuder betydande fördelar, medför de också vissa utmaningar och överväganden:

• Komplexitet: Att förstå och implementera L2-lösningar kan vara komplicerat, särskilt för utvecklare och användare som är nya inom blockkedjeteknik.
• Säkerhetsrisker: Vissa L2-lösningar introducerar nya säkerhetsrisker, såsom beroende av tredjepartsleverantörer av datatillgänglighet eller sårbarheter i bryggprotokoll.
• Centraliseringsproblem: Vissa L2-lösningar kan vara mer centraliserade än grundlagret, vilket väcker oro för censur och kontroll.
• Likviditetsfragmentering: Att använda olika L2-lösningar kan fragmentera likviditeten över olika kedjor, vilket gör det svårare att handla och hantera tillgångar.
• Användarupplevelse: Interaktion med L2-lösningar kan vara mer komplicerat än att använda grundlagret, vilket kräver att användarna förstår olika plånböcker, bryggor och protokoll.

Det är viktigt att noggrant utvärdera avvägningarna mellan olika L2-lösningar och välja den som bäst passar de specifika behoven och risktoleransen för applikationen eller användaren.

Layer 2-lösningar och det globala landskapet

Inverkan av Layer 2-lösningar är verkligen global. Tänk på dessa exempel:

• Remitteringar: I länder med höga remitteringsavgifter erbjuder L2-lösningar som Lightning Network ett betydligt billigare alternativ för att skicka pengar över gränserna, vilket gynnar migrantarbetare och deras familjer. Till exempel är det betydligt billigare att skicka Bitcoin via Lightning Network till El Salvador än traditionella banköverföringar.
• Finansiell inkludering: I utvecklingsländer med begränsad tillgång till traditionella banktjänster kan L2-lösningar ge tillgång till decentraliserade finansiella tjänster (DeFi) för en bredare befolkning, vilket främjar finansiell inkludering och ekonomisk egenmakt.
• Gränsöverskridande betalningar: Företag som bedriver internationell handel kan använda L2-lösningar för att göra snabbare och billigare gränsöverskridande betalningar, vilket minskar transaktionskostnaderna och förbättrar effektiviteten.
• Spel: Onlinespelare över hela världen kan dra nytta av snabbare och billigare transaktioner i spelet med L2-lösningar, vilket förbättrar spelupplevelsen och möjliggör nya intäktsmodeller.
• Innehållsskapande: Kreatörer i länder med begränsad betalningsinfrastruktur kan använda L2-lösningar för att ta emot mikrobetalningar för sitt innehåll, vilket ger dem möjlighet att tjäna pengar på sitt arbete direkt från sin publik.

Slutsats

Layer 2-lösningar är avgörande för att skala blockkedjeteknik och göra den tillgänglig för en global publik. Genom att adressera begränsningarna hos Layer 1-blockkedjor möjliggör L2-lösningar snabbare, billigare och mer skalbara transaktioner, vilket öppnar nya möjligheter för ett brett spektrum av applikationer. I takt med att blockkedjeekosystemet fortsätter att utvecklas kommer Layer 2-lösningar att spela en avgörande roll i att forma framtiden för decentraliserad finans, decentraliserade applikationer och den övergripande adoptionen av blockkedjeteknik världen över.

Det är avgörande att hålla sig informerad om den senaste utvecklingen inom Layer 2-teknik och noggrant utvärdera de olika tillgängliga alternativen för att göra de bästa valen för dina specifika behov och mål.