Ethereum schalen met laag 2 -rollups

· Inhoudsopgave
· Inleiding
· Laag 1 en laag 2 blockchains begrijpen
· De blockchain trilemma
· De schaalbaarheidsuitdaging
· De rol van Layer 2 -oplossingen bij het schalen van L1 -blockchains
· Rollups begrijpen
· Soorten rollups: optimistisch versus geldigheid
· Geldigheidsrol-ups (aka nul-knowledge roll-ups)
· Optimistische rollen
· Bridging -tokens
· Conclusie
· Bronnen

Laag 2 -oplossingen transformeren Ethereum door de schaalbaarheidsbeperkingen aan te pakken. Onder deze zijn rollups naar voren gekomen als de meest effectieve manier om de transactiesnelheid te verbeteren en de kosten te verlagen met behoud van de veiligheid en decentralisatie van Ethereum.

Laag 1 (L1) blockchains dienen als de fundering van blockchain -netwerken, het uitvoeren en valideren van transacties onafhankelijk zonder te vertrouwen op externe systemen. Voorbeelden zijn onder meer Bitcoin, Ethereum en Solana.

Daarentegen, Laag 2 (L2) Solutions zijn gebouwd bovenop laag 1 blockchains om te verbeteren schaalbaarheid En efficiëntie. Ze verwerken transacties off-chain en registreren periodiek samenvattingen op de onderliggende L1-blockchain. Bijvoorbeeld, Optimisme, arbitrum en Starknet werken als L2 -oplossingen op Ethereumhet verbeteren van zijn transactiesnelheid en het verlagen van de kosten.

Blockchains streven ernaar om drie belangrijke kenmerken te bereiken: Beveiliging, decentralisatie en schaalbaarheid. Het bekende echter blockchain trilemma suggereert dat een systeem slechts twee hiervan tegelijk kan optimaliseren, waardoor een afweging op de derde moet worden uitgevoerd.

Ethereum heeft, samen met Bitcoin en andere laag 1 blockchains, historisch prioriteit gegeven beveiliging En decentralisatie over schaalbaarheiddie heeft geleid tot de ontwikkeling van Laag 2 (L2) Solutions Ontworpen om de schaalbaarheidskloof in laag 1 -netwerken aan te pakken.

Transactiekosten en wachttijden stijgen lineair met het aantal mensen dat Ethereum gebruikt – dat wil zeggen, hoe meer mensen Ethereum op een bepaald moment gebruiken, hoe langzamere en duurdere transacties worden.

Dit creëert een barrière voor de ontwikkeling en acceptatie van applicaties die afhankelijk zijn van snelle transacties en lage kosten, vooral bij het bedienen van grote gebruikersbases.

Om dit in perspectief te plaatsen, de Ethereum mainnet verwerkt slechts 13 transacties per seconde (TPS), terwijl Visa behandelt ongeveer 1.700 TPS. Het is duidelijk dat 13 TPS voor de meeste toepassingen onvoldoende is.

Dus waarom zou je het aantal transacties per blok op Ethereum niet gewoon verhogen? Het vergroten van de blokgrootte van Ethereum kan de kosten van hardloopknooppunten verhogen en decentralisatie ontmoedigen. Grotere blokken destabiliseer ook de consensus door moeilijker te verwerken, langzamer te verspreiden en meer bandbreedte te vereisen, waardoor knooppunten mogelijk achterblijven en resulteren in consensusfouten of tijdelijke vorken.

Laag 2 (L2) -oplossingen werden ontwikkeld om deze uitdagingen aan te gaan door het grootste deel van de computationele werklast die betrokken zijn bij het verwerken van transacties van de hoofd blockchain (laag 1) naar een secundaire laag te verplaatsen. Een Layer 2 -oplossing zal een extern, parallel netwerk gebruiken om transacties van de Mainchain te vergemakkelijken. Deze aanpak verhoogt de transactiedoorvoer aanzienlijk, verlaagt de kosten en verbetert de algehele gebruikerservaring – allemaal met behoud van de beveiliging en decentralisatie van de onderliggende L1 -blockchain.

Het ecosysteem van Layer 2 (L2) omvat een divers scala aan technologieën en frameworks, elk met zijn eigen verschillende kenmerken. De meest opvallende zijn rollups,, staatskanalenEn plasma. Dit artikel zal zich echter in de eerste plaats richten op rollupsomdat ze naar voren zijn gekomen als de meest effectieve L2 -oplossing voor het schalen van Ethereum.

Rollups verbeteren de schaalbaarheid van laag 1 (L1) door het grootste deel van de zware berekening naar een secundaire laag te laden (laag 2 of L2). In plaats van transacties één voor één op L1 te verwerken, behandelen rollups ze op L2, waar het kosteneffectiever is. Vervolgens groeperen ze meerdere transacties in een enkele samenvatting van de samengeperste en verzenden deze naar L1 voor verificatie.

Deze aanpak biedt verschillende voordelen:

• Lag de transactiekosten: Transacties worden verwerkt op een meer betaalbare laag en door ze te bundelen, helpen rollups de L1 -kosten te verlagen.
• Snellere transactieverwerking: Met minder beperkingen (zoals blokformaatbeperkingen en L1-gaskosten), kunnen transacties op L2 sneller worden verwerkt en vervolgens op L1 in bulk worden geregeld.
• Grotere functionaliteit: Rollups maken de introductie van functies en functionaliteiten mogelijk die mogelijk inefficiënt of onmogelijk te implementeren zijn op L1, zoals geavanceerde slimme contracten of privacyverbeteringen.

Rollups zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen: optimistische rollen En Geldigheidsrol -ups. Beide verbeteren de schaalbaarheid met behoud van de veiligheid en decentralisatie van laag 1 (L1), maar ze verschillen in hun validatiemechanismen.

• Optimistische rollen: Deze gaan ervan uit dat alle transacties standaard geldig zijn. Om fraude te voorkomen, omvatten ze een geschillenbeslechtingssysteem, waardoor iedereen een transactie binnen een ingestelde periode kan uitdagen (meestal tot een week). Als een frauduleuze transactie wordt gedetecteerd, wordt een “fraudebestendig” ingediend om de fout te bewijzen.
• Geldigheidsrol -ups: In plaats van te vertrouwen op geschillen, vereisen geldigheidsrolpunten operators om een ​​cryptografisch bewijs in te dienen dat de juistheid van elke transactie in een batch in een batch verifieert voordat deze wordt afgerond op L1.

Het belangrijkste verschil is dat optimistische rollups afhankelijk zijn van menselijke interventie om fraude te vangen, terwijl validiteitsrols vertrouwen op wiskundige bewijzen, waardoor ze inherent veiliger worden. Aangezien geldigheidsrol-ups geen uitdagingsperiode vereisen, bereiken ze bovendien een bijna-instant finaliteit op L1, terwijl optimistische rollups tot een week kunnen duren.

1. Starknet: Avalidity Rollup met native Account -abstractie en zijn eigen programmeertaal (Cairo) die optimaliseert voor het benutten van geldigheidsbewijzen.
2. Zksync: Nog een toonaangevende validiteitsrol met native account abstractie die draait op de Ethereum Virtual Machine (EVM).
3. Rol: Een EVM-compatibele validiteitsrol die zich richt op compatibiliteit op native niveau met bestaande Ethereum-DAPP’s en -hulpmiddelen.
4. Polygon zKevm: Gebouwd door L2 Scaling Veteran Polygon, ZKEVM is een EMV-compatibele validiteitsrol.
5. Lijn: Aangedreven door Consensys, het bedrijf achter Metamask, Linea is een geldigheidsrol die rechtstreeks beschikbaar is via Metamask.

1. Arbiter: De grootste optimistische rollen in termen van TVL en EMV-compatibel.
2. Optimisme: De op een na grootste optimistische rollen in termen van TVL en EMV-compatibel.
3. Baseren: De derde grootste optimistische rollen in termen van TVL en EMV-compatibel.

Aangezien L2’s afzonderlijke blockchains zijn van Ethereum L1, vereist bewegende activa zoals ETH of andere ERC-20-tokens tussen L1 en L2 het gebruik van een brug. Bridges vergemakkelijken dit proces door activa op de ene keten te vergrendelen en equivalente representaties aan de andere kant te maken. Bijvoorbeeld, bij het overbrengen van ETH van Ethereum naar een L2 zoals arbitrum, vergrendelt een brug de ETH op het Ethereum -mainnet en geeft een equivalente hoeveelheid ETH op arbitrum af.

Naarmate de adoptie van Ethereum groeit, spelen laag 2 -rollups een cruciale rol bij het waarborgen van schaalbaarheid zonder veiligheid of decentralisatie op te offeren. Door gebruik te maken van rollups, komen we dichter bij een efficiënter en toegankelijk blockchain -ecosysteem.