Проблема 2-nd Layer решений для Ethereum

За последний год было выпущено множество решений второго уровня для Ethereum. Polygon, Arbitrum, Harmony, Optimism, xDai. Может есть еще какие-то решения, но это самые популярные и известные. И самое главное - они уже работают.

Все они стремятся решить проблему масштабируемости эфира. Ethereum сейчас поддерживает 13-15 транзакций в секунду на базовом уровне. С его огромной инфраструктурой это привело к взлету комиссий. Обмен токенов на Uniswap может стоить 200-300 долларов. Самая простая транзакция в эфире сейчас стоит 15-20 долларов. Иногда комиссии доходят и до 1000 долларов, если идет взаимодействие со сложным смарт-контрактом.

До полноценного запуска Ethereum 2.0 еще долго, поэтому стали появляться решения второго уровня. Все они нацелены на увеличение количества возможных транзакций в секунду. Пока Ethereum обрабатывает 15 транзакций в секунду, пропускная способность Polygon может достигать 7000 транзакций за то же время.

Давайте рассмотрим принцип работы решений второго уровня на примере Polygon. 

Чтобы использовать Polygon нужно перенести токены с Ethereum. Делается это через мост Polygon Bridge.

Представим, что вы переносите 1 ETH на Polygon. Ваш 1 ETH блокируется в смарт-контракте на блокчейне эфириума и происходит mint(создание) 1 ETH в сети Polygon. Так же работает и в обратную сторону. Вы сжигаете 1 ETH в сети Polygon и смарт-контракт размораживает ваш 1 ETH на основном блокчейне. Такая модель позволяет поддерживать баланс между замороженными и выпущенными токенами. 

Примерно по такой схеме работают все решения второго уровня для эфира. Но почему такая разница в скорости транзакций? Почему Polygon может обрабатывать до 7000 транзакций в секунду, а эфир нет?

Все дело в алгоритме консенсуса и времени создания новых блоков. Ethereum использует Proof of Work, а все решения второго уровня работают через Proof of Stake. Отличия между этими двумя алгоритмами консенсуса весьма значительные. У меня на канале есть отдельный ролик про это - https://youtu.be/JNUmKj6HqOs

На пропускную способность сети влияет множество факторов: Размер блока, скорость создания блока, вес транзакции, скорость проверки блоков валидаторами и.т.д.

В сети Polygon(и других решениях второго уровня) для подтверждения транзакций и создания новых блоков используются валидаторы. Чем больше токенов Matic у валидатора - тем выше шанс того, что он создаст новый блок и получит за него награду. Не будем глубоко вдаваться в подробности Proof of Stake. Главное, что нужно понять - сети с Proof of Stake гораздо более централизованны, чем сети с Proof of Work.

Очень важно и количество валидаторов, которые присутствуют в сети. В случае с Polygon, 3 валидатора владеют 64% мощности всей сети. Это значит, что контроль над сетью находится в руках у очень маленького количества людей. Это еще не говоря о том, что есть CEO, сотрудники, разработчики, которые имеют огромное влияние и могут управлять (хоть и косвенно) всей сетью. А если узлы валидаторов запущены в облачных сервисах, то это открывает еще больше векторов для атаки сети.

Эти проблемы применинимы абсолютно ко всем решениям второго уровня для Ethereum.(Optimism - исключение). Это сильно централизованные системы с концентрацией власти в руках у определенного количества людей. Да, в этих сетях выше пропускная способность и маленькие комиссии, но вы жертвуете децентрализацией и безопасностью. Solana, в которой больше 1000 валидаторов была остановлена почти на сутки. А мы говорим про решения второго уровня, где 30-100 валидаторов.

А теперь главный вопрос - Являются ли все эти сети действительно вторым уровнем для Ethereum?

На самом то деле это отдельные сети со своим блокчейном, своими токенами, своими валидаторами и правилами консенсуса.(Optimism - исключение). Единственное, что связывает эти сети с эфиром - возможность перенести ERC20 токены и сам ETH через мост. Можно ли это назвать решением второго уровня для эфира? Ну даже не знаю...

Тогда любой блокчейн на котором есть Bitcoin-pegged токены можно назвать решением второго уровня для биткоина. Но это так не работает. Почти идеальным вариантом сайдчейна для биткоина является RootStock. Он напрямую связан с блокчейном биткоина и майнингом. Но это тема для отдельного поста.

Большинство решений второго уровня созданы лишь для заработка денег на фантиках, которые разработчики создали самостоятельно. Эти фантики требуются для оплаты комиссий и их можно застейкать на один из узлов валидаторов. А ведь в создании фантиков не было необходимости. Можно было использовать ETH как основной токен сети.

Единственное достойное решение второго уровня для эфира - это Optimism. Они сделали все грамотно, почти не пожертвовав децентрализацией и безопасностью сети. Все остальное - мусор для заработка денег на фантиках, созданных разработчиками этих псевдо-решений.