Масштабирование Ethereum & amp; криптовалюта для миллиарда пользователей

Руководство по мультичейновому будущему, сайдчейнам и решениям второго уровня

Around the Block от Coinbase Ventures проливает свет на ключевые тенденции в криптографии. Автор Джастин Март & amp; Коннор Демпси .

По состоянию на конец 2021 года Ethereum вырос для поддержки тысяч приложений из децентрализованных финансов, NFT, игр и т. д. . Вся сеть ежегодно проводит транзакции на триллионы долларов, при этом на платформе заблокировано более 170 миллиардов долларов.

Но, как говорится, больше денег, больше проблем. Децентрализованный дизайн Ethereum ограничивает количество транзакций, которые он может обрабатывать, до 15 в секунду. Поскольку популярность Ethereum намного превышает 15 транзакций в секунду, результатом является долгое ожидание и комиссия до 200 долларов за транзакцию. В конечном итоге это приводит к снижению стоимости многих пользователей и ограничению типов приложений, которые Ethereum может обрабатывать сегодня.

Если блокчейны на основе смарт-контрактов когда-либо будут расти для поддержки финансовых приложений и приложений Web 3 для миллиардов пользователей нужны масштабирующие решения. К счастью, кавалерия начинает прибывать, и в последнее время появилось много предложенных решений.

В этом выпуске Around The Block мы исследуем масштабные коллективные поиски криптовалютного мира. *

Чтобы конкурировать или дополнять?

Цель состоит в том, чтобы увеличить количество транзакций, которые могут обрабатывать открытые платформы смарт-контрактов, при сохранении достаточной децентрализации . Помните, было бы тривиально масштабировать платформы смарт-контрактов с помощью централизованного решения, управляемого одной организацией (Visa может обрабатывать 45000 транзакций в секунду), но тогда мы вернемся к тому месту, с которого начали: в мир, принадлежащий горстке мощные централизованные субъекты.

Для решения этой проблемы используются двоякие подходы: (1) создавать новые сети, конкурентоспособные по сравнению с Ethereum, которые могут обрабатывать больше активности, или (2) создавать дополнительные сети, которые могут справиться с избытком Ethereum. емкость.

В целом, они делятся на несколько категорий:

  • Блокчейны уровня 1 (конкурентоспособные по сравнению с Ethereum)
  • Sidechains (в некоторой степени дополняющие Ethereum )
  • Сети уровня 2 (дополняющие Ethereum)

Хотя каждая из них отличается архитектурой и подходом, цель одна: позволить пользователям фактически использовать сети (например, взаимодействовать с DeFi, NFT и т. д.), не платя непомерных комиссий и не испытывая длительного ожидания.

Уровни 1

Ethereum считается всем Блокчейн ayer 1 — независимая сеть, которая защищает средства пользователей и выполняет транзакции в одном месте. Хотите обменять 100 долларов США на DAI с помощью приложения DeFi, такого как Uniswap? Ethereum — это то место, где все происходит.

Конкурирующие уровни 1 делают все, что делает Ethereum, но в совершенно новой сети — все до орехов. Их отличает новый дизайн систем, обеспечивающий более высокую пропускную способность, что приводит к снижению комиссий за транзакции, но обычно за счет увеличения централизации.

Новые уровни 1 начали массово вводиться в эксплуатацию за последние 10 месяцев, при этом совокупная стоимость этих сетей взлетела с 0 до ~ 75 миллиардов долларов за тот же период времени. В настоящее время это направление возглавляют Solana, Avalanche, Terra и Binance Smart Chain, каждая из которых имеет растущие экосистемы, стоимость которых достигла более 10 миллиардов долларов.

Ведущие не-ETH L1 по TVL

Все уровни 1 конкурируют за привлечение как разработчиков, так и пользователей. Сделать это без каких-либо инструментов и инфраструктуры Ethereum, которые упрощают создание и использование приложений, сложно. Чтобы восполнить этот пробел, многие уровни 1 используют тактику, называемую совместимостью с EVM.

EVM — это виртуальная машина Ethereum, и, по сути, это мозг, который выполняет вычисления для выполнения транзакций. Сделав свои сети совместимыми с EVM, разработчики Ethereum могут легко развернуть свои существующие приложения Ethereum на новом уровне 1, по сути скопировав и вставив свой код. Пользователи также могут легко получить доступ к уровням 1, совместимым с EVM, с помощью своих существующих кошельков, что упрощает им миграцию.

Возьмем Binance Smart Chain (BSC) в качестве примера. Запустив сеть, совместимую с EVM, и настроив консенсусный дизайн, чтобы обеспечить более высокую пропускную способность и более дешевые транзакции, прошлым летом BSC увидела взрывной рост использования десятков приложений DeFi, которые напоминают популярные приложения Ethereum, такие как Uniswap и Curve. Avalanche, Fantom, Tron и Celo также использовали тот же подход.

И наоборот, Terra и Solana в настоящее время не поддерживают совместимость с EVM.

TVL совместимых с EVM и несовместимых с EVM L1

Совместимые цепочки

В несколько ином сегменте уровня 1 находятся экосистемы блокчейнов, такие как Cosmos и Polkadot. Вместо того, чтобы создавать новые автономные цепочки блоков, эти проекты создали стандарты, позволяющие разработчикам создавать цепочки блоков для конкретных приложений, способные взаимодействовать друг с другом. Это может позволить, например, использовать токены из игровой цепочки блоков в приложениях, построенных на отдельной цепочке блоков для социальных сетей.

В настоящее время в цепочках, построенных с использованием стандарта Cosmos, хранится более 100 миллиардов долларов, которые в конечном итоге могут взаимодействовать. Между тем, Polkadot недавно достигла важной вехи, которая аналогичным образом объединит свою экосистему блокчейнов.

Короче говоря, сейчас существует разнообразный ландшафт прямых конкурентов Ethereum, и их количество на подходе.

Sidechains

Различие между сайдчейнами и новыми уровнями 1, по общему признанию, нечеткое. Сайдчейны очень похожи на уровни 1, совместимые с EVM, за исключением того, что они были специально созданы для работы с избыточной мощностью Ethereum, а не для конкуренции с Ethereum в целом. Эти экосистемы тесно связаны с сообществом Ethereum и дополняют друг друга приложениями Ethereum.

Сайдчейн Ronin от Axie Infinity является ярким примером. Axie Infinity — это игра NFT, изначально построенная на Ethereum. Поскольку сборы Ethereum сделали игру слишком дорогой, сайдчейн Ronin был построен, чтобы позволить пользователям перемещать свои NFT и токены из Ethereum в среду с низкой комиссией. Это сделало игру доступной для большего числа пользователей и предшествовало взрыву ее популярности.

На момент написания этой статьи пользователи перевели более 7,5 миллиардов долларов с Ethereum на Ronin, чтобы играть в Axie Infinity.

Polygon POS

Там, где сайдчейны, такие как Ronin, относятся к конкретным приложениям, другие подходят для приложений более общего назначения. Прямо сейчас сайдчейн PoS от Polygon является лидером отрасли, его стоимость составляет около 5 миллиардов долларов, развернуто более 100 DeFi и игровых приложений, включая знакомые имена, такие как Aave и Sushiswap, а также клон Uniswap под названием Quickswap.

Опять же, Polygon POS действительно не сильно отличается от уровня 1, совместимого с EVM. Однако он был создан как часть платформы для масштабирования Ethereum, а не для конкуренции с ним. Команда Polygon видит будущее, в котором Ethereum останется доминирующим блокчейном для транзакций с высокой стоимостью и хранения стоимости, в то время как повседневные транзакции будут перемещаться в более дешевые блокчейны Polygon. (Polygon POS также поддерживает особые отношения с Ethereum с помощью процесса, известного как контрольные точки).

С комиссией за транзакцию менее пенни видение будущего Polygon выглядит правдоподобным. А с помощью программ стимулирования пользователи устремились к POS-терминалам Polygon с ежедневными транзакциями, превосходящими Ethereum (хотя транзакции из-за спама увеличивают это число).

Уровни 2 (Свертывания)

Уровни 1 и Перед сайдчейнами стоит особая задача: защитить свои блокчейны. Для этого они должны заплатить новой группе майнеров или валидаторам подтверждения доли за проверку и безопасность транзакций, обычно в форме инфляции от базового токена (например, $ MATIC от Polygon, $ AVAX от Avalanche).

Однако это имеет заметные недостатки:

  • Наличие базового токена естественным образом делает вашу экосистему более конкурентоспособной, а не дополняет Ethereum.
  • Проверка и защита транзакций — сложная и трудная задача. что ваша сеть несет ответственность на неопределенный срок

Было бы неплохо, если бы мы могли создать масштабируемые экосистемы, позаимствованные у безопасности Ethereum? Введите сети уровня 2 и, в частности, «свертки». Вкратце, уровни 2 — это независимые экосистемы, которые расположены поверх Ethereum таким образом, что для обеспечения безопасности полагается на Ethereum.

Что критически важно, это означает, что уровни 2 не нуждаются в собственном токене, поэтому Они не только больше дополняют Ethereum, но и по сути являются частью Ethereum . Дорожная карта Ethereum даже отдает дань уважения этой идее, сигнализируя о том, что Ethereum 2.0 будет «ориентированным на объединение».

Как работают объединения

Уровни 2 обычно называют объединениями, потому что они «объединяются» или объединяйте транзакции вместе и выполняйте их в новой среде перед отправкой обновленных данных транзакции обратно в Ethereum. Вместо того, чтобы сеть Ethereum обрабатывать 1000 транзакций Uniswap по отдельности (дорого!), Вычисления выгружаются на накопительном уровне 2 перед отправкой результатов обратно в Ethereum (дешево!).

Однако, когда результаты публикуются, Вернемся к Ethereum, как Ethereum узнает, что данные верны и действительны? И как Ethereum может помешать кому-либо публиковать неверную информацию? Это важные вопросы, которые различают два типа сводных данных: Оптимистические сводные данные и Сводные данные с нулевым разглашением (ZK-накопительные пакеты).

Оптимистические сводные данные

При отправке результатов обратно в Ethereum оптимистичные сводные данные « оптимистично» предполагают, что они действительны. Другими словами, они позволяют операторам накопительного пакета публиковать любые данные, которые они хотят (включая потенциально неверные / мошеннические данные), и просто предполагают, что они верны — без сомнения, оптимистичный прогноз! Но есть способы борьбы с мошенничеством. Что касается проверки и баланса, после любого снятия средств существует промежуток времени, когда любой, кто наблюдает, может заявить о мошенничестве (помните, что блокчейны прозрачны, каждый может наблюдать за тем, что происходит). В случае, если один из этих наблюдателей может математически доказать факт мошенничества (путем представления доказательства мошенничества), накопительный пакет отменяет любые мошеннические транзакции, наказывает злоумышленника и вознаграждает наблюдателя (умная система стимулов!).

Недостатком является небольшая задержка при перемещении средств между накопительным пакетом и Ethereum, ожидая, чтобы увидеть, поймают ли какие-либо наблюдатели какое-либо мошенничество. В некоторых случаях это может занять до недели, но мы ожидаем, что со временем эти задержки уменьшатся.

Ключевым моментом является то, что оптимистичные накопления неразрывно связаны с Ethereum и готовы помочь масштабированию Ethereum Cегодня. Соответственно, мы наблюдаем стремительный рост, когда многие ведущие проекты DeFi переходят в ведущие оптимистичные объединения — Arbitrum и Optimistic Ethereum.

Arbitrum & amp; Оптимистичный Ethereum

Arbitrum (от Off-chain Labs) и Optimistic Ethereum (от Optimism) — два основных проекта, реализующих сегодня оптимистичные сводные данные. Примечательно, что обе компании все еще находятся на ранней стадии: обе компании поддерживают уровни централизованного контроля, но планируют децентрализоваться со временем.

По оценкам, когда они станут зрелыми, оптимистичные агрегаторы могут предложить где-то в 10–100 раз больше. улучшение масштабируемости. Даже в первые дни своего существования приложения DeFi на Arbitrum и Optimism уже принесли миллиарды долларов в стоимости сети.

Оптимизм находится на более ранней стадии своей кривой внедрения: более 300 миллионов долларов США в виде TVL, развернутых в 7 приложениях DeFi, в первую очередь Uniswap, Synthetix и 1inch.

Далее идет Arbitrum: около 2,5 млрд долларов в TVL для более чем 60 приложений, включая знакомые протоколы DeFi, такие как Curve, Sushiswap и Balancer.

Aribtrum также был было выбрано Reddit в качестве масштабирующего решения для их долгожданных усилий по токенизации точек сообщества для 500 миллионов активных пользователей платформы социальных сетей в месяц.

ZK Rollups

Там, где оптимистичные объединения предполагают транзакции действительны и оставляют место для других, чтобы доказать мошенничество, накопительные пакеты ZK фактически доказывают сети Ethereum, что транзакции действительны.

Наряду с результатами связанных транзакций они представляют так называемое доказательство действительности на смарт-контракт Ethereum. Как следует из названия, доказательства достоверности позволяют сети Ethereum проверять действительность транзакций, что делает невозможным обмануть систему ретранслятором. Это устраняет необходимость в окне защиты от мошенничества, поэтому перемещение средств между Ethereum и ZK-накопителями происходит практически мгновенно.

Хотя мгновенные расчеты и отсутствие времени вывода средств кажутся отличными, накопления ZK не обходятся без компромиссов. Во-первых, создание доказательств действительности требует больших вычислительных ресурсов, поэтому вам нужны мощные машины, чтобы заставить их работать. Во-вторых, сложность, связанная с доказательствами действительности, затрудняет поддержку совместимости с EVM, ограничивая типы смарт-контрактов, которые могут быть развернуты до ZK-накопительных пакетов. Таким образом, оптимистичные накопительные пакеты были первыми на рынке и более способны решить проблемы масштабирования Ethereum сегодня, но ZK-накопительные пакеты могут стать лучшим техническим решением в долгосрочной перспективе.

ZK Rollup Adoption

Пейзаж накопительного пакета ZK глубок, с несколькими командами и реализациями в работе и на производстве. Некоторые известные игроки включают Starkware, Matter Labs, Hermez и Aztec. Сегодня ZK-rollups в основном поддерживают относительно простые приложения, такие как платежи или обмены (из-за ограничений на то, какие типы приложений ZK-rollups могут поддерживать сегодня). Например, биржа деривативов dYdX использует накопительное решение ZK от Starkware (StarkEx) для поддержки почти 5 миллионов еженедельных транзакций и более 1 миллиарда долларов в виде TVL.

Однако реальный приз — это накопительные решения ZK, которые полностью совместимы с EVM и, таким образом, способны поддерживать популярные общие приложения (например, полный набор приложений DeFi) без задержек на снятие средств оптимистичных сводных данных. Основными игроками в этой области являются zkSync 2.0 от MatterLab, Starknet от Starkware, zkEVM от Polygon Hermez и Polygon Miden, которые в настоящее время работают над запуском основной сети. (Тем временем Aztec сосредоточен на применении доказательств zk для защиты конфиденциальности).

Многие в отрасли (включая Виталика) рассматривают накопительные пакеты ZK в сочетании с Ethereum 2.0 как длинный долгосрочное решение для масштабирования Ethereum, в основном благодаря их способности обрабатывать сотни тысяч транзакций в секунду без ущерба для безопасности или децентрализации . Предстоящее развертывание полностью совместимых с EVM накопительных пакетов ZK будет одним из ключевых На что стоит обратить внимание по мере продвижения к масштабированию Ethereum.

Фрагментирующий мир

В долгосрочной перспективе эти решения для масштабирования необходимы, если платформы смарт-контрактов должны масштабироваться до миллиардов пользователей. Однако в ближайшем будущем эти решения могут создать серьезные проблемы как для пользователей, так и для операторов криптографии. Переход от Ethereum к этим сетям требует использования межсетевых мостов, что является сложным для пользователей и несет в себе скрытый риск. Например, несколько межцепочечных мостов уже стали целью эксплойтов на сумму более 100 миллионов долларов.

Что еще более важно, мир мультицепей объединяемость и ликвидность фрагментов . Учтите, что Sushiswap в настоящее время реализован в Ethereum, Binance Smart Chain, Avalanche, Polygon и Arbitrum. Если раньше ликвидность Sushiswap была сосредоточена в одной сети (Ethereum), то теперь она распределена по пяти различным сетям.

Приложения Ethereum уже давно извлекают выгоду из компоновки — то есть Sushiswap на Ethereum является подключаемым модулем. и играйте с другими приложениями Ethereum, такими как Aave или Compound. По мере распространения приложений в новые сети приложение, реализованное на одном уровне 1 / боковой цепи / уровне 2, больше не может быть объединено с приложениями, реализованными на другом уровне, что ограничивает удобство использования и создает проблемы для пользователей и разработчиков.

Неопределенное будущее

Будут ли новые уровни 1, такие как Avalanche или Solana, продолжать расти, чтобы конкурировать с Ethereum? Будут ли разрастаться блокчейн-экосистемы, такие как Cosmos или Polkadot? Будут ли сайдчейны продолжать работать в гармонии с Ethereum, используя его избыточную мощность? Или выиграют свертки в сочетании с Ethereum 2.0? Никто не может сказать наверняка.

Хотя будущее неопределенно, каждый может утешиться знанием того, что существует так много умных команд, посвященных решению самых сложных проблем, с которыми сталкиваются открытые сети без разрешения. Точно так же, как широкополосный доступ в конечном итоге помог Интернету поддерживать множество революционных приложений, таких как YouTube и Uber, мы полагаем, что в конечном итоге мы рассмотрим победившие решения для масштабирования в том же свете.

* Этот пост посвящен по масштабированию блокчейнов на основе смарт-контрактов. Масштабирование биткойнов лучше всего сохранить для будущей публикации.

Масштабирование Ethereum & amp; Изначально криптовалюта для миллиарда пользователей была опубликована в блоге Coinbase на Medium, где люди продолжают разговор, выделяя эту историю и отвечая на нее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *