VYSVĚTLENÍ ŠKÁLOVÁNÍ VRSTVY 2: PROČ JE TO DŮLEŽITÉ A JAK TO FUNGUJE

Co je škálování na 2. vrstvě?

Škálování na 2. vrstvě (L2) označuje soubor metod určených ke zvýšení kapacity, efektivity a použitelnosti blockchainové sítě zpracováním transakcí mimo primární blockchain neboli blockchain na 1. vrstvě (L1). Tento koncept vznikl s cílem překonat omezení řetězců L1, jako jsou Ethereum a Bitcoin, které trpí omezenou propustností a vysokými poplatky při přetížení.

Řešení L2 přesouvají většinu výpočtů a zpracování transakcí mimo řetězec a zároveň zachovávají celkovou bezpečnost a decentralizaci základního řetězce. Po zpracování dat mimo řetězec odesílají souhrny nebo konečné stavy do základního řetězce k ověření. Tento přístup drasticky snižuje náklady a zvyšuje rychlost, aniž by byla ohrožena nedůvěryhodnost nebo decentralizace.

Proč jsou řešení na 2. vrstvě nezbytná

Blockchainové sítě jsou navrženy s kompromisem mezi decentralizací, bezpečností a škálovatelností – koncept známý jako „trilema škálovatelnosti“. Zatímco řetězce na 1. vrstvě se snaží maximalizovat decentralizaci a bezpečnost, často se potýkají se škálováním. Například Ethereum dokáže zpracovat zhruba 15–30 transakcí za sekundu (TPS), což je nedostatečné pro masové využití, jako jsou hry, decentralizované finance (DeFi) nebo mikrotransakce v reálném čase.

S rostoucí poptávkou uživatelů se sítě přetíží. To zvyšuje poplatky za plyn a vede k pomalé finalizaci transakcí, což znemožňuje každodenní použití. L2 byla vyvinuta, aby tento nedostatek řešila bez úpravy podkladového protokolu základního řetězce.

Klíčové výhody škálování vrstvy 2

• Vylepšená propustnost: Zpracovává tisíce transakcí za sekundu (TPS).
• Snížené poplatky: Prováděním transakcí mimo řetězec se výrazně snižují síťové poplatky.
• Škálovatelnost: Umožňuje blockchainovým sítím podporovat dApps ve velkém měřítku.
• Zlepšená uživatelská zkušenost: Rychlejší transakční časy a nižší náklady přitahují více uživatelů.

Kdo používá řešení vrstvy 2?

Řešení vrstvy 2 jsou hojně využívána vývojáři, podniky a uživateli, kteří interagují s DeFi aplikacemi, NFT a herními platformami. Projekty založené na Ethereu obzvláště využívají L2 kvůli problémům s přetížením. Mezi příklady patří burzovní protokoly jako Uniswap, NFT platformy jako OpenSea a blockchainové hry jako Gods Unchained.

Velké instituce a vývojáři využívají vrstvu 2 k škálování aplikací bez obětování důvěry nebo decentralizace. Toto rostoucí přijetí je klíčové pro dosažení běžné integrace blockchainu v odvětvích od financí po logistiku.

Plazmové řetězce

Plazma je jednou z prvních technologií 2. vrstvy navržených pro škálování Etherea, kterou představili Vitalik Buterin a Joseph Poon. Plasma řetězce jsou podřízené řetězce, které pravidelně hlásí zpět hlavnímu řetězci Etherea. Umožňují zpracování mnoha transakcí mimo řetězec, přičemž pouze konečný stav je odeslán do 1. vrstvy Etherea.

Plazmové řetězce fungují prostřednictvím chytrých smluv, které spravují různé datové struktury. Uživatelé musí s těmito smlouvami interagovat, aby mohli vkládat, vybírat finanční prostředky nebo zpochybňovat podvodné transakce. Systém zajišťuje bezpečnost tím, že umožňuje řešení sporů prostřednictvím hlavního řetězce.

Výhody Plasmy:

• Efektivní pro jednoduché převody a platby
• Snižuje zátěž hlavní sítě Ethereum
• Zabezpečení je zděděno z Etherea

Nevýhody Plasmy:

• Omezeno na specifické typy transakcí
• Výstupní procedury mohou být pomalé
• Není ideální pro univerzální chytré smlouvy

Souhrny

Souhrny jsou nejoblíbenějším a nejrozšířenějším řešením L2. Provádějí transakce mimo blockchain L1, ale odesílají data transakcí do L1, čímž zajišťují zachování bezpečnostních záruk Etherea. Existují dva hlavní typy:

1. Optimistické souhrny: Předpokládají transakce platné, pokud nejsou zpochybněny. Spoléhají se na důkazy o podvodech založené na teorii her k detekci neplatných transakcí.
2. Zero-Knowledge (ZK) Rollupy: Používají kryptografické důkazy platnosti (často nazývané SNARK nebo STARK), které ověřují správnost transakcí bez odhalení datového obsahu.

Mezi příklady optimistických rolllupů patří Arbitrum a Optimism, zatímco mezi prominentní ZK Rollupy patří zkSync, Starknet a Loopring.

Výhody rolllupů:

• Vysoká škálovatelnost s bezpečností na úrovni Etherea
• Široká podpora chytrých smluv (zejména v ZK Rollupech)
• Nižší transakční poplatky a rychlejší potvrzení

Nevýhody:

• Optimistické rollupy mají 7denní čekací lhůtu na výběry
• Vývoj rollupů ZK je technicky složitý a nákladný

Státní kanály

Státní kanály umožňují dvěma stranám provádět transakce přímo mimo blockchain. Do hlavního blockchainu se odesílá pouze konečný stav, což dělá transakce rychlými a nákladově efektivními. Běžným příkladem je síť Bitcoin Lightning Network.

V Ethereu se státní kanály často zaměřují na herní nebo platební aplikace vyžadující vysokofrekvenční interakce. Účastníci obvykle vkládají aktiva do chytré smlouvy, volně interagují mimo řetězec a poté společně uzavřou kanál v řetězci.

Výhody:

• Téměř okamžité transakce s nízkými náklady
• Skvělé pro soukromé a časté směny

Omezení:

• Vyžaduje, aby obě strany byly online pro aktualizaci stavu
• Méně vhodné pro všeobecné decentralizované aplikace

Pokroky v technologiích 2. vrstvy

Řešení 2. vrstvy se rychle vyvíjejí. ZK Rollups získávají na popularitě díky své rychlosti, silným bezpečnostním předpokladům a kompatibilitě s chytrými smlouvami. Technologie jako zkEVM (virtuální stroje Ethereum s nulovými znalostmi) umožňují ZK Rollups dosáhnout plné kompatibility se stávajícími dApps Ethereum, což zvyšuje jejich použitelnost.

S tím, jak odvětví dále dozrává, se vyvíjejí hybridní řešení. Ta integrují více technologií 2. vrstvy nebo kombinují optimalizace 1. vrstvy (jako je sharding nebo danksharding) s architekturami 2. vrstvy. Výsledkem je vrstvený přístup ke škálování, který nabízí robustní vylepšení výkonu.

Protokoly jako Starknet a zkSync Era pracují na úplné decentralizaci svých protokolových vrstev a dále dosahují základního cíle blockchainu, kterým je interakce bez důvěry.

Integrace s upgrady vrstvy 1

Probíhající plán Etherea zahrnuje klíčové upgrady – jako je Proto-Danksharding a plný Danksharding – u kterých se očekává, že výrazně doplní sítě L2 snížením nákladů na dostupnost dat. Tato vylepšení pomohou efektivněji škálovat rollupy a snížit transakční náklady v celém stacku.

Tato integrace mezi vrstvou 1 a vrstvou 2 je klíčová. Vrstva 2 místo konkurence s L1 zvyšuje její použitelnost a zajišťuje, že Ethereum zůstane udržitelné i při zvýšeném zatížení a poptávce.

Přijetí v podnicích a institucích

Podniky si uvědomují užitečnost řešení vrstvy 2 pro aplikace, které vyžadují škálovatelnost, dodržování předpisů a soukromí. Od sledování logistiky až po tokenizaci nemovitostí a přeshraniční platby, řešení L2 činí blockchain vhodným pro širší škálu případů použití. Tento institucionální zájem je důležitý pro zavedení blockchainu v běžném provozu.

Cesta vpřed

Budoucnost škálování Layer 2 spočívá v neustálé integraci, optimalizaci a rozšiřování. S vývojáři zaměřenými na zlepšování uživatelské zkušenosti a propojovací nástroje budou hranice mezi Layer 1 a Layer 2 pro koncové uživatele stále plynulejší.

Řešení Layer 2 budou nakonec hrát klíčovou roli v realizaci slibu otevřených, programovatelných sítí, které mohou podporovat aplikace v globálním měřítku. S vývojem technologie můžeme očekávat obohacený ekosystém blockchainu, který efektivněji než kdykoli předtím kombinuje rychlost, cenovou dostupnost a decentralizaci.