Рішення другого рівня (Layer 2): Швидші та дешевші криптотранзакції для глобальної аудиторії

Криптовалюти мають потенціал революціонізувати глобальні фінанси, пропонуючи децентралізовані, безпечні та прозорі транзакції. Однак однією з найбільших проблем, що стоять на шляху до широкого впровадження, є масштабованість. Зі збільшенням кількості користувачів у блокчейн-мережах зростають комісії за транзакції, а швидкість транзакцій сповільнюється, що ускладнює використання криптовалют для повсякденних операцій. Рішення другого рівня (Layer 2) розроблені для вирішення цих проблем масштабованості, забезпечуючи швидші та дешевші криптотранзакції для глобальної аудиторії.

Що таке рішення другого рівня (Layer 2)?

Рішення другого рівня — це протоколи, побудовані поверх існуючих блокчейнів (першого рівня, Layer 1), таких як Bitcoin або Ethereum. Вони спрямовані на те, щоб зняти частину навантаження з обробки транзакцій з основного ланцюга, забезпечуючи швидші та дешевші транзакції. Замість того, щоб обробляти кожну транзакцію безпосередньо в основному блокчейні, рішення другого рівня обробляють транзакції поза ланцюгом (off-chain), а потім періодично записують їх у основний ланцюг. Цей підхід значно зменшує перевантаження на блокчейні першого рівня та дозволяє досягти вищої пропускної здатності транзакцій.

Уявіть собі це як шосе (перший рівень), яке перевантажується в годину пік. Рішення другого рівня — це як додавання експрес-смуг або паралельної системи доріг, що допомагає зменшити затори та дозволяє трафіку рухатися більш плавно.

Чому рішення другого рівня є важливими?

• Масштабованість: Рішення другого рівня значно збільшують кількість транзакцій, які можна обробити за секунду (TPS), роблячи криптовалюти більш придатними для масового впровадження.
• Знижені комісії за транзакції: Обробляючи транзакції поза ланцюгом, рішення другого рівня суттєво знижують комісії, роблячи надсилання та отримання криптовалюти більш доступним для користувачів.
• Вища швидкість транзакцій: Рішення другого рівня забезпечують майже миттєве підтвердження транзакцій, покращуючи користувацький досвід та роблячи криптовалюти більш практичними для повсякденного використання.
• Покращений користувацький досвід: Рішення другого рівня часто забезпечують більш плавний та зручний для користувача досвід у порівнянні з прямою взаємодією з основним блокчейном.
• Інновації: Технології другого рівня дозволяють розробникам створювати більш складні та інноваційні додатки на базі блокчейнів.

Типи рішень другого рівня

Існує кілька різних типів рішень другого рівня, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Ось деякі з найпоширеніших:

1. Канали стану (State Channels)

Канали стану дозволяють учасникам проводити кілька транзакцій поза ланцюгом, не транслюючи кожну транзакцію в основний блокчейн. В основному ланцюзі реєструються лише початковий та кінцевий стани каналу.

Приклад: Уявіть, що двоє людей, Аліса та Боб, часто проводять транзакції між собою. Вони можуть відкрити канал стану, провести численні транзакції всередині каналу і записати в основний ланцюг лише кінцевий баланс, коли вони закривають канал. Це значно зменшує навантаження на основний ланцюг та знижує комісії за транзакції.

Переваги: Швидкі транзакції, низькі комісії, висока конфіденційність. Недоліки: Вимагає від учасників блокування коштів, обмежено певними випадками використання, може бути складним у реалізації.

2. Сайдчейни (Sidechains)

Сайдчейни — це незалежні блокчейни, що працюють паралельно з основним ланцюгом. Вони мають власні механізми консенсусу та структури блоків, але вони пов'язані з основним ланцюгом через двосторонню прив'язку (two-way peg). Це дозволяє користувачам переказувати активи між основним ланцюгом та сайдчейном.

Приклад: Polygon (раніше Matic Network) є популярним сайдчейн-рішенням для Ethereum. Він дозволяє розробникам створювати та розгортати децентралізовані додатки (dApps) зі значно нижчими комісіями за транзакції та вищою швидкістю, ніж в Ethereum.

Переваги: Висока масштабованість, настроювані механізми консенсусу, дозволяє експериментувати з новими функціями. Недоліки: Безпека залежить від механізму консенсусу сайдчейну, потенційні вразливості мостів, вимагає від користувачів довіри до операторів сайдчейну.

3. Plasma

Plasma — це фреймворк для створення масштабованих dApps шляхом створення дочірніх ланцюгів, які прив'язані до основного ланцюга. Кожен дочірній ланцюг може обробляти транзакції незалежно, а основний ланцюг діє як механізм вирішення спорів.

Переваги: Висока масштабованість, підтримує широкий спектр dApps. Недоліки: Складний у реалізації, потенційні проблеми з доступністю даних, вимагає від користувачів моніторингу дочірніх ланцюгів на предмет шахрайства.

4. Роллапи (Rollups)

Роллапи об'єднують кілька транзакцій в одну, яка потім відправляється в основний ланцюг. Це значно зменшує обсяг даних, які потрібно обробляти в основному ланцюзі, що призводить до вищої пропускної здатності та нижчих комісій. Існує два основних типи роллапів:

a. Оптимістичні роллапи (Optimistic Rollups)

Оптимістичні роллапи припускають, що транзакції є дійсними, доки не буде доведено протилежне. Транзакції виконуються поза ланцюгом, а результати публікуються в основному ланцюзі. Якщо хтось підозрює, що транзакція недійсна, він може оскаржити її протягом певного періоду часу. Якщо оскарження успішне, недійсна транзакція скасовується.

Приклади: Arbitrum та Optimism є популярними рішеннями на основі оптимістичних роллапів для Ethereum.

Переваги: Відносно прості в реалізації, висока масштабованість. Недоліки: Затримка виведення коштів (зазвичай 7-14 днів) через період оскарження, потенціал для атак типу "griefing".

b. ZK-Роллапи (Роллапи з нульовим розголошенням)

ZK-роллапи використовують докази з нульовим розголошенням для перевірки дійсності транзакцій поза ланцюгом. Для кожної партії транзакцій генерується стислий неінтерактивний аргумент знання (zk-SNARK) або стислий прозорий аргумент знання (zk-STARK), і цей доказ подається в основний ланцюг. Це дозволяє основному ланцюгу перевіряти дійсність транзакцій, не виконуючи їх повторно.

Приклади: zkSync та StarkNet є популярними рішеннями на основі ZK-роллапів для Ethereum.

Переваги: Швидка фіналізація, висока безпека, менший час виведення коштів у порівнянні з оптимістичними роллапами. Недоліки: Складніші в реалізації, обчислювально інтенсивні, вимагають спеціалізованого обладнання.

5. Validium

Validium схожий на ZK-роллапи, але відрізняється тим, що дані не зберігаються в ланцюзі. Натомість вони зберігаються поза ланцюгом комітетом з доступності даних. Це ще більше знижує вартість транзакцій, але також вводить припущення про довіру до комітету з доступності даних.

Переваги: Дуже низькі комісії за транзакції. Недоліки: Вимагає довіри до комітету з доступності даних, потенційні проблеми з доступністю даних.

Порівняння рішень другого рівня

Ось таблиця, що підсумовує ключові характеристики різних рішень другого рівня:

Рішення	Опис	Переваги	Недоліки
Канали стану	Транзакції поза ланцюгом між учасниками, лише початковий та кінцевий стани записуються в ланцюг.	Швидкі, низькі комісії, висока конфіденційність.	Вимагає блокування коштів, обмежені випадки використання, складна реалізація.
Сайдчейни	Незалежні блокчейни, пов'язані з основним ланцюгом через двосторонню прив'язку.	Висока масштабованість, настроювані механізми консенсусу, експерименти з новими функціями.	Безпека залежить від сайдчейну, вразливості мостів, довіра до операторів.
Plasma	Фреймворк для створення масштабованих dApps з дочірніми ланцюгами, прив'язаними до основного.	Висока масштабованість, підтримка різноманітних dApps.	Складна реалізація, проблеми з доступністю даних, вимагає моніторингу.
Оптимістичні роллапи	Об'єднує транзакції та припускає їх дійсність, доки не буде оскаржено.	Прості в реалізації, висока масштабованість.	Затримка виведення коштів, потенційні атаки "griefing".
ZK-Роллапи	Використовує докази з нульовим розголошенням для перевірки дійсності транзакцій поза ланцюгом.	Швидка фіналізація, висока безпека, менший час виведення.	Складна реалізація, обчислювально інтенсивні.
Validium	Схожий на ZK-роллапи, але дані зберігаються поза ланцюгом комітетом з доступності даних.	Дуже низькі комісії за транзакції.	Довіра до комітету з доступності даних, потенційні проблеми з доступністю даних.

Приклади рішень другого рівня на практиці

Кілька рішень другого рівня вже використовуються на практиці для покращення масштабованості та зручності використання криптовалют.

• Polygon (MATIC): Сайдчейн-рішення для Ethereum, що забезпечує швидші та дешевші транзакції для dApps. Багато проєктів DeFi та NFT-маркетплейсів перейшли на Polygon, щоб зменшити плату за газ та покращити користувацький досвід.
• Arbitrum: Рішення на основі оптимістичних роллапів для Ethereum, що пропонує високу масштабованість та сумісність з існуючими смарт-контрактами Ethereum. Воно залучило численні протоколи DeFi і стає популярним вибором для розробників.
• Optimism: Ще одне рішення на основі оптимістичних роллапів для Ethereum, схоже на Arbitrum, що фокусується на простоті та легкості використання.
• zkSync: Рішення на основі ZK-роллапів для Ethereum, що забезпечує швидку фіналізацію та високу безпеку. Воно добре підходить для додатків, які вимагають високої пропускної здатності та низької затримки.
• Lightning Network: Рішення другого рівня для Bitcoin, що забезпечує миттєві та недорогі транзакції з біткоїнами. Воно особливо корисне для мікроплатежів та транзакцій у точках продажу.

Майбутнє рішень другого рівня

Рішення другого рівня відіграють все більш важливу роль в еволюції блокчейн-технологій. Оскільки попит на швидші та дешевші криптотранзакції продовжує зростати, рішення другого рівня, ймовірно, стануть ще більш поширеними. Майбутнє рішень другого рівня може включати:

• Збільшення впровадження: Більше dApps та протоколів DeFi будуть впроваджувати рішення другого рівня для покращення масштабованості та користувацького досвіду.
• Інтероперабельність: Зусилля з покращення сумісності між різними рішеннями другого рівня дозволять безперешкодно переказувати активи між різними мережами другого рівня.
• Гібридні рішення: Поєднання різних технологій другого рівня для створення гібридних рішень, які пропонують найкраще з обох світів.
• Інтеграція з першим рівнем: Тісніша інтеграція між рішеннями другого рівня та блокчейнами першого рівня для оптимізації продуктивності та безпеки.
• Прогрес у ZK-доказах: Подальші дослідження та розробки в технології доказів з нульовим розголошенням призведуть до більш ефективних та масштабованих рішень на основі ZK-роллапів.

Глобальні наслідки технологій другого рівня

Рішення другого рівня мають значні наслідки для користувачів у всьому світі. Можливість проводити швидші та дешевші криптотранзакції може відкрити численні можливості, особливо в країнах, що розвиваються:

• Фінансова інклюзія: Нижчі комісії за транзакції роблять участь у глобальній фінансовій системі більш доступною для людей у країнах, що розвиваються. Вони можуть використовувати криптовалюти для грошових переказів, онлайн-платежів та доступу до фінансових послуг.
• Розширення можливостей для малого бізнесу: Малі підприємства можуть отримати вигоду від нижчих комісій за транзакції та швидшої обробки платежів, що дозволяє їм ефективніше конкурувати на світовому ринку.
• Децентралізовані фінанси (DeFi): Рішення другого рівня дозволяють більшій кількості користувачів брати участь у протоколах DeFi, заробляти відсотки на своїх криптоактивах, позичати та надавати активи в борг, а також отримувати доступ до інших фінансових послуг.
• Транскордонні платежі: Швидші та дешевші транскордонні платежі можуть значно знизити вартість та складність міжнародних транзакцій, що вигідно як для окремих осіб, так і для бізнесу. Наприклад, працівник у Німеччині, який надсилає гроші додому своїй родині на Філіппіни, може використовувати рішення L2, щоб значно скоротити комісії за переказ.
• Покращені мікроплатежі: Рішення другого рівня роблять мікроплатежі можливими, що відкриває нові бізнес-моделі, такі як оплата за перегляд контенту, мікропожертви та ціноутворення на основі використання.

Виклики та міркування

Хоча рішення другого рівня пропонують значні переваги, важливо знати про потенційні виклики та міркування:

• Безпека: Безпека рішень другого рівня залежить від базової технології та дизайну протоколу. Важливо ретельно оцінювати ризики безпеки перед використанням конкретного рішення другого рівня.
• Складність: Деякі рішення другого рівня можуть бути складними для розуміння та використання, особливо для нетехнічних користувачів. Для сприяння ширшому впровадженню потрібні зручні інтерфейси та освітні ресурси.
• Централізація: Деякі рішення другого рівня можуть включати певний ступінь централізації, що може поставити під загрозу децентралізовану природу криптовалют. Важливо вибирати рішення, які надають пріоритет децентралізації та прозорості.
• Ліквідність: Ліквідність може бути фрагментована між різними рішеннями другого рівня, що ускладнює переміщення активів між різними мережами. Зусилля з покращення інтероперабельності є вирішальними для розв'язання цієї проблеми.
• Регуляторна невизначеність: Регуляторне середовище для рішень другого рівня все ще розвивається, і існує ризик, що нові правила можуть вплинути на розробку та впровадження цих технологій.

Як обрати правильне рішення другого рівня

Вибір правильного рішення другого рівня залежить від конкретного випадку використання та пріоритетів користувача. Враховуйте наступні фактори:

• Вимоги до масштабованості: Скільки транзакцій за секунду вам потрібно обробляти?
• Чутливість до комісій за транзакції: Наскільки важливо мінімізувати комісії?
• Вимоги до безпеки: Наскільки важливо підтримувати високий рівень безпеки?
• Користувацький досвід: Наскільки важливо забезпечити зручний для користувача досвід?
• Екосистема розробки: Чи існує сильна екосистема розробників та підтримка спільноти для цього рішення?
• Припущення щодо довіри: Які припущення щодо довіри ви готові зробити?

Висновок

Рішення другого рівня є важливими для масштабування криптовалют та забезпечення їх широкого впровадження. Забезпечуючи швидші та дешевші криптотранзакції, вони можуть відкрити нові можливості для фінансової інклюзії, розширити можливості малого бізнесу та стимулювати інновації у світовій економіці. Хоча існують виклики та міркування, які слід враховувати, переваги рішень другого рівня очевидні. Оскільки екосистема блокчейну продовжує розвиватися, технології другого рівня відіграватимуть все більш важливу роль у формуванні майбутнього фінансів.

Зрештою, успіх рішень другого рівня залежатиме від їхньої здатності забезпечити безпечний, масштабований та зручний для користувача досвід для глобальної аудиторії. Вирішуючи проблеми та використовуючи можливості, рішення другого рівня можуть допомогти втілити в життя обіцянку криптовалют.