Что такое Layer 2 в блокчейне?

Layer 2 — это протоколы, которые работают поверх базовой сети, позволяя быстрее и дешевле обрабатывать транзакции. Решение второго уровня — собирательный термин для всех проектов, которые ставят перед собой цель расширить возможности блокчейнов Layer-1 (в первую очередь — Ethereum и Bitcoin). 

Популярным решением второго уровня для BTC считается Lightning Network. Plasma, Polygon, Optimism и Arbitrum — небольшая часть технологий, которые относятся к решениям Layer-2, построенным на Ethereum.

Протокол Layer 2 состоит из двух составляющих: сети для обработки транзакций и смарт-контракта на блокчейне Layer 1, который позволяет достигать консенсуса между двумя сетями, добавляя обработанные транзакции второго уровня к базовому блокчейну. Таким образом, решения Layer 2 перенимают часть работы на себя, чтобы облегчить нагрузку на главную цепочку блоков. 

Общая характеристика всех решений L-2 заключается в том, что они должны предоставлять основной сети криптографическое "доказательство" точности предлагаемых транзакций, которые должны быть записаны в распредленный реестр.

Кроме того, технологии второго уровня отличаются тем, что они наследуют безопасность основной сети, на которой построены. Поэтому передаваемая информация проверяется и подтверждается базовым блокчейном, а не отдельными узлами. 

Перевод криптовалют между Layer-2 и Layer-1 осуществляется с помощью кроссчейн-мостов. 

В сентябре этого года блокчейн Ethereum успешно перешел на механизм консенсуса Proof of Stake. Одной из целей перехода было улучшение масштабируемости. Однако Layer2-решения все равно остаются актуальными для этой сети. 

Основные виды Layer 2 называются “Rollups”. Они обрабатывают сделки вне сети, в результате нуждаются в том, чтобы основная цепочка блоков проверяла их активность и хранила необработанные данные транзакций. Затем Rollups объединяют большое количество сделок в один компактный блок и передают их в блокчейн. Для подтверждения транзакций в блокчейне L-1 роллапам достаточного одного валидатора.

Rollups бывают двух типов, в зависимости от того, каким способом доказывается и записывается передаваемая ими информация в Layer-1.

Optimistic Rollups работают по принципу “доказательство ошибки”. Согласно этому подходу, решения Layer 2 автоматически полагают, что все транзакции соответствуют действительности. Если участник сети считает, что информация записана неверно, он может оспорить ее, предоставив смарт-контракту соответствующие доказательства. Когда “доказательство ошибки” обнародывается, транзакция перевыполняется, сравниваясь с первоначальной. Если новое исполнение отличается, исходные данные считаются недействительными и отменяются. Среди проектов этого вида L2 можно выделить Optimism и Arbitrum.

Zk-Rollups функционируют по модели “доказательство достоверности”.  Подтверждение блоков осуществляется специальными верификаторами, которые криптографически доказывают валидность операции. Этот процесс противоположен предыдущему, в данном случае все вычисления и сделки должны быть проверены и доказаны заранее. К такому виду относится технология Polygon. Именно этот L2-блокчейн считается первостепенным для масштабирования Ethereum, по мнению основателя сети Виталика Бутерина. Это связано с тем, что zk-Rollups выполняют проверку блоков гораздо быстрее, чем остальные виды Layer-2. 

Первые две вещи, за которые решения второго уровня любят больше всего, — это  увеличение числа транзакций в секунду (TPS) и сниженная комиссия за газ. Также они помогают улучшить безопасность за счет того, что обновления в Layer-2

не меняют данные в основном блокчейне. 

Layer 2 стали популярным методом решения проблемы масштабируемости, и повлияли на развитие криптовалютной сферы. Образование большого количества новых DeFi проектов и децентрализованных приложений было бы невозможно без этих протоколов, так как решения L2 помогают удовлетворить спрос пользователей на криптовалюты, возникнувший именно в результате эволюции технологии блокчейна.