ตลาดกลับมาร้อนแรงอีกครั้ง Layer 2 แก้ปัญหาความแออัดของ Ethereum ได้ไหม

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจากimToken（ID：imToken）พิมพ์ซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจาก

พิมพ์ซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต

การเงินเป็นสถานการณ์ที่ง่ายที่สุดสำหรับ blockchain ในการลงจอด ในปีที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ทางการเงินแบบกระจายอำนาจจำนวนมากที่เราได้เห็นในระบบนิเวศของ Ethereum มีเงาของผลิตภัณฑ์ทางการเงินแบบดั้งเดิม เช่น การให้กู้ยืมแบบกระจายอำนาจ ธุรกรรม ตราสารอนุพันธ์ เป็นต้น ในการแสวงหาประสิทธิภาพทางการเงินความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมของเครือข่าย Bitcoin คือ 5 ธุรกรรมต่อวินาทีและเครือข่าย Ethereum คือ 15 ธุรกรรม เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ย 2,000 ธุรกรรมบนเครือข่าย Visa ประสิทธิภาพของจุดสูงสุดนับหมื่น ก็เหมือนสินค้าต่างยุค

TPS (ธุรกรรมต่อวินาที) ของบล็อกเชนจำกัดความนิยมของบล็อกเชนในระดับมาก และด้วยเหตุนี้จึงจำกัดการเงินโดยรวม เมื่อเร็ว ๆ นี้ คำศัพท์ใหม่ที่เรียกว่า DeFi ยุคหลังสมัยใหม่ได้ปรากฏขึ้นและฉันคิดว่ายุคใหม่ของ DeFi ยังมาไม่ถึง DeFi ที่ได้รับความนิยมในช่วงหกเดือนที่ผ่านมาอาจเป็นก่อนคริสต์ศักราชเท่านั้น จำกัดโดย TPS กลไกการประมวลผลธุรกรรมในราคาสูงสุดทำให้เครือข่าย Ethereum มีราคาแพงและแออัดในช่วงที่ DeFi เฟื่องฟู เมื่อความแออัดมากที่สุด มูลค่าก๊าซจะเกิน 1,000 gwei และกลายเป็นเรื่องธรรมดาที่ธุรกรรมเดียวจะมีราคาหลายสิบ หลายร้อยดอลลาร์ ค่าใช้จ่ายในการทำธุรกรรมดังกล่าวยังทำให้หลายคนเลิกใช้ DeFi

เมื่อเผชิญกับปัญหาปัจจุบันของความสามารถในการปรับขนาดที่จำกัดอย่างมาก ชุมชน Ethereum และนักพัฒนาได้เสนอวิธีแก้ปัญหาในสองทิศทาง ได้แก่ Layer 2 และ Sharding (การอัปเกรดที่สำคัญของ Eth2) Layer2 หมายถึงเครือข่ายสองชั้น ตรงกันข้าม Ethereum mainnet ปัจจุบันเรียกอีกอย่างว่าเครือข่ายเลเยอร์ 1 (Layer1) และเครือข่ายระดับที่สองเป็นระบบที่ใช้ Ethereum mainnet ปัจจุบัน

โซลูชันเลเยอร์ 2 ส่วนใหญ่มาจากมุมมองของการลดภาระของเลเยอร์ 1 และย้ายข้อกำหนดการคำนวณจำนวนมากของเลเยอร์ 1 ไปยังเลเยอร์ 2 การแยกส่วนมาจากมุมมองพื้นฐานโดยการเพิ่มจำนวนของเลเยอร์ 1 เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงแบนด์วิธพื้นฐาน Eth2 คาดว่าจะดำเนินการใน 4 ระยะ ขณะนี้อยู่ในช่วงเริ่มต้นของสัญญาฝากที่ระยะ 0 ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับ Eth2 จะไม่ขยายความในบทความนี้ เราจะติดตามความคืบหน้าล่าสุดต่อไป ของ Eth2 ต่อไป บทความนี้จะแนะนำวิธีแก้ปัญหาทั่วไปและความคืบหน้าหลักของ Layer2

เราทราบดีว่าความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมปัจจุบันของ Ethereum ถูกจำกัดโดยขนาดบล็อกและเวลาในการสร้างบล็อกเป็นหลัก ขนาดบล็อกกำหนดจำนวนธุรกรรมที่สามารถรองรับได้ในบล็อกเดียวของเครือข่าย Ethereum ปัจจุบัน เวลาในการสร้างบล็อกกำหนดว่าบล็อกสามารถสร้างขึ้นได้ทุกๆ 12 วินาทีโดยเฉลี่ย

Plasma

ปัจจุบันมีโซลูชัน Layer 2 กระแสหลักมากมาย บทความนี้เน้นที่ Plasma และ Rollup Rollup สามารถแบ่งย่อยออกเป็น Optimistic Rollup และ ZK Rollup โซลูชันเหล่านี้แก้ปัญหาความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมที่จำกัดของ Ethereum จากมุมต่างๆ

ชื่อเรื่องรอง

Plasma เป็นโซลูชันแรกในชุมชน Ethereum ที่พยายามแก้ปัญหาการประมวลผลเครือข่าย มันถูกเสนอเมื่อต้นปี 2560 และมีความหวังสูง

ก่อนที่จะแนะนำ Plasma คุณต้องเข้าใจแนวคิดของ "side chain" เนื่องจากการขยายเครือข่ายหลักของ Ethereum นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย นักพัฒนาจึงคิดที่จะสร้างบล็อกเชนอิสระที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายหลัก ซึ่งก็คือเครือข่ายด้านข้าง เพื่อให้เกิดการขยายเครือข่ายหลักโดยการประมวลผลธุรกรรมบนเครือข่ายด้านข้างอย่างมีประสิทธิภาพ ปัญหาที่เป็นไปได้ของ side chain คือความปลอดภัย ในฐานะ blockchain อิสระ side chain จำเป็นต้องมีตัวขุดของตัวเองและสร้างพลังการประมวลผลที่เพียงพอเพื่อความปลอดภัย พลังการประมวลผลที่เพียงพอและตัวขุดที่ไม่ทำสิ่งชั่วร้ายไม่เหมาะกับ Bitcoin ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมการขุด สำหรับ blockchains นอกเหนือจาก Bitcoin และ Ethereum นั้นไม่ใช่เกณฑ์เล็กน้อย

• Plasma แตกต่างจาก side chains ตรงที่ประมวลผลข้อมูลธุรกรรมเลเยอร์ 2 และส่งไปยังเลเยอร์ 1 และเพิ่มกลไกการออกสำหรับการพิสูจน์การฉ้อฉล ด้วยวิธีนี้ พลังการประมวลผลเลเยอร์ 1 จะถูกใช้เพื่อความปลอดภัยของเลเยอร์ 2

• ตามทฤษฎีแล้ว Plasma สามารถเพิ่ม TPS ของ Ethereum ได้ถึง 1-9k ส่งผลให้พลาสมาได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง แต่ในการพัฒนาที่ตามมา ได้พบปัญหาในทางปฏิบัติมากขึ้น:

ผู้ใช้ทุกคนจะต้องตรวจสอบธุรกรรมทั้งหมดบน Plasma chain

Rollup

ต่อมา การพัฒนา Plasma ชะงักงันและดำเนินไปอย่างช้าๆ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้เรายังสังเกตเห็นว่าบางโครงการยังคงสำรวจและสร้างความก้าวหน้าต่อไปโดยใช้ Plasma ความคืบหน้าของโครงการที่เกี่ยวข้องจะแนะนำด้านล่าง

ชื่อเรื่องรอง

Rollup เป็นโซลูชันเลเยอร์ 2 ที่ได้รับความสนใจมากที่สุดและมีแนวโน้มที่จะนำไปใช้มากที่สุด ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น จำนวนธุรกรรมที่สามารถรวมในแต่ละบล็อกของเครือข่าย Ethereum นั้นมีจำกัด ในขณะที่ Rollup ประสบความสำเร็จในการปรับปรุง TPS โดยการบรรจุและบีบอัดธุรกรรมหลายพันรายการ จากนั้นจึงซิงโครไนซ์ข้อมูลที่ประมวลผลและรัดกุมไปยังเครือข่ายหลักของ Ethereum เพื่อ แก้ปัญหาความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมเครือข่ายที่จำกัด

ข้อแตกต่างกับ Plasma คือ Plasma จะซิงโครไนซ์ผลลัพธ์ของการประมวลผลธุรกรรมกับ Layer1 เราไม่สามารถอัปโหลดข้อมูลของ Layer1 ได้โดยตรงเพื่อทราบข้อมูลของแต่ละธุรกรรม อย่างไรก็ตาม ข้อมูลธุรกรรมที่ซิงโครไนซ์กับ Layer1 หลังจากการประมวลผลการบีบอัดแบบ Rollup จะมีข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับแต่ละธุรกรรม .

ZK Rollup

จากคำอธิบายข้างต้น เราสามารถเข้าใจได้ว่า Rollup scheme ปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมแบบ linearly ยิ่งธุรกรรมถูกบรรจุและบีบอัดมากเท่าใด ในการทดสอบจริง Rollup สามารถเพิ่ม TPS ได้ 100 เท่า ภายใต้เครือข่าย Ethereum ในปัจจุบัน (นั่นคือรุ่นแรกของ Ethereum) TPS สามารถเข้าถึงได้ถึง 2k ซึ่งเป็นความสามารถในการประมวลผลโดยเฉลี่ยของ Visa หลังจากรวมกับการแยกส่วนของ Eth2 แล้ว TPS ตามทฤษฎีสามารถเข้าถึง 20k+ ซึ่งก็คือ ใกล้หรือเกินกว่าระดับสูงสุดของเครือข่ายวีซ่า

>ตามวิธีการรับรองความถูกต้องของข้อมูลที่บีบอัด ค่าสะสมสามารถแบ่งออกเป็นค่าสะสม ZK และค่าสะสมที่เหมาะสม

ZK Rollup ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยด้วยเทคโนโลยีการเข้ารหัส zk-SNARKs ที่พิสูจน์ด้วยความรู้เป็นศูนย์ ZK เป็นตัวย่อของความรู้เป็นศูนย์ (ความรู้เป็นศูนย์)

Zero-knowledge Proof: ผู้พิสูจน์สามารถโน้มน้าวผู้ตรวจสอบได้ว่าการยืนยันบางอย่างถูกต้องโดยไม่ต้องให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์แก่ผู้ตรวจสอบ

ZK Rollup = การบีบอัดธุรกรรม + การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ (zk-SNARK)

แนวคิดหลักของ ZK Rollup คือการบรรลุฉันทามติของธุรกรรมภายใต้ห่วงโซ่ และรับประกันความปลอดภัยของสถานะการทำธุรกรรมภายใต้ห่วงโซ่ผ่านการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ บีบอัดข้อมูลธุรกรรม และซิงโครไนซ์ข้อมูลกับห่วงโซ่หลักในที่สุด

เมื่อเปรียบเทียบตัวเลขต่อไปนี้ คุณจะเข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าหลักฐานที่ปราศจากความรู้บีบอัดข้อมูลธุรกรรมอย่างไร:

Optimistic Rollup

วัตถุประสงค์ของการบีบอัดข้อมูลการทำธุรกรรมสามารถทำได้โดยการประมวลผลแบบ Zero-knowledge Proof บนข้อมูลลายเซ็นในแต่ละธุรกรรม โซลูชัน ZK Rollup ในปัจจุบันสามารถเพิ่ม TPS ของเครือข่าย Ethereum ปัจจุบันได้ 30 เท่า เข้าถึงความสามารถในการประมวลผลประมาณ 500 ธุรกรรมต่อวินาที

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการที่ยาวนานในการสร้างการพิสูจน์ด้วยความรู้เป็นศูนย์สำหรับสัญญาอัจฉริยะ อัลกอริทึมการพิสูจน์ด้วยความรู้เป็นศูนย์ในปัจจุบันไม่เป็นมิตรกับการสนับสนุนสัญญาอัจฉริยะที่มีจุดประสงค์ทั่วไป รูปแบบ ZK Rollup ในปัจจุบันเหมาะสำหรับสถานการณ์ต่างๆ เช่น ธุรกรรมการโอนทั่วไป

โซลูชัน Optimistic Rollup ใช้ OVM (Optimistic Virtual Machine) ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมการทำงานเต็มรูปแบบที่เข้ากันได้กับ EVM (Ethereum Virtual Machine) ด้วย OVM ทำให้ง่ายต่อการย้าย DApps ไปยัง Layer2 และยังทำให้ฝ่ายโครงการไม่จำเป็นต้องปรับใช้โซลูชันการขยาย Layer2 ต่างๆ แต่จำเป็นต้องเข้าถึง OVM เพื่อใช้โครงสร้าง Layer2 ต่างๆ เท่านั้น

ดังนั้น ปัจจุบัน Optimistic Rollup จึงเหมาะสำหรับแอปพลิเคชัน DeFi มากกว่า โซลูชันนี้สามารถเพิ่ม TPS ได้ถึง 100 และสามารถเพิ่มได้ถึง 500 ด้วยเทคโนโลยีการรวมลายเซ็น BLS

ชื่อเรื่องรอง

การยอมรับของแต่ละโปรแกรม

ทีมที่ใช้โซลูชัน ZK Rollup ได้แก่ Matter Labs, Hermez เป็นต้น ยกตัวอย่างทีม Matter Labs ซึ่งเป็นทีมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด zkSync ที่พัฒนาขึ้นได้รับการเปิดตัวบนเครือข่ายหลักและคาดว่าจะ เปิดตัวรหัส Solidity ที่เข้ากันได้ในระดับสากลในปี 2564 ปัจจุบัน โครงการความร่วมมือด้านระบบนิเวศ ได้แก่ Curve, Gitcoin และ Balancer

Photo by Nick Fewings on Unsplash

ทีมที่ใช้โซลูชัน Optimistic Rollup นั้นส่วนใหญ่เป็น Optimism OVM ที่พัฒนาโดยพวกเขาได้เปิดตัวในเครือข่ายทดสอบเมื่อวันที่ 25 กันยายน และบรรลุความร่วมมือด้านระบบนิเวศกับ Uniswap, Synthetix และ Coinbase Wallet

คำอธิบายภาพ