L1 VS. L2: POROVNÁNÍ ZABEZPEČENÍ, NÁKLADŮ A ŠKÁLOVATELNOSTI

Rozdíly v zabezpečení mezi řešeními L1 a L2

Při hodnocení blockchainových řešení Layer 1 (L1) a Layer 2 (L2) je bezpečnost primárním zájmem. Pochopení bezpečnostních modelů obou je klíčové pro vývojáře, investory a podniky, které se snaží vyvážit výkon s robustností.

Co je zabezpečení Layer 1?

Blockchainy Layer 1, jako je Bitcoin a Ethereum, udržují zabezpečení na úrovni protokolu. Použité konsenzuální mechanismy – Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) – jsou nedílnou součástí zabezpečení sítě. Tyto systémy se spoléhají na distribuovanou síť validátorů neboli těžařů, kteří zpracovávají transakce a přidávají je do blockchainu, což znemožňuje útočníkům získat kontrolu nad daty nebo je manipulovat s nimi.

Charakteristika zabezpečení L1:

• Vysoká decentralizace: Zajišťuje nedůvěryhodné operace a odolnost vůči koordinovaným útokům.
• Integrita na základní úrovni: Všechny transakce jsou finalizovány v řetězci, což snižuje riziko manipulace s daty nebo revize historie.
• Zavedené konsenzuální protokoly: Časem prověřené infrastruktury prokazují spolehlivost a robustnost za různých tržních podmínek.

Co je zabezpečení 2. vrstvy?

Řešení 2. vrstvy, včetně rollupů a sidechainů, se v různé míře spoléhají na základní síť 1. vrstvy, pokud jde o zabezpečení. Rollupy (jako Optimistic a ZK-Rollupy) jsou zabezpečeny odesíláním dat o transakcích nebo důkazů zpět do L1, zatímco sidechainy jako Polygon mohou používat vlastní mechanismy konsensu.

Klíčové kompromisy v oblasti zabezpečení L2:

• Architektury rollupů: Nabízejí silné zabezpečení pomocí L1 jako vrstvy vypořádání, zejména v ZK-Rollupech, kde důkazy s nulovou znalostí zajišťují integritu.
• Sidechainy: Nemusí zdědit plné zabezpečení na úrovni L1, pokud se jejich konsenzus liší nebo je centralizovaný.
• Okna pro podvody/zpoždění: Optimistické rollupy se při vynucování zabezpečení spoléhají na období sporů, čímž vystavují uživatele potenciálnímu zpoždění při ukončení.

Srovnávací shrnutí:

L1 představují silné, nativní zabezpečení na úkor škálovatelnosti. L2 se snaží udržovat dostatečné zabezpečení a zároveň zlepšovat výkon, i když to může v závislosti na struktuře znamenat složitost a rizika (zejména u postranních řetězců).

Nákladová efektivita vrstvy 1 vs. vrstvy 2

Transakční náklady jsou jedním z hlavních úzkých míst, kterým čelí přijetí blockchainu. Řetězce vrstvy 1 nabízejí robustní zabezpečení, ale často trpí omezenou propustností a vysokými transakčními náklady, zejména v přetížených sítích. Řešení vrstvy 2 se snaží tyto problémy řešit efektivním přesunutím zpracování transakcí a vypořádání výsledků zpět na základní vrstvu.

Pochopení transakčních nákladů L1

Sítě vrstvy 1 často zažívají vysoké transakční poplatky z důvodu:

• Přetížení sítě: Omezený prostor v blocích v sítích L1, jako je Ethereum, způsobuje nabídkové války a zvyšuje poplatky za plyn.
• Nativní trhy s poplatky: Struktury odměn PoW a PoS motivují validátory prostřednictvím poplatků, což má přímý dopad na uživatele.
• Dlouhé doby potvrzení: Pro zajištění bezpečnosti a decentralizace se bloky zpracovávají pomaleji, což zvyšuje časově citlivé náklady.

Výhody nákladů L2

Řešení L2 agregují více transakcí do jednoho podání L1, čímž výrazně snižují poplatky na uživatele:

• Souhrny: Optimistické i ZK-Rollupy komprimují transakční data a rozdělují náklady mezi účastníky.
• Státové kanály: Transakce probíhají mimo řetězec a vypořádávají se pouze jednou, čímž se minimalizují náklady na řetězec.
• Vedlejší řetězce: Mohou nabízet snížené poplatky díky odlišným ekonomickým pravidlům a vyšší propustnosti.

Příklady z reálného světa:

• Základní vrstva Etherea: Během špičky mohou poplatky za plyn dosáhnout stovek dolarů za transakci.
• Arbitrum/Optimismus (L2 Rollupy): Nabízejí typické transakční náklady za zlomek cen L1 (např. <0,50 USD).
• Polygon (Vedlejší řetězec): Umožňuje téměř okamžité transakce s minimálními poplatky, i když s odlišnými předpoklady důvěryhodnosti.

Ekonomické Úvahy:

Pro aplikace vyžadující časté mikrotransakce, jako jsou hry nebo platby, nabízejí řešení L2 životaschopnější strukturu. Projekty vyžadující nejvyšší zabezpečení, jako jsou velké DeFi protokoly, však mohou i přes náklady stále preferovat přímou interakci L1.

Shrnutí:

Náklady na L1 jsou vyšší kvůli nativnímu zabezpečení a omezením kapacity, zatímco řešení L2 dramaticky snižují transakční náklady prostřednictvím mechanismů škálování a agregace, což je činí vhodnějšími pro široké použití.

Analýza škálovatelnosti: Architektury L1 vs. L2

Škálovatelnost je dnes pravděpodobně nejdůležitější výzvou ve vývoji blockchainu. Zatímco vrstvy 1 tvoří základy pro bezpečnou infrastrukturu, vrstvy 2 jsou navrženy explicitně tak, aby zvládaly větší propustnost, vytvářely plynulejší uživatelské prostředí a umožňovaly masové přijetí.

Omezení škálovatelnosti L1

Tradiční blockchainy L1, jako je Bitcoin (7 TPS) a Ethereum (~15 TPS), jsou výrazně omezeny v počtu transakcí, které mohou zpracovat za sekundu. Toto omezení vyplývá z:

• Konsenzuální složitost: Zajištění decentralizace a zabezpečení vyžaduje čas a omezuje propustnost.
• Omezení velikosti bloku: Řízení dat zabraňuje nafouknutí řetězce, ale potlačuje kapacitu aktivit.
• Zpoždění šíření sítě: Distribuované procesy ověřování znemožňují okamžité vypořádání.

V důsledku toho vede vyšší využití k pomalejšímu zpracování a nadsazeným poplatkům za plyn. Několik L1 sítí, jako je Solana nebo Avalanche, dosáhlo pokroku ve škálování na úrovni bloků, ale často zavádí kompromisy v decentralizaci nebo zabezpečení.

Jak L2 zvyšuje škálovatelnost

L2 sítě jsou navrženy tak, aby zvyšovaly výkon, aniž by byla ohrožena základní integrita L1 sítí. Různé typy vrstev 2 dosahují škálovatelnosti různými způsoby:

• Optimistické rouply: Spojují transakce s předpokladem platnosti, což umožňuje vysokou propustnost a mechanismy pro zpožděné zpoždění podvodů.
• ZK-rouply: Používají kryptografické důkazy k ověření platnosti transakcí mimo řetězec, čímž rychle vypořádávají mnoho transakcí současně na L1.
• Stavové kanály: Umožňují více interakcí mimo řetězec s minimálními daty v řetězci.
• Postranní řetězce: Fungují paralelně s L1 s nezávislými pravidly a nabízejí rychlé a levné zpracování transakcí.

Každý model přináší různé úrovně propustnosti, často dosahuje stovek až tisíců transakcí za sekundu, ve srovnání se základními 15 TPS Etherea. Například zkSync a Arbitrum škálují ekosystém Etherea o řády.

Aspekty kompromisů škálovatelnosti:

• Dostupnost dat: Zajištění přístupnosti všech transakčních dat pro ověření může omezit výkon rollupů.
• Latence: Některé L2 vrstvy obětují dobu finality pro vyšší propustnost (např. okna odolná proti podvodům u Optimistic Rollupů).
• Vyspělost infrastruktury: L2 vrstvy se stále vyvíjejí a síťové efekty mohou chvíli trvat, než se upevní jejich přijetí vývojáři a uživateli.

Závěr:

Vrstvy 2 výrazně překonávají L1 vrstvy v čisté propustnosti a lze je přizpůsobit specifickým případům použití. Je však třeba zvážit kompromisy v oblasti složitosti, uživatelské zkušenosti a předpokladů důvěryhodnosti. Úspěšný blockchainový ekosystém často kombinuje L1 i L2, aby optimalizoval škálovatelnost, aniž by ohrožoval základní bezpečnostní principy.