การขยายตัวของ Ethereum ใกล้เข้ามาแล้ว Layer 2 สามารถเปลี่ยนกระแสได้หรือไม่?
หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจากCrypto Valley สด (รหัส: cryptovalley)หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจาก
Crypto Valley สด (รหัส: cryptovalley)
, ผู้แต่ง: Mika Honkasal, แปล: lily, พิมพ์ซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต
การเพิ่มปริมาณงานธุรกรรมของบล็อกเชนเป็นงานที่ท้าทาย เนื่องจากธุรกรรมต้องได้รับการประมวลผลโดยทุก ๆ โหนดที่เข้าร่วมในฉันทามติ
Ethereum มีข้อจำกัดในการปรับขนาดและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ใช้มักจะจ่ายเงินประมาณ 50 ดอลลาร์สำหรับการเข้าถึงสัญญาอัจฉริยะที่ใช้กันทั่วไป
การเพิ่มปริมาณงานธุรกรรมของบล็อกเชนเป็นงานที่ท้าทาย เนื่องจากธุรกรรมต้องได้รับการประมวลผลโดยทุก ๆ โหนดที่เข้าร่วมในฉันทามติ
โซลูชันการปรับขนาดเลเยอร์ 2 ที่มีแนวโน้มมากที่สุด ได้แก่ ZK Rollup และ Optimistic Rollup ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขจุดอ่อนของการนำ Plasma ไปใช้ก่อนหน้านี้
ชื่อเรื่องรอง
ปรับขนาด Blockchain ด้วยเทคโนโลยี Layer 2
นี่เป็นเพราะข้อมูลบนบล็อกเชนนั้นซ้ำซ้อนอย่างมาก การทำธุรกรรมจะต้องได้รับการประมวลผลโดยทุก ๆ โหนดที่เข้าร่วมในการดูแล blockchain และชุดข้อมูลธุรกรรมที่ขยายตัวตลอดเวลาจะต้องถูกเก็บไว้ตลอดไป การรักษาอุปสรรคในการเข้าสู่ขั้นตอนให้ต่ำทำให้ blockchain มีการกระจายอำนาจ
วันนี้บล็อกเชนที่ใช้บ่อยที่สุดคือ Bitcoin และ Ethereum แต่ละบล็อกสามารถประมวลผลได้ประมาณ 5 และ 15 ธุรกรรมต่อวินาที ตามลำดับ ใน Ethereum การทำธุรกรรมไม่ได้เป็นเพียงการชำระเงินแบบ peer-to-peer เท่านั้น แต่ยังมีปฏิสัมพันธ์ของสัญญาอัจฉริยะที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งต้องใช้พลังการประมวลผลมากกว่าการทำธุรกรรมทั่วไป
ตามการใช้งานโหนดที่แตกต่างกัน ขนาดของ Ethereum blockchain คือ 160GB และความต้องการผลิตภัณฑ์ทางการเงินแบบกระจายอำนาจได้เร่งการเติบโตเมื่อเร็ว ๆ นี้ เมื่อวานนี้ ผู้ใช้จ่ายค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม 3.7 ล้านดอลลาร์ และเงินอุดหนุนเงินเฟ้อ 4.5 ล้านดอลลาร์ เพื่อดำเนินการและจัดเก็บธุรกรรมของตน การเพิ่มขึ้นของราคาแก๊สทำให้ค่าธรรมเนียมการโต้ตอบสัญญาอัจฉริยะที่ใช้บ่อยที่สุดอยู่ระหว่าง 5-50 ดอลลาร์ และผู้ใช้จำเป็นต้องจ่ายค่าธรรมเนียมการโต้ตอบขั้นพื้นฐาน สำหรับ Bitcoin ค่าธรรมเนียมเฉลี่ยต่อธุรกรรมอยู่ที่ 5 ดอลลาร์
ชื่อเรื่องรอง
วิธีปรับขนาด blockchain
โซลูชันการปรับขนาดบล็อกเชนที่มีประสิทธิภาพสามารถเพิ่มความจุของพื้นที่จัดเก็บข้อมูลหรือการประมวลผล (การประมวลผลธุรกรรม) โดยไม่ต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายจำนวนมากให้กับโหนดที่ดูแลบล็อกเชน"shards"โปรดทราบว่าความคืบหน้าในการปรับขนาดต้องใช้โซลูชันที่เปิดใช้งานการปรับปรุงแบบทวีคูณ เมื่อดำเนินการที่ความจุสูงสุด จำนวนธุรกรรมที่ประมวลผลโดย Ethereum นั้นน้อยมาก เมื่อเทียบกับกิจกรรมบนนั้นที่สามารถเรียกได้ว่าเป็นกิจกรรมทางเศรษฐกิจที่แท้จริงและมีความสำคัญ
"Layer 2 "การถกเถียงกันอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงขนาดบล็อกของ Bitcoin ในปี 2015 เป็นตัวอย่างที่ดีของพลังงานที่สูญเสียไปกับการปรับปรุงเล็กน้อยในโครงการใหญ่ของสิ่งต่างๆ การปรับปรุง 2-8 เท่าอาจมีประโยชน์ในการบรรเทาแรงกดดันในระยะสั้น แต่ยังกำหนดต้นทุนการประมวลผลธุรกรรมในอนาคตที่สูงขึ้นในทุกโหนด สิ่งนี้จำกัดกลุ่มคนที่สามารถมีส่วนร่วมในฉันทามติ ซึ่งจะเป็นการลดระดับของการกระจายอำนาจ
วิธีแก้ปัญหาหลักในการปรับขนาด blockchain ที่ชั้นล่างไม่ควรเพิ่มต้นทุน (อย่างมาก) ของโหนดทั้งหมด แต่ให้แบ่งงานการตรวจสอบธุรกรรมออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ (
). Sharding คือจำนวนโปรเจกต์บล็อคเชนชั้นนำที่ปรับขนาดได้ — รวมถึง NEAR, Ethereum 2.0 และ Polkadot โดยการสุ่มตัวอย่างและหมุนเวียนตัวตรวจสอบความถูกต้องของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นจากกลุ่มตัวตรวจสอบความถูกต้องส่วนกลางของบล็อกเชน ความปลอดภัยที่ได้จะแสดงให้เห็นว่าใกล้เคียงกับการใช้กลุ่มตัวตรวจสอบความถูกต้องทั้งหมด (แนวทางปัจจุบัน)
คำจำกัดความทั่วไปของโซลูชันการปรับขนาดโดยทั่วไปหมายถึงระบบใดๆ ที่เชื่อมต่อกับ Ethereum ที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมโดยการแบทช์ธุรกรรม (โดยวิธีใดวิธีหนึ่ง) ไปยังบล็อกเชนหลัก
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโซลูชันการทำงานร่วมกันกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น การจำแนกประเภทที่ดีขึ้นว่าอะไรคือ sidechain (หรือ blockchain อื่นทั้งหมด) และเทคโนโลยี Layer 2 ขึ้นอยู่กับรูปแบบการรักษาความปลอดภัยพื้นฐาน Sidechains สามารถเป็นแบบเฉพาะแอปพลิเคชัน (เช่น swapchain แบบกระจายศูนย์) หรือแบบทั่วไปและรับผิดชอบด้านความปลอดภัยของตนเอง ความปลอดภัยของเลเยอร์ 2 มาจากบล็อกเชนพื้นฐาน (เช่น Ethereum)
บล็อกเชนเลเยอร์ 1 เช่น NEAR และ Solana มีตัวตรวจสอบความถูกต้องของตนเองที่รับผิดชอบในการผลิตบล็อก แต่ได้สร้างสะพานเชื่อมไปยัง Ethereum ที่จะอนุญาตให้มีการถ่ายโอนโทเค็นระหว่างเชน tBTC ทำให้ Bitcoin เป็น sidechain ของ Ethereum อย่างมีประสิทธิภาพ (หรือ Ethereum เป็น sidechain ของ Bitcoin ขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ)
จากมุมมองของ Bitcoin เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องของ Ethereum สามารถขโมยเงินของผู้ใช้ได้ ซึ่งหมายความว่าหาก Ethereum เป็น sidechain ของ Bitcoin ทั้งสองจะไม่มีความปลอดภัยร่วมกัน เนื่องจาก Bitcoin ไม่สามารถบังคับใช้กฎกับ Ethereum ได้ นี่คือเหตุผลที่ Liquid ไม่ถือว่าเป็น sidechain ที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์สำหรับ Bitcoin - มันมีตัวตรวจสอบความถูกต้องที่สามารถขโมยเงินของผู้ใช้ได้
รูปแบบเหล่านี้มักมี 2 ประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ ช่องทางของรัฐและเครือข่ายด้านข้างที่ไม่ต้องดูแล (Plasma และ Rollup) สำหรับวิธีการเหล่านี้ รูปแบบทั่วไปจะประมาณ:
สแนปชอตที่เกิดขึ้นนอกเครือข่ายจะเชื่อมโยงกับบล็อกเชนพื้นฐาน (เช่น Ethereum)
ช่องทางของรัฐ
รับประกันความปลอดภัยโดยการจูงใจผู้เข้าร่วม (โหนดและผู้ใช้) ให้ส่งข้อมูลที่ถูกต้อง หรือโดยการให้หลักฐานที่สมบูรณ์ (ไม่มีความรู้) แก่บล็อกเชนพื้นฐาน
ชื่อเรื่องรอง
ช่องทางของรัฐ
ช่องทางของรัฐเป็นช่องทางการชำระเงินรูปแบบทั่วไป ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ Lightning Network ของ Bitcoin สร้างขึ้น
ตามแนวคิดแล้ว ช่องสัญญาณสถานะนั้นเรียบง่าย แต่การออกแบบมีข้อจำกัดโดยธรรมชาติบางประการ
ช่องทางของรัฐกำหนดให้ผู้ใช้ (หรือบุคคลที่สามที่เชื่อถือได้) คอยตรวจสอบช่องทางออนไลน์ในกรณีที่ผู้ใช้รายอื่นพยายามออกด้วยข้อมูลเก่า นอกจากนี้ยังไม่สามารถทำให้เป็นแบบทั่วไปได้น้อยกว่าเพื่อสร้างสัญญาอัจฉริยะได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากการโต้ตอบกับช่องทางเหล่านี้มีความซับซ้อนสำหรับนักพัฒนามากกว่าแค่ปรับใช้รหัสสัญญาอัจฉริยะที่มีอยู่
นอกจากนี้ ช่องทางของรัฐยังเป็นทุนที่ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากต้องใช้หลักประกันจำนวนมาก
ชื่อเรื่องรอง
จากพลาสม่าถึงโรลอัพ
บางทีโซลูชันการปรับขนาดชั้นที่สำคัญกว่าของเลเยอร์ 2 ในระยะยาวอาจเป็นไซด์เชนที่ไม่ต้องดูแล นี่เป็นเพราะพวกเขามีศักยภาพในการเรียกใช้การเงินแบบกระจายอำนาจและแอปพลิเคชัน Web3 อื่นๆ ที่เหนือกว่า
กุญแจสำคัญของ sidechains ที่ไม่ต้องดูแลคือผู้ใช้สามารถ on-chain และ off-chain ด้วยความสามารถด้านประสิทธิภาพที่สูงกว่า L1 blockchains มาก โดยไม่ต้องไว้วางใจผู้ดำเนินการ sidechain นั่นคือมีความปลอดภัยเช่นเดียวกับเมื่อทำธุรกรรมบน Ethereum mainchain Assure
การออกแบบ sidechain แบบ non-custodial ที่มีแนวโน้มดั้งเดิมคือ Plasma ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมากเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาในฐานะกระสุนเงินสำหรับการปรับขนาด blockchains ความซับซ้อนของการนำ Plasma ไปใช้ในลักษณะที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ทำให้รูปแบบนี้ไม่เป็นที่ต้องการ
พลาสมาถูกสร้างขึ้นจากพื้นฐานที่เรียบง่าย หากตัวตรวจสอบบน Plasma chain พยายามให้ข้อมูลที่ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการเปลี่ยนสถานะไปยัง blockchain พื้นฐาน เช่น นำเงินของผู้ใช้ออกจาก chain โดยการแสดงยอดคงเหลือที่ไม่ถูกต้อง ผู้ใช้สามารถโต้แย้งข้อมูลนี้และสร้างหลักฐานของตนเองว่า Plasma chain เกิดอะไรขึ้นกับธุรกรรม .
ในทางปฏิบัติ Plasma พบกับภาวะแทรกซ้อนหลายอย่างที่ต้องได้รับการแก้ไข ตัวอย่างเช่น:
ความไม่พร้อมใช้งานของข้อมูล การโจมตีที่ตัวตรวจสอบความถูกต้องของ Plasma chain สามารถเผยแพร่ข้อมูลไปยัง chain ที่อยู่ภายใต้ แต่เก็บข้อมูลการทำธุรกรรมไว้กับตัวเอง ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้ไม่มีข้อมูลที่จำเป็นในการโต้แย้งข้อมูลที่ผู้ตรวจสอบให้ไว้
คำขอออนไลน์ กำหนดให้ผู้ใช้ทุกคนต้องออนไลน์และตรวจสอบธุรกรรมทั้งหมดในกรณีที่ตัวตรวจสอบความถูกต้องของ Plasma chain ที่เป็นอันตรายออกจากระบบ"ปัญหาการออกจากมวลชน. หากผู้ใช้ทั้งหมดจำเป็นต้องออกจาก Plasma chain สถานะของ Plasma chain ทั้งหมดจะต้องเผยแพร่ไปยัง blockchain พื้นฐาน สำหรับ Ethereum การพิสูจน์ขนาดนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจัดการ"แม้ว่าการทำซ้ำใหม่ๆ เช่น Plasma Cash จะช่วยแก้ไขปัญหาที่มีอยู่ แต่ปัญหาใหม่ๆ ก็ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจได้ว่าเงินของผู้ใช้จะออกจากระบบได้อย่างปลอดภัย ในเดือนธันวาคม 2018 ผู้ใช้นามแฝงว่า BarryWhiteHat ได้ให้วิธีแก้ปัญหานี้ในรูปแบบของการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้
ใน ZK Rollups ตัวตรวจสอบไซด์เชน (
ทบทวน
) รวบรวม - หรือเปิดตัว - ธุรกรรมจำนวนมากเพื่อสร้างหลักฐาน zk ที่รวบรัดว่าธุรกรรมทั้งหมดที่ทำนั้นถูกต้อง หลักฐานจะถูกเผยแพร่บนเครือข่าย Ethereum
วิธีการนี้ช่วยหลีกเลี่ยงความซับซ้อนของผู้ใช้อย่างสมบูรณ์ในการออกจาก Plasma chain ได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ยังมีข้อเสียทั่วไปสองประการ:
ขนาดของ zk-proofs ที่ออกบน Ethereum chain มีขนาดใหญ่ หมายความว่า zk-Rollups เสียสละปริมาณงานธุรกรรมสูงสุดเมื่อเทียบกับ Plasma
การสร้าง zk-proofs ที่รัดกุมเพื่อบังคับใช้สัญญาอัจฉริยะในลักษณะทั่วไปนั้นเป็นเรื่องยาก ในปัจจุบัน ZK Rollups ถูกจำกัดมากขึ้นสำหรับการดำเนินการเฉพาะ เช่น การโอนโทเค็น แม้ว่า Loopring การแลกเปลี่ยนแบบกระจายอำนาจจะเปิดตัวบนเครือข่ายหลักแล้วและสร้างขึ้นบน ZK-Rollups
Optimistic Rollups คล้ายกับ Plasma แต่ข้อแตกต่างคือข้อมูลธุรกรรมทั้งหมดต้องจัดเตรียมไว้บนเชน ซึ่งจะให้ข้อมูลธุรกรรมไปยังบล็อกเชนพื้นฐานมากกว่า Plasma และอนุญาตให้ใครก็ตามสร้างหลักฐานความถูกต้องของธุรกรรมได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ต้องเผยแพร่ข้อมูลที่เพียงพอไปยังเชน Ethereum เพื่อสร้างสถานะของ sidechain Optimistic Rollups ใหม่ทั้งหมด"Layer 1"แม้ว่าวิธีนี้จะเสียสละการประมวลผลธุรกรรมอื่นแบบทวีคูณ (สำหรับสัญญาอัจฉริยะ) เนื่องจากต้องมีการเผยแพร่ข้อมูลบนเชนมากขึ้น เมื่อเทียบกับ ZK Rollups วิธีการของ Optimism ช่วยให้สัญญาอัจฉริยะมีความยืดหยุ่นและการผสานรวมเสมือนจริงกับความเข้ากันได้ของเครื่อง Ethereum
ข้อเสียคือ Optimistic Rollups ต้องการระยะเวลาโต้แย้ง 1-2 สัปดาห์ (ขึ้นอยู่กับการใช้งาน) เพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้มีเวลาเพียงพอในการโต้แย้งการเปลี่ยนสถานะที่ไม่ถูกต้อง ทางออกในการเร่งกระบวนการออกคือการสร้างตลาดทางออกที่ผู้ใช้สามารถลดความเสี่ยงของการถือครองไซด์เชนของตนได้
Blockchain เป็นวิธีการถ่ายโอนข้อความระหว่างสายโซ่ของแอปพลิเคชันเฉพาะ
นี่คือแนวคิดเบื้องหลังการออกแบบของ Cosmos แนวคิดคือแอปพลิเคชันสามารถกลายเป็นปรสิตที่มีค่ามากเกินไปสำหรับความปลอดภัยของชั้นฐานเมื่อเทียบกับชั้นฐาน ค่าธรรมเนียมที่จ่ายโดยแอปพลิเคชัน (stablecoins, ตลาดการทำนาย ฯลฯ) ไม่จำเป็นต้องปรับขนาดตามการโอนมูลค่าที่อำนวยความสะดวก และแอปพลิเคชันเหล่านี้อาจมีมูลค่ามากกว่าบล็อกเชนพื้นฐาน ทำให้เช่น Ethereum กลายเป็นจุดอ่อนด้านความปลอดภัยของแอปพลิเคชัน
สิ่งนี้จะสร้างอุปสรรคเพิ่มเติมในแง่ของประสบการณ์ผู้ใช้ ในระบบนิเวศของไซด์เชน ผู้ใช้ต้องเชื่อมั่นในความปลอดภัยของแต่ละไซด์เชน (และตัวดำเนินการ) ที่พวกเขาโต้ตอบด้วย
ชื่อเรื่องรอง
มันจะใช้งานได้จริง (และดีแค่ไหน?)
ช่องทางของรัฐมักจะมีบทบาทในการประมวลผลธุรกรรมสำหรับบางแอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่น Graph Protocol กำลังวางแผนที่จะใช้การชำระเงินผ่านช่องทางของรัฐสำหรับบริการจัดทำดัชนีฐานข้อมูล และช่องทางของรัฐนั้นมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะเข้ารหัสกฎง่ายๆ สำหรับการชำระเงินแบบมีเงื่อนไข
ในห่วงโซ่แอปพลิเคชันเฉพาะ SKALE วางแผนที่จะเปิดตัวก่อนสิ้นปีนี้ และจะนำห่วงโซ่แอปพลิเคชันเฉพาะที่สามารถทำงานร่วมกันได้กับ Ethereum นอกจากนี้ การเชื่อมโยงไปยังโปรโตคอล NEAR และ Solana สัญญาว่าจะนำความสามารถในการปรับขนาดมาสู่ระบบนิเวศโดยรวมมากขึ้น แม้ว่าทั้งคู่จะถือเป็นคู่แข่งของ Ethereum ก็ตาม"ในกรณีเหล่านี้ แอปพลิเคชันสามารถขยายการทำงานนอกเหนือจาก Ethereum ซึ่งอาจลดการพึ่งพาระบบนิเวศในห่วงโซ่เดียว ตัวอย่างเช่น Flux Market ซึ่งเป็นโปรโตคอลตลาดการทำนายบน NEAR จะเสนอตลาดการเดิมพันใน DAI เหรียญเสถียรแบบกระจายอำนาจของ MakerDAO"PIG "ทั้ง ZK Rollups และ Optimistic Rollups เป็นโซลูชันสำหรับการแชร์แอปพลิเคชันไปยังระบบนิเวศ Ethereum เนื่องจากสร้างขึ้นบนนั้นและอาศัย Ethereum เพื่อความปลอดภัย ตัวอย่างเช่น Loopring การแลกเปลี่ยนแบบกระจายศูนย์ที่สร้างขึ้นบน ZK Rollups ประมวลผลปริมาณ 17.6 ล้านดอลลาร์ (ส่วนแบ่งตลาด 0.4%) ในเดือนกรกฎาคม
ทีมที่มีชื่อเสียงที่สุดในการพัฒนา Optimistic Rollups คือ Plasma Group ก่อน Optimism ซึ่งตามชื่อที่แนะนำ เคยทำงานเกี่ยวกับ Plasma มาก่อน ในเดือนมกราคม 2020 ทีมงานระดมทุนได้ 3.5 ล้านดอลลาร์จาก Paradigm และ IDEO Optimistic Rollups ได้รับการสาธิตบน Ethereum testnet ด้วย Unipig ซึ่งเป็นเวอร์ชันของ Uniswap สำหรับการทำธุรกรรมร่วมกัน
ยูนิ'' และ
โทเค็น
สำหรับวิธีแก้ปัญหาแต่ละข้อ คำถามใหญ่ที่ยังคงเน้นไปที่ความสามารถในการจัดองค์ประกอบ บน Ethereum สัญญาอัจฉริยะสามารถโทรหากันแบบซิงโครนัส การขาดความสามารถในการจัดองค์ประกอบนี้เปลี่ยนประสบการณ์ของผู้ใช้ปลายทาง เนื่องจากการกระโดดเข้าและออกจากห่วงโซ่ Rollup ทำให้เกิดอุปสรรคในการฝากและถอนเงิน
สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับหนึ่งในส่วนที่ดีที่สุดของประสบการณ์ผู้ใช้ Web3 ในปัจจุบัน ซึ่งผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับแอปทั้งหมดได้ด้วยการคลิก Metamask เพียงครั้งเดียว
แม้จะปรับขนาดได้ไม่ดี Optimistic Rollups ก็ยังให้พลังการประมวลผลธุรกรรม 10-30x หากแอปพลิเคชันปรับใช้ตัวเองในไซด์เชนของตัวเอง ซึ่งน่าจะทำให้ Ethereum มีพื้นที่เหลือเฟือ Ethereum 2.0 ช่วยด้วยโซลูชันความสามารถในการขยายขนาด เนื่องจากมีพื้นที่มากขึ้นสำหรับข้อมูลที่จะเผยแพร่
