2023 год стал знаковым для Ethereum благодаря двум ключевым обновлениям в его истории. Первым стал апгрейд Shanghai, завершённый 13 апреля. Он активировал функцию вывода средств для валидаторов Beacon Chain, окончательно переведя Ethereum с консенсуса Proof-of-Work (PoW) на Proof-of-Stake (PoS). Это событие стало важнейшей вехой на пути реализации дорожной карты Ethereum. Следующим шагом станет обновление Cancun, цель которого — расширить возможности хранения данных и повысить эффективность решений второго уровня (L2). Ожидается, что оно ускорит работу L2 в 10–100 раз и одновременно снизит издержки. Согласно последним обсуждениям ключевых разработчиков Ethereum, запуск Cancun запланирован на конец этого года.
Как именно Cancun ускорит масштабирование Ethereum и какие новые возможности откроет для Layer 2? По мнению R3PO, это обновление позволит решениям L2 глубже интегрироваться в экосистему Ethereum, предлагая пользователям более быстрые и дешёвые транзакции. Выгоду от апгрейда получат как Optimistic Rollup, так и ZK Rollup, совместно способствуя развитию всей экосистемы.
1. Предсказуемое будущее — за Layer 2
В своей недавней статье «The Three Transitions» сооснователь Ethereum Виталик Бутерин описал три ключевых технологических перехода для сети: переход к масштабированию через Layer 2, когда все пользователи перейдут на Rollup; переход к безопасным кошелькам, где будут использоваться смарт-контрактные кошельки; и переход к конфиденциальности, обеспечивающий безопасные и приватные переводы средств.
В статье подчёркивается фундаментальная роль Layer 2 и Rollup. Виталик отмечает, что без развития L2 Ethereum обречён на провал из-за запредельно высоких комиссий. Для сравнения: платёжная система VISA способна обрабатывать десятки тысяч транзакций в секунду, тогда как пропускная способность Ethereum составляет лишь 15 TPS — этого явно недостаточно для массового использования. Кроме того, средняя стоимость транзакции в $3.75 делает сеть недоступной для большинства обычных пользователей.
Ethereum ежедневно обрабатывает огромный объём транзакций. Однако по мере роста экосистемы ограничения размера блока приводят к перегрузке сети: пользователи вынуждены конкурировать за ограниченные ресурсы. В результате на первом уровне (Layer 1) становятся всё более заметными высокие комиссии и низкая скорость — проблема требует срочного решения.
Вопрос масштабирования остаётся приоритетом для разработчиков Ethereum. Согласно дорожной карте, опубликованной Виталиком, после решения задачи консенсуса в рамках Shanghai основное внимание будет уделено именно увеличению пропускной способности — вплоть до более чем 100 000 транзакций в секунду.
На сегодня существуют два основных подхода к масштабированию Ethereum: решения Layer 2 и шардинг (Sharding). Layer 2 — это надстройка над базовым блокчейном (Layer 1). Его суть в том, чтобы обрабатывать транзакции вне основной цепи, а в Ethereum отправлять лишь итоговые результаты для валидации. Наиболее популярным решением L2 является Rollup. Его принцип работы заключается в объединении сотен транзакций в один сжатый пакет («роллап»), который затем отправляется в Ethereum. В самой сети хранится только итоговая сводка, что позволяет масштабировать пропускную способность, сохраняя высокий уровень безопасности.
2. Optimistic Rollup против ZK Rollup
Rollup делятся на два основных типа: Optimistic Rollup и ZK Rollup.
Optimistic Rollup использует механизм доказательства мошенничества (fraud proof). Система по умолчанию считает все транзакции валидными и допускает их в течение периода ожидания без предварительной проверки. Если в этот период любой участник сети обнаружит подозрительную активность и предоставит доказательства, транзакция будет отменена. Если возражений нет, по истечении срока ожидания транзакция окончательно подтверждается. Такой подход экономит вычислительные ресурсы, обеспечивая при этом точность. Яркие примеры — Arbitrum и Optimism.
ZK Rollup использует доказательства с нулевым разглашением (zero-knowledge proofs). Он генерирует криптографическое доказательство, подтверждающее корректность всех транзакций в пакете, и отправляет в Ethereum только это доказательство и финальное состояние. В отличие от Optimistic Rollup, ZK Rollup не требует загрузки деталей транзакций, что повышает эффективность. К ведущим проектам этого направления относятся ZKsync, Starkware и Scroll.
Преимущества и недостатки Optimistic Rollup
Преимущества:
Совместимость: Optimistic Rollup легко поддерживает универсальные смарт-контракты и полностью совместим с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что упрощает разработчикам создание и миграцию приложений.
Недостатки:
Задержка вывода средств: При обнаружении спорной транзакции вывод средств из Optimistic Rollup может занять до недели, временно блокируя доступ к активам.
Риск остановки сети: В случае спора вся сеть Optimistic Rollup может временно приостановить работу на время проверки возражений, что нарушает нормальный процесс обработки транзакций.
Преимущества и недостатки ZK Rollup
Преимущества:
Конфиденциальность: Технология нулевого разглашения позволяет проверять корректность транзакций, не раскрывая их содержимое. Детали операций остаются приватными, проверяется лишь валидность доказательства.
Безопасность: Верификация основана на математических доказательствах, что обеспечивает исключительно высокий уровень безопасности. Корректность транзакций гарантируется без необходимости публикации их данных.
Недостатки:
Высокие вычислительные затраты: Генерация и проверка доказательств нулевого разглашения требуют значительных ресурсов, что приводит к относительно высоким издержкам и может увеличивать время обработки.
Ограниченная поддержка смарт-контрактов: Изначально оптимизированный для транзакций, ZK Rollup имеет ограниченную поддержку сложной логики смарт-контрактов, и не все функции Ethereum могут быть в нём реализованы напрямую.
Благодаря более простой разработке и более раннему запуску, решения на основе Optimistic Rollup (OP) сейчас занимают более 90% от общего заблокированного объема (TVL) в L2. Доля ZK-решений пока невелика, и им необходимы ускоренное развитие и активное построение экосистемы, чтобы конкурировать за пользователей. По мере созревания экосистемы Layer 2 и после обновления Cancun комиссии в Rollup значительно снизятся, и решающими факторами в конкуренции между ZK и OP станут именно рост пользовательской базы и развитие приложений.
3. Будущее Layer 2: путь вперёд с обновлением Cancun
Мы сравнили два основных решения Layer 2 — Optimistic Rollup и ZK Rollup. С приближением обновления Cancun перед L2 открываются новые горизонты. Это обновление станет важной вехой, направленной на повышение масштабируемости и производительности Ethereum. Оно позволит решениям второго уровня ещё теснее интегрироваться в экосистему, предлагая пользователям более быстрые и дешёвые транзакции. Выгоду получат оба направления — и Optimistic Rollup, и ZK Rollup. После Cancun скорость работы L2 вырастет в 10–100 раз, а комиссии снизятся. Мы вправе ожидать широкого внедрения решений Layer 2, что откроет новые возможности для создания высокопроизводительных и недорогих децентрализованных приложений в экосистеме Ethereum.
1. Основные положения
Апгрейд «Канкун» включает пять предложений по улучшению Ethereum (EIP), направленных на увеличение объёма хранимых данных и снижение комиссий. Его ключевым элементом является EIP-4844, а также четыре дополнительных улучшения: EIP-1153, EIP-4788, EIP-5656 и EIP-6780. Точная дата обновления пока не объявлена, но ожидается, что оно состоится в конце 2023 года.
EIP-4844: будучи центральным компонентом «Канкуна», EIP-4844, также известный как Proto-Danksharding, представляет собой решение для масштабирования, ориентированное на Rollup. Это первый шаг на пути к масштабированию Ethereum. До этого обновления данные Rollup постоянно хранились в блокчейне Ethereum, что делало стоимость хранения крайне высокой: до 90% комиссий пользователей Rollup уходило именно на оплату хранения данных. Для решения этой проблемы EIP-4844 вводит новый тип транзакций — Blob Transaction. Данные временно размещаются в «блобах» примерно на месяц, после чего автоматически удаляются. Для долгосрочного хранения сторонние провайдеры смогут предоставлять соответствующие услуги по мере необходимости. После интеграции Blob в протокол Ethereum через механизм Proto-Danksharding в каждый блок потенциально можно будет добавлять значительно больше блобов. Это приведёт к резкому росту пропускной способности сети (более чем в 100 раз) и одновременному снижению стоимости транзакций.
Другие принятые EIP включают:
EIP-1153: снижает стоимость хране��ия данных в блокчейне для оптимизации использования пространства блока.
EIP-4788: улучшает архитектуру мостов между блокчейнами и пулов стейкинга.
EIP-5656: вносит незначительные изменения в код, связанные с виртуальной машиной Ethereum (EVM).
EIP-6780: удаляет код, который потенциально может привести к прекращению работы смарт-контрактов.
2. На какие возможности стоит обратить внимание?
(1) Масштабный тренд Layer 2
Перегруженность сети Ethereum породила один из самых значимых трендов. На сегодняшний день совокупный TVL экосистемы L2 вырос более чем вдвое с начала года и достиг примерно $8 млрд.
Апгрейд «Канкун», будучи первым шагом к масштабированию Ethereum, сделает решения Layer 2 в 10–100 раз быстрее и дешевле! Масштабируемость и низкая стоимость транзакций, которые обеспечит EIP-4844, положительно скажутся на всех экосистемах L2: экосистема OP станет ещё более разнообразной, ZK-экосистема получит повышенную доступность данных и, как следствие, станет более применимой, а независимые решения Layer 2 с высокими операционными издержками получат возможность для стремительного роста. Снижение стоимости транзакций в сетях L2 обогатит их экосистемы и привлечёт новых пользователей.
Среди уже запущенных проектов лидерами текущего рынка L2 являются Arbitrum, Optimism, новичок zkSync и проверенный временем dYdX — вместе они занимают почти половину всего рынка L2. Сильные игроки укрепят свои позиции: ведущие протоколы в популярных направлениях получат ещё больший потенциал после апгрейда «Канкун».
Помимо уже запущенных проектов, стоит обратить внимание на Scroll, Linea и Taiko — решения, которые готовятся к запуску своих основных сетей.
Кроме того, более высокая скорость и низкие комиссии в сетях L2 неизбежно спровоцируют новый виток роста для проектов, которые в них работают. Ончейн-фьючерсы и опционы особенно чувствительны к низкой пропускной способности Ethereum; апгрейд «Канкун» принесёт существенные улучшения таким требовательным к скорости проектам, как GMX и GNS, расширив их потенциал для развития.
(2) Сектор Data Availability (DA): поскольку данные в блобах хранятся очень недолго, возникают сложности с доступом к историческим данным. Это создаёт спрос на децентрализованные хранилища, а также на использование уровня Data Availability в решениях для масштабирования Layer 2. Кроме того, апгрейд «Канкун» окажет положительное влияние на сети L1, расширяющие возможности хранени��, такие как EthStorage, Arweave и Filecoin — проекты, связанные с DA-слоем Ethereum.
3. Куда движется Layer 2?
В обозримом будущем, после запуска апгрейда «Канкун», Ethereum сможет предложить более высокую пропускную способность и более низкие комиссии. Это позволит приложениям на Layer 2 обрабатывать значительно больше транзакций и обеспечивать пользователям более быстрое подтверждение операций. Будь то финансовые платежи, игры или NFT — высокая производительность Layer 2 предоставит пользователям более плавный и эффективный опыт.
Однако сам по себе технологический прогресс не привлечёт пользователей. Для подлинного расцвета Layer 2 необходимы инновационные приложения. Согласно данным L2beat, на сегодняшний день количество запущенных и разрабатываемых решений Layer 2 достигло 29, причём на долю Arbitrum One, Optimism, zkSync Era и dYdX приходится уже 92,75% совокупной доли рынка, а остальные L2 делят между собой оставшиеся 6,25%.
Это напоминает ситуацию, когда построено множество скоростных магистралей, но из-за отсутствия спроса по ним ездит лишь несколько машин — с этой проблемой сталкиваются многие L2. Без качественных приложений ценность L2 невозможно реализовать: именно благодаря росту таких DeFi-приложений, как GMX, Arbitrum смогла создать процветающую экосистему. Только разработка более удобных, инновационных и практичных приложений, удовлетворяющих потребности пользователей, действительно привлечёт их внимание. Это требует смелых экспериментов и инноваций от разработчиков и предпринимателей, которые будут использовать преимущества Layer 2 для создания уникальных и привлекательных сценариев использования. Только так Layer 2 сможет по-настоящему интегрироваться в повседневную жизнь пользователей. Таким образом, помимо технологического развития, успешная миграция пользователей и продвижение приложений станут ключевыми факторами успеха Layer 2 в будущем.
Ссылки
1. https://vitalik.eth.limo/general/2023/06/09/three_transitions.html
2. https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698
https://www.datawallet.com/crypto/zk-rollups-vs-optimistic-rollups
3. https://www.coindesk.com/tech/2023/06/08/ethereum-developers-cement-final-lineup-of-changes-in-dencun-upgrade/
4. https://l2beat.com/scaling/tvl#upcoming
5. https://ethereum.org/zh/layer-2/
6. https://medium.com/bitcoin-news-today-gambling-news/ethereums-cancun-deneb-upgrade-everything-you-need-to-know-3e67439a036