Полное руководство по L2 на Ethereum

Вступление

В этой статье я расскажу о L2 в Ethereum, состоянии текущей экосистемы масштабирования и почему я считаю, что запуск L2 поверх Ethereum является наиболее экономически и технически устойчивым решением для масштабирования в долгосрочной перспективе.

Disclaimer : в этой статье собраны мои мысли, исследования других людей и прочая техническая информация. Это довольно подробно описание экосистемы в целом, обзор ее текущего состояния и перспектив масштабируемости Ethereum L2.

Чтобы изучить ее более детально, нам нужно избавиться от некоторых определений и концепций.

TL; DR

Выделяя все основные моменты по этому обширному руководству, я составлю текущий список важных моментов, касающихся технологии и ее перспектив на будущее:

Что же такое L2?

L2 (второй уровень) - это тип решения для масштабирования, которое имеет отдельный уровень выполнения (где выполняется код, то есть EVM), который наследует гарантии безопасности и децентрализацию сети, над которой он работает, то есть L1, в нашем случае Ethereum. Это означает, что если L2 отключится из-за ошибки, уязвимостей инфраструктуры или сбоя, средства будут надежно защищены L1 в мосте смарт-контрактов.

Средства могут быть извлечены в соответствии с последней записью, представленной в основной сети. Мост настоящего L2 полностью децентрализован и не требует разрешений, поэтому всегда есть гарантия, что средства будут доступны после внесения пользователями. В нескольких подходах к масштабированию используются различные механизмы криптографической верификации с различными компромиссами в отношении безопасности, которые мы обсудим далее в этой статье.

Какие основные виды L2?

Есть два параметра, которые используются для классификации решений масштабирования L2. Один из них - это криптографическая верификация, а другой - доступность данных (DA) off-chain или on-chain.

Есть два основных типа верификации:

Верификация действительности - математические доказательства, использующие криптографию с нулевым разглашением (ZK), чтобы гарантировать действительность транзакции.

Верификация мошенничества - эти доказательства вводят так называемую задержку спора (DTD), когда доказательство отправлено в L2, валидатор имеет время, чтобы пометить доказательство как недействительное; недействительное доказательство может иметь неправильные переходы между состояниями и, таким образом, привести к наказанию задействованных валидаторов; последует откат состояния к последней действительной записи.

Что значит иметь данные on-chain или off-chain?

Это основные свойства, которые помогают различать разные типы L2. Но почему L2, если мы можем масштабировать L1? Почему бы не использовать более дешевую сеть, такую как Solana, Fantom, Avalanche или Binance? Мы ответим на это в следующем разделе.

Модульные и монолитные инфраструктуры

В блокчейне существует известная “трилемма”, которая оптимизирует по трем основным факторам: безопасность, децентрализация и масштабируемость. Все три очень сложно достичь в рамках одной системы. Часто два из трех достигаются с компромиссом по третьему. В случае Ethereum мы сначала оптимизируем безопасность и децентрализацию, а над масштабируемостью работаем с более низкой приоритетностью. Чтобы было ясно, масштабируемость не является главным приоритетом разработчиков ядра Ethereum.

В течение 2021 года основная сеть Ethereum становилась все более перегруженной из-за роста как DeFi, так и NFT. Это дало сети беспрецедентный спрос на ее блочное пространство. Мы не можем просто изменить количество транзакций, которые мы можем поместить в блок, изменив его лимит газа, потому что это затруднит работу узлов, поскольку требования к оборудованию резко возрастут (уменьшение децентрализации), а если блоки станут слишком большими, это дестабилизирует консенсус (снижение безопасности).

Монолитные блокчейны

В других блокчейнах используется иной подход, в котором приоритет в первую очередь отдается масштабируемости, во вторую - безопасности, а в последнюю - децентрализации. Рассмотрим в качестве примера бета-версию основной сети Solana. В сети есть одна основная команда разработчиков (Solana Labs), около 1000 валидаторов (источник: SolanaBeach) и другой механизм консенсуса под названием Proof of History (PoH).

Solana выбрала особый путь масштабирования - монолитный блокчейн. Они планируют бесконечно масштабировать проверяющие узлы, работающие в сети, по мере увеличения вычислительной мощности. Такой подход делает сеть менее децентрализованной, поскольку валидаторы узлов вынуждены покупать более производительное оборудование, чтобы не отставать. Есть опасения по поводу замедления темпов роста вычислительной мощности по мере того, как мы достигаем пределов, которые мы можем поместиться внутри чипа из-за квантового туннелирования. В какой-то момент нам потребуется новая парадигма вычислений или крупный технологический прорыв, чтобы сделать этот подход устойчивым. Таким образом, я пришел к выводу, что существуют лучшие долгосрочные альтернативы масштабированию блокчейна.

Модульные блокчейны

Модульный подход состоит из первичной сети, в которой приоритет отдается безопасности и децентрализации, чтобы она могла выступать в качестве уровня доступности данных для L2. Если основная сеть выйдет из строя, L2 также обвалится. Однако, если L2 выйдет из строя, все средства будут в безопасности и защищены L1. Это подход, который использует Ethereum, поскольку L2 будут уровнем, который обеспечит максимальную масштабируемость. Также предпринимаются попытки масштабировать L1 за счет сегментирования данных, истечения срока действия и verkle trees, а также других улучшений. Однако для внедрения этих изменений требуется значительно больше времени, поскольку безопасность и децентрализация имеют приоритет.

Ключевым аспектом модульных блокчейнов является то, что они могут неограниченно масштабироваться без необходимости быстрого обновления оборудования. Они могут это сделать, так как технически и экономически более устойчивы в отличие от монолитных блокчейнов. Более подробные аргументы в пользу того, почему модульные блокчейны устойчивее, чем монолитные, можно найти в этой статье @epolynya - Twitter (u / Liberosist - Reddit).

По сути, устойчивость блокчейна выделяет два требования:

Техническая устойчивость

Экономическая устойчивость

Накопительные пакеты и сегменты данных (rads) появляются как единственное решение, отвечающее этим требованиям, поэтому модульные блокчейны - это единственный долгосрочный вариант масштабирования.

Для более полного объяснения того, почему rads являются единственным решением для долгосрочного масштабирования, прочтите статьи @epolynya в разделе «Further reading».

Текущее состояние L2 и преимущества для пользователей

Сейчас мы масштабируемся, многие решения, которые разрабатывались в течение последних нескольких лет, уже работают, по крайней мере, в ограниченном объеме, и многие другие скоро выпустят апгрейды и альфа-версии своих L2 в основной сети. Эти решения масштабирования попадают в разные категории в соответствии со свойствами конкретного подхода , как описано в разделе «Типы L2».

Неполный список L2

Optimistic rollups

Arbitrum

Arbitrum - это L2, созданный командой Offchain Labs. Сама сеть называется Arbitrum One и использует optimistic rollups для масштабирования Ethereum. Arbitrum One использует средства защиты от мошенничества и обеспечивает доступность данных о вызовах в цепочке, что означает, что все данные каждой транзакции полностью упорядочены, объединены и отправлены в основную сеть. Поскольку он использует доказательства мошенничества, существует задержка во времени рассмотрения спора (DTD) около 7 дней. После прохождения DTD изменения состояния в сети можно считать действительными, и пользователи могут снимать доступные средства через собственный мост. Есть и другие централизованные мосты, которые мы обсудим позже, которые позволяют обойти этот период защиты от мошенничества за счет создания пулов ликвидности между уровнями L2.

В настоящее время Arbitrum One - это сеть L2 с самым высоким TVL. L2Beat - отличный сайт, который позволяет нам проверять эти показатели.

Существует множество протоколов и приложений, которые уже взаимодействуют с Arbitrum, включая поддерживающую инфраструктуру, которая делает удобным переход на использование L2 Arbitrum. Единственная текущая проблема с использованием L2 заключается в том, что он должен накапливать больше ликвидности, и инновационные решения, такие как структуры AMM cross-L2, dAMM (изобретенные Starkware и Loopring), и протоколы ликвидности, такие как Connext и Hop, должны получить необходимую ликвидность и стать достаточно надежными. Тогда, возможно, все масштабирующие решения могут совместно использовать одну и ту же инфраструктуру, чтобы не вызывать фрагментацию экосистемы.

Для обзора экосистемы приложений Arbitrum перейдите на страницу портала Arbitrum.

Ключевые инструменты:

Если остались вопросы по использованию, ознакомьтесь с руководством по мосту Arbitrum. Для моста из других сетей, помимо Ethereum, ознакомьтесь с разделом мостов L2 ниже (обратите внимание, что все эти мосты имеют разную степень централизации).

Arbitrum Nitro

Arbitrum Nitro - это обновление до Arbitrum One на L2, которое заменяет специально разработанную AVM (виртуальную машину Arbitrum) целевой веб-сборкой (WASM), которая позаботится о доказательствах мошенничества. Это также сделает всю систему более совместимой с EVM. Еще одно изменение заключается в том, что эмулятор EVM заменяется Geth, который на сегодняшний день является самым популярным клиентом Ethereum. Компонент ArbOS также модифицирован для обеспечения межсетевого взаимодействия и новой улучшенной системы пакетирования и сжатия для минимизации затрат на L1.

Это обновление будет развернуто без проблем, поэтому пользователям не придется ничего делать, обновление, по оценкам, увеличит скорость выполнения в 20-50 раз и значительно снизит транзакционные издержки. Для получения дополнительной информации прочтите сообщение Offchain Labs на Medium.

Будущее Arbitrum

Arbitrum - это не только оптимистичное объединение, поскольку команда Offchain Labs объявила, что они выпустят другие решения масштабируемости, основанные на zk-proofs, а также улучшат optimistic rollup на L2 для Arbitrum One. Это хороший пример тенденции zk-ification, поскольку среда выполнения становится гораздо более гибкой и масштабируемой, если техническая реализация zk-L2 допускает обобщенную EVM вычисления.

Optimism

Optimism - это общественная благотворительная корпорация (PBC), которая построила Optimistic Ethereum (OE), который представляет собой optimistic накопительный пакет L2 для Ethereum. Чтобы описать OE, я объясню сходство с Arbitrum, а затем расскажу о некоторых ключевых различиях в их инфраструктуре. Подробную версию сравнения можно найти в подборке Kris Kaczor.

Сходства между Optimism и Arbitrum:

Отличия:

Ключевые инструменты:

OVM 2.0

OVM расшифровывается как Optimistic Virtual Machine и представляет собой виртуальную машину, которая выполняет все транзакции в OE L2. OVM должен был обновить 11 ноября.

Optimism находится на пути к эквивалентности EVM, и для его достижения они представили OVM 2.0, который позволит OE быть эквивалентной целью компиляции для EVM во всех аспектах. Инструменты разработчика, такие как Dapptools (библиотеки смарт-контрактов и инструменты командной строки - формальная проверка, символьное выполнение, управление проектами и т. Д.), Hardhat, Solidity, Vyper и все другие инструменты будут изначально работать в OVM 2.0 без необходимости разработчикам этих инструментов беспокоиться о поддержке фрагментированных кодовых баз. Это мощный «сетевой эффект», о котором говорят все в сообществе Ethereum. Важно отметить, что любой конкурент EVM должен перестраивать все эти инструменты разработчика с нуля.

Вы можете узнать больше о пути Optimism к эквивалентности EVM в их блоге.

Ретроактивное финансирование общественных благ

На мой взгляд, одним из самых значительных заявлений, сделанных командой Optimism, является то, что они обязались отдать всю свою прибыль на общую сумму более $1 млн на общественные блага и ретроактивно использовать квадратичное голосование. Команда Optimism также обязалась продолжать жертвовать 100% прибыли от секвенсора L2. Прибыль - это разница между полученным доходом от комиссии за транзакцию и стоимостью, которую L2 должен заплатить за отправку доказательств мошенничества в основную сеть Ethereum. Это устанавливает приоритет для других L2 в обеспечении альтруистического взгляда на сообщество Ethereum.

Будущее OE

У Optimistic Ethereum амбициозные планы на будущее, роадмап доступна в спецификации Optimism.

Взято из их спецификации:

Роадмап и абстракции предназначены для обеспечения независимой разработки каждого компонента. Четыре основных компонента:

Каждый компонент будет производить поэтапные и независимые выпуски, каждый приближая к унификации и оптимистичной нирване Ethereum.

Boba network

Boba - это решение для масштабирования и расширения Ethereum L2, созданное командой Enya в качестве основных участников OMG Foundation. А также для масштабирования Optimistic Rollup L2 Ethereum, которое снижает плату за газ, улучшает пропускную способность транзакций и расширяет возможности смарт-контрактов. Boba предлагает быстрые выходы, поддерживаемые пулами ликвидности, управляемыми сообществом (аналогично другим решениям, таким как Connext или Hop protocol), сокращая период выхода Optimistic Rollup с семи дней до нескольких минут, при этом предоставляя LP возможности для стимулирования доходного фарминга.

Boba начинал как форк Optimism, и они являются одним из ключевых участников OVM (optimistic виртуальной машины). Интересным фактом является то, что Boba развернул OVM 2.0 раньше, чем Optimism, запуск которого был назначен на 11 ноября на Optimistic Ethereum. Несмотря на то, что Boba начинал как форк, у них действительно есть модульная структура, которая позволяет им поменять местами механизм отправки доказательств в основную сеть, что допускает некоторую возможность обновления или zk-ification в будущем. Команда планирует полностью переписать кодовую базу для предстоящей v3, которая должна быть развернута в основной сети в ближайшие месяцы. Дизайн Boba также обеспечивает расширяемость смарт-контрактов и позволяет разработчикам создавать децентрализованные приложения, которые вызывают код, выполняемый в инфраструктуре веб-масштаба, такой как AWS Lambda. Это, в свою очередь, позволяет использовать алгоритмы, которые либо слишком дороги, либо невозможно выполнить on-chain.

$ BOBA airdrop - токен управления

Ресурсы:

Metis

Metis - это решение для масштабирования L2 на Ethereum, которое использует параллельные или сегментированные rollups. В Metis VM или MVM есть так называемые децентрализованные автономные компании, DAC, которые имеют отдельные вычислительные уровни и уровни хранения, которые могут быть настроены под операторов (например, DAO, dapp, протокол и т. Д.). Эти DAC являются уровнями параллельного выполнения optimistic rollups. DAC полностью совместимы, и ликвидность может беспрепятственно перемещаться между ними благодаря межуровневому протоколу связи. Metis разработала свое решение для масштабирования таким образом, чтобы можно было масштабировать Ethereum по горизонтали без значительных затрат на инфраструктуру.

Я случайно встретился с командой Metis DAO во время Liscon, и, как я понял, инфраструктура состоит в том, что это сеть с разными уровнями выполнения, специально созданными для разных групп, планирующих масштабировать свои операции (DAO, dapps и т. д.), сохраняя при этом безопасность Ethereum за счет отправки доказательств мошенничества в основную сеть. Могут быть некоторые общедоступные DAC, где общие утилиты, такие как ликвидность AMM, для выполнения свопов, к которым другие пользователи DAC могут подключаться, когда это необходимо, благодаря встроенной совместимости с cross-DAC. Это новый дизайн и интересный эксперимент.

Rollups с нулевым разглашением

Технология с нулевым разглашением была провозглашена одним из величайших достижений в криптографии последнего времени, поскольку она позволяет давать математические доказательства утверждениям и условиям, не раскрывая никакой информации, необходимой для этого. Многие умные люди, с которыми я говорил о ZKP, говорят, что это, по сути, математическая магия, поскольку сами доказательства очень сложны для понимания.

Из сообщения Виталика о rollups: rollups ZK используют доказательства действительности; каждый пакет или rollup включает криптографическое доказательство, называемое ZK- (SNARK / STARK), которое подтверждается протоколом, таким как PLONK. После подтверждения правильности корня пост-состояния накопительный пакет публикует доказательство в основной сети Ethereum. Я оставлю ссылку на ресурсы для изучения криптографии с нулевым разглашением в разделе «Further reading».

Одна из наиболее востребованных в настоящее время целей в области ZK - создание решения zk-layer 2, которое полностью совместимо с EVM. Это очень сложная проблема, которая является одним из самых больших препятствий. Многие из уже команд анонсировали подходящие решения и выпустят их в ближайшем будущем.

Большинство доступных производственных решений действуют только как платежный уровень с ограниченной функциональностью (Polygon Hermez, Aztec) или имеют добавленную функциональность с их настраиваемым механизмом выполнения (VM), несовместимым с EVM (StarkEx + Cairo, Loopring, zkSync 1.x + Zinc и т. д.).

Список решений ZK-rollup L2

zkSync

ZkSync - это объединенная сеть L2 с нулевым разглашением, созданная Matter Labs. Доступная в настоящее время итерация zkSync не совместима с EVM и поддерживает платежные функции, ограниченные смарт-контракты на низкоуровневом языке под названием Zinc, создание NFT и некоторые другие функции. Однако в тестовой сети Rinkeby уже есть полностью совместимая с EVM версия zkSync, которая, должны быть запущена в основной сети в ближайшие месяцы.

zkSync 1.x работает с марта этого года, предоставляя услуги таким платформам, как Gitcoin, где пользователи могут оплачивать гранты на zkRollup за небольшую часть стоимости использования Ethereum в основной сети. Любой желающий может подключить средства к накоплению через собственный мост и использовать сеть для платежей с помощью zkWallet. Кошелек также позволяет пользователям создавать и получать NFT и платежи в сети. Есть также партнеры zkSync, которые изначально поддерживают платежи zkSync, например, Gitcoin. Большинство приложений начнут поддерживать zkSync, когда сеть станет совместимой с EVM. Это связано с тем, что стандартные ABI контракта Solidity могут быть развернуты в сети с минимальными изменениями в кодовой базе. В настоящее время все контракты на zkSync должны быть написаны в структуре Zinc, которая подавляет сетевой эффект, получаемый от основной сети Ethereum.

zkSync 2.0

zkSync 2.0 - это обновленная сеть, которая обеспечивает функциональность zkEVM. Она будет полностью поддерживать все инструменты, которые используются для написания смарт-контрактов на Ethereum, такие как HardHat, ethers.js, Dapptools, OpenZeppelin, Solidity, Vyper и другие. Кроме того, основная инфраструктура TheGraph, сможет индексировать данные on-chain, чтобы создать лучшую инфраструктуру выборки данных блокчейна для создания масштабируемых децентрализованных приложений.

Множество проектов уже планируют развернуть новейшие версии своих протоколов на zkSync 2.0. Сюда входят такие протоколы, как Aave, Curve, Balancer, 1inch, Argent Wallet и другие. Он также будет поддерживаться мостами, такими как Connext и Hop, чтобы иметь перекрестную ликвидность L2 без необходимости подключения к Ethereum.

Многие команды одновременно рассматривали zkEVM как часть технологии. Цель состоит в том, чтобы обеспечить полную совместимость / эквивалентность EVM без какого-либо ущерба для безопасности. Основная цель - создать децентрализованную инфраструктуру секвенсора и валидатора с полной поддержкой SNARK (STARK в случае Starkware). Запуск zkEVM был отложен с момента его первого многообещающего старта в августе 2021 года из-за различных инженерных причин, подробно описанных в этом посте.

Если вы хотите опробовать zkSync 2.0, есть клон Uniswap v2 под названием UniSync, который вы можете опробовать в тестовой сети Rinkeby Ethereum. Чтобы узнать больше о zkEVM, я предлагаю прочитать FAQ их сообщества.

Starkware

StarkWare - компания, которая разрабатывает решения на основе STARK для индустрии блокчейнов. Их продукты обеспечивают безопасные, надежные и масштабируемые решения для приложений.

Одним из ключевых вкладов StarkWare Industries Ltd. являются ее научные исследования и технологические достижения в области вычислений блокчейнов с нулевым разглашением с изобретением STARK (масштабируемые прозрачные аргументы знаний). Это форма подтверждения достоверности с полностью ненадежной настройкой, которая позволяет выгрузить все вычисления в цепочке вне цепочки на одну автономную доказывающую программу STARK. Затем доказывающая сторона должна проверить целостность этих вычислений с помощью on-chain проверки STARK Verifier.

Одним из лучших центров обучения для STARK является страница Starkware STARK, где вы можете прочитать академические статьи, которые закладывают математические основы, а затем погрузиться в использование STARK с примерами кода наряду с различными другими полезными ресурсами. Дополнительная информация для изучения STARK доступна в разделе «Further reading».

Чтобы быть в курсе последних новостей о Starkware, следите за их блогом на Medium и их страницей.

StarkEx

StarkEx - это механизм масштабируемости L2, разработанный Starkware, который позволяет выполнять операции Cairo в среде ZK. В настоящее время поддерживаются следующие функции:

И другие функции, которые появятся в ближайшее время:

StarkEx генерирует доказательства действительности, которые гарантируют, что все вычисления вне сети были выполнены, и сгенерированное доказательство STARK проверяется в цепочке, прежде чем быть привязанным к основной сети Ethereum.

Для получения дополнительной информации о том, как работает StarkEx, посетите страницу StarkEx.

dYdX

dYdX - это on-chain для производных финансовых инструментов, работающий поверх zk-rollup и созданный Starkware. Платформа полностью переписана в Cairo и живет в собственном изолированном L2, где пользователи могут легко переносить средства из основной сети Ethereum и начинать торговлю с низкими комиссиями за транзакции. Вся книга заказов находится на L2, поэтому пользователи имеют гораздо лучший UX, чем на L1, без ущерба для безопасности или децентрализации.

dYdX - это специальная реализация StarkEx от Starkware и в настоящее время представляет собой zk-rollup L2, который обеспечивает максимальную TVL с приблизительной стоимостью $1 млрд, заблокированной в соответствии с L2beat.

StarkNet

StarkNet - это децентрализованный ZK-Rollup без прав доступа на Ethereum. Он поддерживает полные вычисления Тьюринга и будет иметь совместимость с EVM из коробки через компилятор Solidity в Cairo, однако собственный код Cairo будет более производительным. StarkNet также будет включать в себя ряд решений для обеспечения доступности данных, что означает, что пользователи смогут переключаться между zk-rollup и validium для каждой транзакции (подробнее об этом в разделе validium / volition).

Поскольку связь L1 <-> L2, а также средство проверки и проверки STARK будут полностью децентрализованными и без разрешений, сеть будет иметь те же гарантии безопасности, что и основная сеть Ethereum, значительно увеличивая пропускную способность и обеспечивая отличный и бесперебойный UX.

Starkware обещали в конце ноября развернуть StarkNet Alpha в основной сети. Они используют подход, где будут разрешены смарт-контракты, развернутые в сети, а это означает, что команде Starkware придется это делать вручную. В своем заявлении они также объявили, что будущие выпуски StarkNet не будут совместимы с альфа-версией, поскольку они перезапустят состояние сети.

В рамках Alpha 1 и Alpha 2 будут реализованы дополнительные функции, в том числе:

Разработчики уже могут приступить к созданию StarkNet, научившись писать, транслировать и развертывать смарт-контракты локально и в альфа-версии StarkNet в Cairo. Для начала ознакомьтесь с документацией Cairo и StarkNet.

Также вокруг экосистемы StarkNet создается множество инструментов и сервисов (взято из анонса StarkNet Alpha):

Polygon Hermez

Polygon Hermez - это децентрализованный ZK-rollup на Ethereum. Hermez zk-L2 и его команда были объединены в экосистему Polygon. В Polygon есть уровень доступности данных PoS, plasma chain, а также разрабатываются решения для масштабирования, использующие optimistic сводные данные и многое другое.

Команда Polygon Hermez также объявила о своих планах по полной поддержке EVM (zkEVM) в своем блоге на Medium. Они планируют запустить тестовую сеть к концу четвертого квартала 2021 года, а основную сеть - где-то во втором квартале 2022 года.

Протокол Polygon Hermez использует динамику, очень похожую на другие упомянутые выше zk-rollups. У него есть система подтверждения off-chain, которая проверяет транзакции и генерирует доказательство SNARK, которое отправляется верификатору on-chain; Если доказательство действительно, новое состояние фиксируется и устанавливается в основной сети Ethereum. Более подробную информацию об инфраструктуре Polygon Hermez вы можете найти в документации.

У команды Hermez также есть технический документ, в котором подробно излагается долгосрочное видение проекта. К настоящему времени он немного устарел, поскольку впоследствии произошло слияние Polygon, а токен HEZ больше не существует, поскольку произошел обмен с HEZ на MATIC (1HEZ = 3.5MATIC), а HEZ был полностью прекращен. Помимо того факта, что он находится под руководством Polygon, цели остаются прежними: обеспечить массовую масштабируемость экосистемы Ethereum.

В настоящее время Polygon Hermez может использовать кто угодно, однако он не совместим с EVM. Он в основном используется в качестве платежной платформы в среде zk-rollup. Чтобы использовать Polygon Hermez, подключитесь к пользовательскому интерфейсу их веб-кошелька с помощью MetaMask или WalletConnect и внесите средства в их L2, помимо этого, вы можете свободно совершать транзакции с другими пользователями за небольшую часть стоимости основной сети Ethereum.

Aztec Network

Aztec Network - это ZK-rollup L2 на Ethereum, ориентированный на конфиденциальность. Aztec Network L2 позволяет проводить быстрые, дешевые, DeFi-совместимые транзакции в полностью конфиденциальном режиме без ущерба для безопасности и децентрализации Ethereum. Aztec построен на PLONK, который является универсальным стандартом для разработанной ими технологии SNARK. Aztec 2.0 - это текущая версия протокола, в которой устранены различные недостатки v1.

Возможности протокола Aztec:

Как пользователь вы можете:

Команда Aztec создала приложение для частного кошелька под названием zk.money, пользователи могут вносить средства в zk-накопительный пакет Aztec 2.0, «защищать свои активы» и совершать транзакции в сети.

Loopring

Протокол Loopring - это протокол zkRollup с открытым исходным кодом. Это набор смарт-контрактов Ethereum и схем ZK, которые описывают, как создавать высоконадежные, высокомасштабируемые DEX, AMM и платежные приложения на основе книги заказов.

Недавно они также добавили функции создания и передачи NFT, и было объявлено о выходе торговой площадки NFT к концу четвертого квартала 2021 года. Новые дополнения к L2 включают:

В дальнейшем они также планируют добавить:

Как я много раз упоминал в этой статье, zkEVM - это цель, к которой так или иначе стремится почти каждый L2, поскольку доказательства действительности имеют много преимуществ перед доказательствами мошенничества в долгосрочной перспективе с точки зрения безопасности, масштабируемости и выполнения. Это тенденция, которая ведет команды к прогрессивной zk-индикации.

Вот хорошая статья, написанная техническим директором Loopring о том, как он видит будущее L2.

Еще одно замечательное нововведение - это dAMM, который представляет собой совместное сотрудничество между Starkware и Loopring, целью которого является создание cross-L2 AMM для предотвращения фрагментированной ликвидности.

Команда строит множество функций для своего обмена, чтобы улучшить общий пользовательский интерфейс, а также снизить затраты, они также планируют расширить свой кошелек на другие L2, такие как Arbitrum, zkSync 2.0, Optimism, EVM и совместимые c L1 BSC, Moonbeam и Acala (парачейны Polkadot), Harmony и другие.

Протокол Loopring работает очень похоже на другие zk-rollups, упомянутые выше, согласно их странице About:

“Ретранслятор Loopring (он же оператор) - это реализация серверной системы, которая взаимодействует с протоколом для запуска zkRollup. Он размещает и обновляет автономное Merkle tree, создает блоки объединения, генерирует доказательства их достоверности zkSNARK, публикует данные + доказательства в Ethereum и многое другое. Наш ретранслятор был оптимизирован для своего случая использования: от сопоставления книги заказов до генерации доказательств. Примечание: при выполнении всего этого он никогда не сможет получить доступ или заблокировать средства пользователя - протокол просто не разрешает этого.”

“Хотя протокол Loopring не зависит от ретранслятора (каждый может создать и использовать свои собственные ретрансляторы для запуска своих zkRollup / продуктов), то, что известно как канонический" Loopring L2, обслуживается ретранслятором Loopring. API-интерфейс ретранслятора Loopring может использоваться разработчиками, пользователями и другими приложениями, которые хотят осуществлять безгазовую высокоскоростную торговлю и переводы на Ethereum или иным образом читать или записывать в наш L2”.

Полезные ресурсы

Validium / Volition (off-chain данные)

В этом разделе мы обсудим гибридный подход к масштабированию, который не помещает calldata on-chain и вместо этого жертвует безопасностью для повышения масштабируемости. Этот подход больше не считается «истинным L2», это масштабируемая сеть, которая наследует те же гарантии безопасности, что и сеть, на которой она построена.

Что такое Validium?

Validium- это тип решения для масштабирования, которое использует доказательства действительности, но имеет доступность данных off-chain. Он ставит под угрозу безопасность Ethereum, однако по-прежнему является гораздо более безопасным, чем сайдчейн, поскольку переходы между состояниями подтверждают достоверность с помощью STARK / SNARK. В настоящее время решения на основе Validium работают только для специализированных случаев использования и не всегда совместимы с целями выполнения, такими как EVM или WASM, однако с недавним прогрессом таких команд, как Starkware и zkSync, это станет возможным в ближайшем будущем.

Для более подробного сравнения zk-rollups и validium прочтите сравнение zkSync.

Что такое Volition?

Volition - это архитектура (впервые разработанная Starkware), которую может принять L2, где пользователь может выбрать, использовать ли validium или zk-rollup на L2 для каждой транзакции. Это позволит пользователю указать, хочет ли он максимизировать децентрализацию и безопасность или масштабируемость в том же L2; эта система приобретает все большую популярность и в будущем должна стать неотъемлемым решением для Starknet и zkSync 2.0 L2, а также для других решений, основанных на проверке достоверности.

Starkware

Starkware сотрудничает с различными проектами, чтобы создать Validium , адаптированный к конкретному варианту использования, на котором работает движок StarkEx, обеспечивая масштабируемость. Для проектов, которым нужны настоящие гарантии безопасности L2, принята модель volition с использованием движка StarkEx.

ImmutableX

ImmutableX - это L2 NFT, который использует инфраструктуру volition StarkEx для обеспечения масштабируемости NFT. Он предлагает открытую торговую площадку NFT, доступ для партнерских проектов с запуском своих игр и приложений NFT, а также дешевый, быстрый, безопасный и масштабируемый пользовательский интерфейс для деятелей NFT.

Чтобы начать разработку ImmutableX, свяжитесь с ними и ознакомьтесь с их документацией.

Sorare

Sorare - это игра в жанре фэнтези-футбол, в которой используется StarkEx Validium для масштабирования NFT.

DeversiFi

DeversiFi - это децентрализованная биржа криптовалют, работающая на настраиваемом StarkEx Validium L2.

zkPorter

zkPorter - это реализация validium zkSync, которая будет работать бок о бок с zkSync 2.0 в произвольном дизайне. Из FAQ zkEVM:

«zkPorter обеспечивает доступность данных и транзакций, необходимые для восстановления состояния - off-chain, а не в Ethereum. Вместо этого доступность данных обеспечивается с помощью Proof of Stake токенов zkSync. Это обеспечивает гораздо более высокую масштабируемость (десятки тысяч TPS) и в качестве в результате сверхнизкие комиссии за транзакции, сопоставимые с сайдчейнами (в пределах нескольких центов)».

«Безопасность zkPorter по-прежнему лучше, чем у любого другого L1 или сайдчейна. В худшем случае, когда злоумышленник контролирует секвенсор, он может подписать действительный переход между состояниями, но не передавать данные. В этом случае состояние «заморожено», и пользователи не смогут выйти, но доля злоумышленника также заморожена. Таким образом, у злоумышленника с большой долей нет прямого способа получить финансовую выгоду».

Более подробную информацию можно найти в сообщении zkPorter Medium.

Какую пользу получают участники?

Пользователи

Благодаря L2 пользователи наконец-то смогут пользоваться низкими комиссиями за использование своих любимых приложений web3, появится улучшенный UX, поскольку подтверждения транзакций почти мгновенные (благодаря секвенсорам L2), а также возможность масштабировать блокчейны. Это сделает блочное пространство намного доступнее и поможет демократизировать сеть для новых пользователей с помощью простых и интуитивно понятных приложений.

Alpha: многие из этих L2, протоколы и приложения, предоставляющие услуги, находятся на пути к прогрессивной децентрализации, и часть этого процесса обычно включает ретроактивное распределение токенов среди первых пользователей и участников. Если вы вносите свой вклад в эти проекты сейчас, вполне вероятно, что вы будете иметь право на вознаграждение, когда проекты запустят свои токены.

Разработчики

Разработчики приложений, протоколов и все остальные, кто участвует в процессе, смогут создавать масштабируемые децентрализованные приложения, которые являются взаимно компонуемыми и совместимыми (даже при объединении).

Масштабирование не только позволяет увеличить количество пользователей, что в геометрической прогрессии увеличивает ценность сети (закон Меткалфа), но также позволяет выполнять более дорогостоящие вычислительные операции on-chain, что расширяет пространство для разработки приложений и делает новые варианты использования web3 экономически выгодными.

Такие вещи, как социальные токены, децентрализованные социальные сети и протоколы (например, Showtime, протокол Aave, игры NFT (работающие на L2, таких как ImmutableX), и многое другое, наконец, стали возможными. У разработчиков появляется все больше возможностей, а zk-rollups позволяют создавать настраиваемые слои выполнения, которые не должны ограничиваться Solidity и EVM.

Текущие недостатки

В настоящее время ликвидность фрагментируется по уровням L2, и на момент написания этой статьи не существовало простых способов использования AMM cross-L2. Многие инструменты разработчика не работают по умолчанию для децентрализованных приложений на различных уровнях L2, и поэтому командам необходимо создавать варианты своего программного обеспечения, чтобы добавить поддержку различных решений масштабирования. В будущем это будет смягчено либо полной совместимостью EVM, либо стандартной спецификацией дизайна, которая сделает так, чтобы zk / optimistic-rollups могли совместно использовать инструменты.

Части технической инфраструктуры развернутых в настоящее время L2, такие как секвенсор или мост, централизованы, а такие решения, как Arbitrum и Optimism, находятся на стадии бета-тестирования. L2 также нарушает возможность компоновки и взаимодействия, поэтому нет простого способа передачи сообщений через разные L2 или смарт-контракты.

Также, многое предстоит сделать с точки зрения инфраструктуры Oracle и качественных каналов данных. Chainlink работает над интеграцией всех L2 с другими поставщиками Oracle, однако для того, чтобы инфраструктура была такой же надежной, как в основной сети Ethereum, потребуются время.

Еще одна ключевая проблема с точки зрения UX для L2 - это фиатная скорость. Подавляющее большинство централизованных бирж в настоящее время не поддерживают собственный вывод средств на L2, поэтому для человека, не обладающего техническими навыками, внести средства на L2 проблематично (особенно, если необходимо платить комиссию Ethereum L1). Единственный способ - использовать биржу для вывода на сайдчейн, такой как Polygon PoS, который имеет достаточную ликвидность в cross-chain (централизованных) мостах, таких как Hop или Connext.

Но наиболее важной задачей является обучение пользователей. Я видел бесчисленное количество людей, которые жаловались на высокую плату за газ в Ethereum и переходили на L1, которые имеют гораздо более низкую комиссию за транзакцию (например, Avalanche, Solana, Fantom, Terra) за счет децентрализации и безопасности. Как член сообщества Ethereum, я хотел бы попросить о помощи в просвещении масс о масштабируемости Ethereum и о том, как они могут оставаться активными в нашей экосистеме доступным способом. Мы также могли бы представить предложения для создания вознаграждений за майнинг ликвидности для L2 или связывания ликвидности L2 (а-ля OlympusDAO). Это сделало бы миграцию намного более простой для пользователей, поскольку ликвидность является одной из основных причин, по которой пользователи все еще используют L1.

Ликвидность L2

Как я упоминал выше, существует много обоснованных опасений по поводу фрагментированной ликвидности в экосистеме Ethereum, поскольку ликвидность не распределяется между уровнями L2. В этом разделе я расскажу о нескольких проектах и моделях ликвидности, которые планируют решить именно эту проблему.

Hop protocol

«Hop - это масштабируемый переходный токен-мост (также поддерживает Polygon PoS и xDai), не связанный с хранением токенов. Он позволяет пользователям отправлять токены из одного rollup или сайдчейна в другой почти сразу, не дожидаясь периода проверки сети.»

«Он работает за счет привлечения маркет-мейкеров (называемых Bonder), которые обеспечивают ликвидность on-chain в обмен на небольшую комиссию».

«Этот кредит предоставляется Bonder в форме hTokens, которые затем обмениваются на их собственный токен-аналог в AMM».

«Это позволяет пользователям беспрепятственно передавать токены из одной сети в другую».

Команда Hop также предоставляет SDK, который позволяет разработчикам интегрировать функциональность Hop в свои децентрализованные приложения.

Источник: FAQ по Hop

Connext

Connext - это сеть пулов ликвидности в разных сетях (L1 и L2). Пользователи меняют значения между этими пулами, аналогично AMM DEX, например Uniswap.

Маршрутизаторы Connext выступают в качестве основы сети, обеспечивая ликвидность для пользовательских свопов и взамен получая комиссию.

Они создали NXTP, который представляет собой облегченный протокол для обобщенных транзакций xchain / xrollup, который сохраняет свойства безопасности базовой среды выполнения (т.е. он не полагается на какой-либо набор внешних валидаторов).

Доступ к протоколу Connext можно получить через пользовательский интерфейс xPollinate.

Synapse protocol

«Synapse - это протокол межсетевого уровня ∞, обеспечивающий беспрепятственное взаимодействие между блокчейнами. Предоставляя децентрализованные, не требующие разрешения транзакции между любыми экосистемами L1, сайдчейна или L2, Synapse обеспечивает интегральную деятельность блокчейна, такую как передача активов, свопы и общий обмен сообщениями с cross-chains, тем самым позволяя создавать новые примитивы.

«Сеть Synapse защищена валидаторами кросс-чейн с многосторонними вычислениями (MPC), работающими со схемами пороговой подписи (TSS). Сеть не имеет лидера и поддерживает безопасность за счет того, что каждый валидатор запускает один и тот же процесс при получении событий on-chain на различных блокчейнах, которые отслеживает группа валидаторов MPC. После того, как две трети всех валидаторов коллективно подписали одну и ту же транзакцию, используя свой собственный индивидуальный ключ, сеть достигает консенсуса и отправляет транзакцию по назначению».

Celer cBridge

«Celer cBridge - это мультичейн сеть, которая обеспечивает мгновенный, недорогие переводы между различными блокчейнами L1, такими как Ethereum и Polkadot, а также с различными решениями масштабирования L2, такие как Optimistic Rollup, ZK Rollup и сайдчейны».

deBridge

«deBridge - это протокол межсетевого взаимодействия и передачи ликвидности, который позволяет децентрализованно передавать произвольные данные и активы между различными блокчейнами. Межсетевое взаимодействие смарт-контрактов deBridge обеспечивается сетью независимых oracles / валидаторов, выбранных deBridge управление».

«Протокол позволяет передавать активы между различными блокчейнами посредством блокировки / разблокировки актива в собственном блокчейне и выпускать / сжигать wrapped актив (deAsset) во вторичных блокчейнах или L2. Межцепочечная связь между различными блокчейнами поддерживается избранными валидаторами, которые запускают ноды deBridge для проверки межсетевых транзакций, которые проходят между смарт-контрактами протокола deBridge в разных блокчейнах ».

dAMM

dAMM - это cross-L2 AMM, разработанный совместно Loopring и Starkware.

dAMM позволяет:

Tokemak

Tokemak - это протокол маршрутизации ликвидности, который является частью новой волны протоколов DeFi, которые в разговорной речи называются DeFi 2.0 (или DeFi 2021).

«Его можно рассматривать как децентрализованную платформу для создания рынка и маршрутизатор ликвидности, который разделяет традиционное обеспечение ликвидности и создает рынок для DeFi. Находясь на «уровень выше» децентрализованных бирж, Tokemak позволяет контролировать, куда движутся потоки ликвидности, а также предлагает более простой и дешевый способ предоставления и поиска ликвидности».

Tokemak объявили, что они планируют решить проблему фрагментации ликвидности, создав большой пул, который мог бы направлять активы с мостов между уровнями L2, таких как Hop.

Итоги

Фрагментация ликвидности между уровнями L2 - это проблема, которую стараются решить разными способами. Мое личное предположение состоит в том, что модель, которая содержит смесь конструкций dAMM + Hop / Connext + Tokemak, появится, чтобы абстрагироваться от фрагментации ликвидности L2.

Ресурсы

Инструменты

Это инструменты, которые я использую ежедневно, чтобы оценить степень внедрения Ethereum L2, сколько стоят транзакции с ними и каков доход от протокола L2.

Dune Analytics

Dune Analytics - это платформа для анализа данных, которая позволяет любому легко агрегировать и визуализировать данные блокчейна. На Dune вы можете создать центр данных для своего исследовательского проекта, статьи, DAO или любого другого проекта за считанные часы. Что касается L2, я использую его, чтобы отслеживать, сколько средств заблокировано внутри мостов L2.

Соответствующие информационные сервисы:

L2BEAT

L2BEAT - это ведущая панель инструментов, позволяющая узнать, сколько TVL находится в Ethereum L2.

CryptoFees

CryptoFees - это еще одна панель данных, созданная David, она показывает, размер дохода протоколов, полученный от своих пользователей. Протоколы L2 также присутствуют в этом списке; Я использую эту панель управления, чтобы узнать размер доходов L2 и что они с этим делают. Часть доходов идет на оплату сборов за отправку доказательств zk-SNARK / STARK / мошенничества в основную сеть, а остальная часть - это то, с чем могут работать L2. В случае с Optimism они жертвуют все свои доходы на общественные блага, что, на мой взгляд, является лучшим способом потратить протокольные сборы.

Nansen

Nansen - это аналитическая платформа блокчейн, которая обогащает данные on-chain с помощью миллионов кошельков-лейблов. Это платная платформа, и она не из дешевых. Тем не менее, при правильном использовании, ее цена себя окупает. Я лично использую Nansen для идентификации повествований в DeFi и NFT, однако недавно я начал использовать их функцию профилирования кошелька в смарт-контрактах для L2, чтобы увидеть, какие объекты и как быстро подключаются к L2. Он показывает гораздо более четкую картину, так как многие адреса и активные игроки помечены.

Chainlist

Chainlist - это приложение, которое содержит конфигурации RPC, необходимые для использования определенной сети внутри Metamask или других кошельков web3. Вы можете добавлять разные сети, совместимые с EVM - L1, сайдчейны, а также L2. Соответствующие сети L2, доступные в Chainlist, - это основная сеть Optimistic Ethereum, Arbitrum One, Boba Network и другие, которые скоро появятся.

Дополнительная литература

Моя статья уже достаточно длинная, и нет смысла копировать и вставлять чужие работы. На L2 существует множество качественных учебных ресурсов, которые могут вывести ваше понимание на совершенно новый уровень. Я постараюсь упомянуть как можно больше из них. Если у вас есть предложения, напишите мне в Twitter или Telegram @dcbuild3r.