Роллапы: ключевой ответ для масштабирования Ethereum L2

Когда мы говорим о будущем Ethereum, почти невозможно обойтись без одного слова — Rollups. Это не случайный популярный термин, а техническое направление, выбранное сообществом Ethereum после тщательного обдумывания. Проще говоря, Rollups — это решение масштабируемости второго уровня (Layer 2), которое становится ключевым в решении проблемы перегруженности сети Ethereum.

Почему Ethereum нуждается в технологии Rollups

Все блокчейны сталкиваются с одной и той же проблемой — «треугольником блокчейна». Этот треугольник включает три вершины: децентрализация, безопасность и масштабируемость. На практике практически ни один блокчейн не может одновременно обеспечить все три аспекта. Выбор Ethereum очевиден: он в первую очередь гарантирует децентрализацию и безопасность, но идет на компромисс в вопросе масштабируемости.

Где это проявляется? В том, что Ethereum обрабатывает всего 15 транзакций в секунду (TPS). Для сравнения, традиционные платежные системы могут обрабатывать тысячи транзакций в секунду, и скорость Ethereum явно не удовлетворяет растущие потребности. Когда транзакции накапливаются, сеть перегружена, и стоимость газа (Gas) резко возрастает. Пользователи, чтобы их транзакции были включены в блок в первую очередь, конкурируют, предлагая более высокие комиссии за Gas, что в конечном итоге делает использование Ethereum дорогим.

Это прямо противоречит изначальной идее Ethereum — предоставлять равные финансовые услуги для каждого человека по всему миру. Если только богатые смогут позволить себе оплатить Gas, то Ethereum теряет свой демократический смысл. Поэтому решения по масштабированию — не опция, а необходимость.

Как работают Rollups: оффчейн-агрегация, верификация на основной цепи

Понимать это можно так: основная сеть Ethereum (первый уровень) — это конечный арбитр всех транзакций, отвечающий за безопасность. Но не все вычисления должны выполняться на основной сети. Основная идея Rollups — переносить вычислительную работу «оффчейн», а затем отправлять результаты на основную цепь.

Конкретный процесс выглядит так:

Транзакции пользователей выполняются на цепочке Rollup (второй уровень). Цепочка Rollup — это отдельный блокчейн, который работает независимо, обладает большей пропускной способностью и меньшими затратами. После выполнения транзакций Rollup агрегирует и сжимает множество транзакций, создавая сводные данные. Эти данные через смарт-контракт отправляются обратно на основную сеть Ethereum. Основная сеть лишь проверяет корректность этих сводных данных, а не каждую транзакцию по отдельности.

Этот механизм дает заметный эффект: TPS Ethereum может увеличиться с 15 до более 1000, а стоимость газа за транзакцию снизится с примерно 45 000 GAS до около 300 GAS, что примерно в 150 раз дешевле.

Оптимистичные Rollups vs ZK-Rollups: два основных технологических подхода

Однако у Rollups есть разные реализации, и сообщество Ethereum активно обсуждает этот вопрос. В настоящее время существует два основных направления.

Оптимистичные Rollups: баланс между скоростью и доверием

«Оптимистичный» подход основан на предположении: транзакционные данные, отправляемые в сеть, по умолчанию считаются правильными, и не требуют активной проверки. Если кто-то захочет обмануть, другие участники могут подать «доказательство мошенничества» для оспаривания.

Чтобы предотвратить злоумышленничество, отправитель транзакционного пакета должен заложить гарантийный депозит (обычно в ETH). Если будет обнаружено мошенничество, депозит будет конфискован. Также, если кто-то подает ложное обвинение, он тоже потеряет залог. Эта двунаправленная система гарантий обеспечивает честность сети.

Оптимистичные Rollups уже применяются на практике: Optimism и Arbitrum — два наиболее известных протокола. Они оба работают на Ethereum и достигли разного уровня успеха.

Однако у оптимистичных Rollups есть очевидный недостаток: временные затраты. Перед окончательным подтверждением транзакции системе нужно выделить достаточно времени для подачи доказательств мошенничества. Если кто-то подаст жалобу, потребуется дополнительная проверка. Весь процесс может занимать несколько дней, иногда даже 2 недели. Это означает, что пользователи могут ждать очень долго, чтобы транзакция окончательно подтвердилась.

ZK-Rollups: мощь математических доказательств

ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups) используют совершенно иной подход — технологию «Zero-Knowledge Proofs».

Простая аналогия: представьте, что вы хотите доказать другу, что знаете секрет, но не хотите раскрывать сам секрет. Zero-Knowledge Proof — это такой инструмент, который позволяет доказать, что вы обладаете определенной информацией, не раскрывая ее содержание.

В сценарии Rollups Zero-Knowledge Proofs используются для подтверждения легитимности группы транзакций. Пакеты транзакций отправляются на основную сеть и сразу проходят математическую проверку без ожидания периода мошенничества. Это решает проблему временных затрат у оптимистичных Rollups и дополнительно уменьшает объем данных, который нужно загружать на основную сеть.

С технической точки зрения, ZK-Rollups практически невозможно обмануть — никто не сможет подделать действительное доказательство. Поэтому многие участники сообщества Ethereum считают, что это — окончательное решение для масштабирования.

Но у ZK-Rollups есть и свои сложности. Самая большая — совместимость с EVM (Ethereum Virtual Machine). Для переноса существующих приложений Ethereum на цепочку ZK-Rollups потребуется переписывать код, что для разработчиков — значительные затраты.

Видя эту проблему, проекты вроде ZK-sync разрабатывают решения ZK-Rollups, совместимые с EVM. Если это удастся, ZK-Rollups станут по-настоящему мощным инструментом для изменения «игры богатых» в Ethereum. В настоящее время такие проекты, как Loopring, Hermez, ZK tube, Aztec, Starkware и другие, исследуют различные применения ZK-Rollups, каждый со своими особенностями.

Экосистема Rollups: настоящее и будущее

Что произойдет, когда Rollups полностью внедрят?

На данный момент в основной сети Ethereum уже работает сотни DeFi-протоколов, и число пользователей постоянно растет. Когда Rollups достигнут зрелости, эти протоколы смогут функционировать в условиях низких затрат и высокой скорости. Это не только снизит барьеры для существующих пользователей, но и откроет двери новым — тем, кто раньше из-за стоимости газа избегал использования Ethereum, теперь сможет легко пользоваться DeFi.

Низкие цены и быстрая подтверждение сделок сами по себе привлекут появление новых проектов. Многие приложения, основанные на «низких затратах и быстрой транзакции», ранее было невозможно реализовать на Ethereum, но в эпоху Rollups это станет реальностью. Это привлечет тысячи новых пользователей и разработчиков.

Стоит отметить, что Ethereum может стать первой блокчейн-системой, которая по-настоящему решит «треугольник блокчейна». Дорожная карта Ethereum уже ясна: сначала завершить слияние (объединение консенсусного и исполнительного уровней), затем провести обновление с сегментацией данных. Конечная цель этих обновлений — ускорить и усилить производительность Rollups.

Другими словами, вся стратегия развития Ethereum будет сосредоточена вокруг Rollups. Rollups — это не только технологическая инновация, но и ключевой шаг к реализации видения Ethereum — сделать децентрализованные финансы по-настоящему глобальным выбором для всех, а не привилегией меньшинства.