Стремительный рост технологии блокчейн произвел революцию в промышленности, а Ethereum стал ведущей платформой для децентрализованных приложений (dApps) и смарт-контрактов. Однако с ростом популярности Ethereum выросли и проблемы, особенно в плане масштабируемости. Высокие комиссии за транзакции, медленное время обработки и перегруженность сети создали значительные препятствия, затрудняющие эффективное обслуживание глобальной базы пользователей.
Именно здесь на помощь приходят Rollups, инновационное решение для масштабирования. Rollups представляет собой прорыв в технологии блокчейн, предлагая способ обрабатывать транзакции быстрее и экономичнее, сохраняя при этом децентрализованную и безопасную природу Ethereum. Передавая основную часть данных о транзакциях с главного блокчейна Ethereum (уровень 1) на решения уровня 2, Rollups стремятся уменьшить перегрузку и снизить комиссионные сборы без ущерба для основных ценностей технологии блокчейн. В этой статье мы рассмотрим, что такое роллапы, как они работают и почему они крайне важны для будущего Ethereum.
Как роллапы помогают масштабировать Ethereum
Популярность Ethereum как блокчейн-платформы росла в геометрической прогрессии, на ней размещены тысячи dApps, и она обеспечивает значительную часть криптовалютного рынка.
Однако этот успех выявил и ее недостатки: проблемы масштабируемости привели к высоким комиссиям за транзакции и замедлению обработки в периоды перегруженности сети. Роллапы предлагают инновационное решение этих проблем, снимая большую часть нагрузки по вычислениям и хранению данных с основной сети Ethereum.
- Эффективность транзакций за счет обработки вне цепочки
Роллапы работают за счет внецепочечной обработки транзакций, но при этом опираются на первый уровень Ethereum для обеспечения безопасности и доступности данных. Такая внецепочечная обработка снижает вычислительную нагрузку на узлы Ethereum. Объединяя несколько транзакций в один пакет и отправляя его в майнет, Rollups значительно сокращают объем данных, которые необходимо обрабатывать и хранить на блокчейне.
Например, вместо того чтобы обрабатывать 1 000 транзакций по отдельности на Ethereum, Rollups объединяет их в одну сжатую транзакцию. Это не только ускоряет процесс подтверждения транзакций, но и снижает плату за газ для пользователей, делая Ethereum более доступным для мелких транзакций.
- Увеличение пропускной способности транзакций
Одним из наиболее значимых преимуществ роллапов является их способность увеличивать пропускную способность транзакций. В то время как первый уровень Ethereum может обрабатывать около 15-20 транзакций в секунду (TPS), Rollups позволяет увеличить эту пропускную способность до тысяч TPS. Это делает Ethereum конкурентоспособным по отношению к централизованным системам, таким как Visa или PayPal, которые обрабатывают большие объемы транзакций.
Обеспечивая одновременное проведение большего количества транзакций, Rollups открывает путь к массовому внедрению технологии блокчейн. Приложения, требующие высокой пропускной способности, такие как игры, децентрализованные финансы (DeFi) и NFT, могут работать более эффективно, не испытывая ограничений, связанных с перегрузкой сети.
- Снижение платы за газ и доступность для пользователей
Высокая плата за газ в Ethereum была серьезным препятствием для многих пользователей, особенно для тех, кто хочет совершать небольшие транзакции или взаимодействовать с dApps. Роллапы значительно снижают комиссию за газ, распределяя стоимость операций на цепочке между несколькими транзакциями.
Например:
| Тип транзакции | Комиссия Ethereum Mainnet | Комиссия Rollup |
| Одиночная | $10–$20 | $0.05–$0.10 |
| Взаимодействие со смарт-контрактом | $50+ | $1–$5 |
Делая Ethereum более экономичным, роллапы привлекают более широкую аудиторию, включая разработчиков и пользователей из регионов с более низкой покупательной способностью.
- Сохранение децентрализации и безопасности
В отличие от некоторых альтернативных решений для масштабирования, которые полагаются на сайдчейны или внешние валидаторы, Rollups сохраняет децентрализованную и безопасную структуру Ethereum. Все данные, связанные с транзакциями, обрабатываемыми Rollups, хранятся на первом уровне Ethereum, что обеспечивает прозрачность и предотвращает цензуру. Кроме того, безопасность Rollups основана на надежных механизмах консенсуса Ethereum, защищающих пользователей от возможного мошенничества или манипуляций.
Таким образом, Rollups превращает Ethereum в более масштабируемую, экономичную и удобную для пользователей платформу без ущерба для децентрализации и безопасности. Эта технология - не только ответ на текущие проблемы, но и шаг к подготовке Ethereum к повсеместному внедрению.
Виды роллапов: Optimistic Rollups и ZK-Rollups и в чем их различие
Роллапы, как решение для масштабирования на уровне 2, бывают двух основных видов:
Optimistic Rollups и Zero-Knowledge (ZK) Rollups.
Оба они направлены на повышение масштабируемости Ethereum за счет разгрузки обработки транзакций от основной сети, но при этом существенно различаются по своим базовым механизмам, производительности и случаям использования. Для оценки того, какой тип роллапа лучше всего подходит для конкретных приложений, важно понимать эти различия.
Optimistic Rollups
Optimistic Rollups функционируют на основе предположения, что все транзакции являются действительными, если не доказано обратное. Транзакции обрабатываются вне цепочки, а результаты передаются в сеть Ethereum вместе с обязательством подтвердить их действительность.
Как они работают:
Когда партия транзакций отправляется в сеть Ethereum mainnet, валидаторы могут оспорить достоверность данных в течение определенного периода спора (например, одной недели). В случае успеха оспаривания некорректная транзакция отменяется, обеспечивая целостность системы.
Преимущества:
Эффективность для приложений, не требующих немедленного завершения.
Более низкие вычислительные требования по сравнению с ZK-роллапами.
Подходит для сложных взаимодействий смарт-контрактов.
Примеры: Arbitrum и Optimism - два ведущих проекта, использующих Optimistic Rollups для создания экономически эффективных и масштабируемых решений для пользователей Ethereum.
Zero-Knowledge (ZK-Rollups)
ZK-роллапы используют другой подход, используя криптографические доказательства, в частности доказательства c нулевым разглашением, для обеспечения валидности транзакций. Эти доказательства передаются в главную сеть Ethereum вместе с транзакциями, которые собираются в пакет, что устраняет необходимость в механизме разрешения споров.
Как они работают:
Вместо того чтобы предполагать достоверность, ZK-Rollups генерирует криптографическое доказательство, которое подтверждает правильность всех транзакций в партии. Это доказательство имеет небольшой размер и может быть быстро проверено на цепочке, обеспечивая быструю и безопасную обработку.
Преимущества:
Более быстрое завершение, поскольку нет необходимости в периоде ожидания.
Повышенная безопасность благодаря криптографическому механизму доказательства.
Более эффективна для приложений с высокой пропускной способностью.
Примеры: zkSync и StarkNet - известные платформы, использующие ZK-Rollups для обеспечения практически мгновенных транзакций с минимальными комиссиями.
Ключевые различия между оптимистическими и ZK-роллапами
| Особенность | Optimistic Rollups | ZK-Rollups |
| Проверка транзакций | Предполагается корректность (основано на механизме споров) | Криптографическое доказательство нулевого знания |
| Финальность | Отложенная (период споров) | Мгновенная |
| Эффективность | Подходит для сложных вычислений | Подходит для высокопроизводительных задач |
| Безопасность | Основана на механизме споров | Основана на доказательствах |
| Примеры | Arbitrum, Optimism | zkSync, StarkNet |
Оптимистические роллапы отлично подходят для пространств, требующих сложных взаимодействий смарт-контрактов, таких как децентрализованные биржи и игровые платформы.
ZK-Rollups, благодаря своей скорости и эффективности, идеально подходят для платежных решений, торговых площадок NFT и других сценариев использования, требующих больших объемов транзакций.
Оба типа роллапов играют важную роль в развитии масштабируемости Ethereum, каждый из них решает различные аспекты проблем сети. В следующем разделе мы рассмотрим преимущества Rollups для пользователей Ethereum, подчеркнув, как эта технология преобразует пользовательский опыт.
Примеры проектов и платформ, использующих Rollups
Применение роллапов значительно возросло, поскольку пользователи и разработчики Ethereum все чаще ищут решения для преодоления проблем масштабируемости и стоимости сети. Несколько ведущих блокчейн-платформ используют технологию Rollup, применяя как оптимистичные Rollups, так и ZK-Rollups для расширения своих предложений. Ниже представлены некоторые известные проекты и платформы, использующие Rollup, а также их уникальный вклад в экосистему Ethereum.
1. Arbitrum (Optimistic Rollup)
Arbitrum - одна из самых известных платформ, использующих Optimistic Rollups для создания масштабируемого и экономически эффективного решения второго уровня. Разработанная для бесшовной совместимости с существующей инфраструктурой Ethereum, Arbitrum предлагает:
- Более низкие комиссии за газ:Благодаря пакетной обработке транзакций и отправке их в мейннет Ethereum, пользователи получают значительное снижение стоимости транзакций.
- Высокая пропускная способность:Arbitrum может обрабатывать тысячи транзакций в секунду, что делает его идеальным для dApp, требующих высокой производительности.
- Поддержка смарт-контрактов:Полная совместимость со смарт-контрактами Ethereum позволяет разработчикам развертывать свои проекты без модификаций.
Arbitrum широко используется в децентрализованных финансовых приложениях и игровых платформах, демонстрируя практические преимущества оптимистических роллапов.
2. zkSync (ZK-Rollup)
zkSync - это ведущее решение для ZK-Rollup, в котором приоритетом являются безопасность и масштабируемость. Оно использует доказательства с нулевым разглашением для эффективной проверки транзакций, обеспечивая быстрое завершение и минимальные затраты. Ключевые особенности:
- Мгновенные транзакции:криптографические доказательства zkSync устраняют необходимость в периоде оспаривания, обеспечивая практически мгновенное завершение транзакции.
- Низкие тарифы:Благодаря сжатию данных о транзакциях в небольшие доказательства, zkSync минимизирует комиссию за газ, что делает его доступным для пользователей с разным бюджетом.
- Поддержка NFT:zkSync поддерживает майнинг и переводы NFT, удовлетворяя растущий спрос на коллекционные товары на основе блокчейна.
zkSync особенно популярен среди платежных процессоров и платформ NFT, предлагая надежное решение для высокочастотных и недорогих транзакций.
3. Optimism (Optimistic Rollup)
Optimism - еще один заметный игрок на рынке роллапов, призванный улучшить масштабируемость Ethereum без ущерба для его основных принципов. К основным преимуществам относятся:
- Дружественная разработчикам экосистема:Optimism поддерживает совместимость с инструментами Ethereum, такими как Solidity, что упрощает разработчикам создание и перенос dApps.
- Развитие, ориентированное на сообщество: Платформа стремится к децентрализации и расширению прав и возможностей пользователей, выделяя ресурсы на проекты, ориентированные на сообщество.
- Широко используется в DeFi: Многие проекты DeFi, включая Uniswap и Synthetix, интегрировали Optimism благодаря его высокой пропускной способности и сниженным комиссиям.
Широкое распространение Optimism подчеркивает жизнеспособность Rollups как долгосрочного решения для масштабирования Ethereum.
Другие известные платформы
Помимо трех лидеров, другие платформы также используют технологию Rollup:
- StarkNet: Платформа ZK-Rollup, ориентированная на конфиденциальность и масштабируемость.
- Loopring:ZK-Rollup, разработанная специально для децентрализованных бирж.
- Immutable X: решение второго уровня для NFT, предлагающее майнинг и торговлю без использования комиссий.
Роллапы доказали свою универсальность, удовлетворяя разнообразные потребности блокчейн-экосистемы. Ожидается, что с развитием технологии все больше проектов будут интегрировать Rollups, укрепляя их роль в дорожной карте масштабируемости Ethereum.
Будущее технологии Rollups
Роллапы уже произвели революцию в масштабируемости Ethereum, но их разработка еще далека от завершения. Будущие разработки направлены на повышение скорости, стоимости и совместимости, что обеспечит их устойчивое влияние на экосистему блокчейна.
Усовершенствования в ZK-роллапах. ZK-Rollups ожидают значительные улучшения в генерации доказательств и эффективности вычислений, что снизит затраты и сделает их более доступными для широкого применения в таких отраслях, как гейминг и DeFi.
Улучшение совместимости. В настоящее время ведутся работы по обеспечению прямой связи между роллапами и созданию единых стандартов, что способствует беспрепятственному взаимодействию между платформами и открывает новые возможности для кросс-роллапных экосистем DeFi.
Снижение затрат и ускоренное завершение операций. Роллапы продолжат снижать комиссии за транзакции и задержки, при этом оптимистичные роллапы будут стремиться к сокращению сроков рассмотрения споров, а ZK-роллапы - к расширению возможностей мгновенного завершения транзакций.
Интеграция с Ethereum 2.0. Сочетание шардинга и роллапов Ethereum 2.0 обеспечит непревзойденную масштабируемость, позволяя разработчикам создавать более инновационные и эффективные dApp.
Краткие выводы
Криптовалютные роллапы - это инновационная технология, позволяющая решить проблемы масштабируемости Ethereum, сохранив при этом его безопасность и децентрализацию. Предлагая экономически эффективные и высокопроизводительные решения с помощью Optimistic и ZK-Rollups, они меняют способы взаимодействия пользователей и разработчиков с блокчейном. С развитием роллапов, улучшением совместимости, снижением стоимости и интеграцией с Ethereum 2.0, они будут играть ключевую роль в массовом внедрении и поддержании доминирующего положения Ethereum в блокчейн-пространстве.