Розв'язання Rollups: ключова відповідь для масштабування Ethereum L2

Коли ми говоримо про майбутнє Ethereum, майже неможливо обійти слово — Rollups. Це не випадкова популярна термінологія, а технічний напрямок, який спільнота Ethereum обрала після ретельного обмірковування. Простими словами, Rollups — це рішення масштабованості другого рівня (Layer 2), яке стає ключовим у вирішенні проблеми заторів у мережі Ethereum.

Чому Ethereum потребує технології Rollups

Усі блокчейни стикаються з однією й тією ж проблемою — «трикутником блокчейну». Цей трикутник включає три вершини: децентралізацію, безпеку та масштабованість. На практиці майже жоден блокчейн не може одночасно задовольнити всі три критерії. Вибір Ethereum був очевидним: він пріоритетно гарантує децентралізацію та безпеку, але йде на компроміс у масштабованості.

Де саме це проявляється? У тому, що кожну секунду мережа може обробити лише 15 транзакцій (TPS). Для порівняння, традиційні платіжні системи можуть обробляти тисячі транзакцій за секунду, а швидкість Ethereum явно не задовольняє зростаючі потреби. Коли транзакції накопичуються, мережа стає затореною, і вартість Gas зростає. Користувачі, щоб їх транзакції були пріоритетними, змагаються, пропонуючи вищу ціну Gas, що зрештою робить використання Ethereum дорогим.

Це прямо суперечить початковій ідеї Ethereum — забезпечити рівний доступ до фінансових послуг для всіх. Якщо лише багаті можуть собі дозволити Gas, тоді Ethereum втрачає свою демократичну сутність. Тому рішення щодо масштабування — не опція, а необхідність.

Як працюють Rollups: агрегування поза ланцюгом, верифікація у головному ланцюгу

Простим поясненням, основна мережа Ethereum (перший рівень) є остаточним арбітром усіх транзакцій, відповідальною за безпеку. Але не всі обчислення мають виконуватися у головній мережі. Основна ідея Rollups — перенести обчислювальні роботи «поза ланцюг», а результати звітувати у головний ланцюг.

Конкретний процес такий:

Користувацькі транзакції виконуються у ланцюгу Rollup (другий рівень). Це незалежний блокчейн з більшою пропускною здатністю та нижчою вартістю. Після завершення виконання транзакцій Rollup агрегує та стискає їх у один знімок — зведені дані. Ці дані через смарт-контракт подаються у головний ланцюг Ethereum. Головний ланцюг лише перевіряє валідність цього знімка, а не кожної транзакції окремо.

Такий механізм дає значний ефект: TPS Ethereum може зрости з 15 до понад 1000, а вартість Gas за транзакцію з 45 000 GAS зменшиться приблизно до 300 GAS, що зменшує витрати приблизно у 150 разів.

Оптимістичні Rollups vs ZK-Rollups: два основних технічних підходи

Але Rollups мають різні реалізації, і спільнота Ethereum активно обговорює ці підходи. Зараз існує два основних технічних напрямки.

Оптимістичні Rollups: баланс між швидкістю та довірою

«Оптимістичний» підхід базується на припущенні: за замовчуванням, подані транзакційні дані є правильними, і не потрібно їх активно перевіряти. Якщо хтось хоче шахраювати, інші учасники можуть подати «факти шахрайства» для повідомлення.

Щоб запобігти зловмисним діям, особа, яка подає транзакційний пакет, має внести заставу (зазвичай у ETH). Якщо виявляється шахрайство, заставу конфіскують. Той, хто подає повідомлення про шахрайство, також має внести заставу, і якщо звинувачення виявляться хибними, заставу також втратить. Ця двонапрямна система застав гарантує чесність мережі.

Оптимістичні Rollups вже мають практичне застосування: Optimism і Arbitrum — найвідоміші протоколи. Вони працюють у мережі Ethereum і досягли різного рівня успіху.

Однак у оптимістичних Rollups є очевидний недолік: час підтвердження. Перед остаточним підтвердженням транзакції система має чекати достатньо довго, щоб інші учасники могли подати докази шахрайства. Якщо хтось подає повідомлення про шахрайство, потрібно додатковий час для перевірки. Усього цей процес може тривати кілька днів, іноді навіть до 2 тижнів. Це означає, що користувачам доводиться чекати довго, щоб підтвердити успішність транзакції.

ZK-Rollups: сила математичних доказів

ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups) використовують зовсім інший підхід — технологію «нульових знань».

Простий аналог: уявіть, що ви хочете довести другу, що знаєте секрет, але не хочете розкривати сам секрет. Технологія нульових знань — це саме такий інструмент: вона може довести, що ви володієте певною інформацією, не розкриваючи її зміст.

У сценарії Rollups нульові знання використовуються для доведення легітимності групи транзакцій. Пакет подається у головний ланцюг і одразу проходить математичну перевірку без очікування періоду шахрайства. Це вирішує проблему часу у оптимістичних Rollups і додатково зменшує обсяг даних, які потрібно завантажити у головний ланцюг.

З технічної точки зору, ZK-Rollups майже неможливо обдурити — будь-хто не зможе підробити дійсний доказ. Тому багато учасників спільноти Ethereum вважають, що це — ідеальне рішення для масштабування.

Але у ZK-Rollups є й виклики. Найбільша проблема — сумісність з EVM (Ethereum Virtual Machine). Щоб застосувати існуючі додатки Ethereum у ZK-Rollups, потрібно переписати код, що для розробників є значним витратами.

З цієї причини проєкти, такі як ZK-sync, розробляють рішення ZK-Rollups, сумісні з EVM. У разі успіху ZK-Rollups стануть справжнім інструментом для зміни «ігри багатих» у Ethereum. Зараз кілька проектів, таких як Loopring, Hermez, ZK tube, Aztec, Starkware, досліджують різні застосування ZK-Rollups, кожен із них має свої особливості.

Екосистема Rollups: сьогодення та майбутнє

Коли Rollups будуть повністю впроваджені, що станеться з екосистемою Ethereum?

Зараз у мережі Ethereum вже працює кілька сотень DeFi-протоколів, і кількість користувачів постійно зростає. Коли Rollups стануть зрілими, ці протоколи зможуть працювати у низькозатратному та швидкому режимі. Це не лише знизить бар’єр входу для існуючих користувачів, а й відкриє двері новим — тим, хто раніше через вартість Gas зважувався менше використовувати Ethereum DeFi.

Низька вартість і швидке підтвердження самі по собі приваблюють нові проєкти. Багато застосунків, які раніше не могли реалізуватися через високі витрати, тепер стануть реальністю у епоху Rollups. Це сприятиме приходу тисяч нових користувачів і розробників.

Варто зазначити, що Ethereum може стати першою блокчейном, яка справді вирішить «трикутник блокчейну». Дорожня карта Ethereum вже чітка: спершу — завершення злиття (об’єднання рівня консенсусу та рівня виконання), потім — оновлення з розподілом даних. Мета цих оновлень — прискорити та посилити продуктивність Rollups.

Інакше кажучи, вся стратегія розвитку Ethereum зосереджена навколо Rollups. Це не лише технологічна інновація, а й ключовий крок у реалізації бачення Ethereum — зробити децентралізовані фінанси справжнім вибором для всіх людей у світі, а не привілеєм обмеженої кількості.