Как модульные блокчейны помогают в масштабировании — исследование Binance

Команда Binance Research выпустила отчет о проблемах масштабирования в L1/L2-сетях и рассказала, как их пытаются решить модульные блокчейны. 

Главные препятствия

Модульные блокчейны стремятся оптимизировать одну или несколько из четырех основных функций путем делегирования ответственности на сепарированный уровень:

• исполнение — обработка транзакций для обновления состояния блокчейна;
• регулирование — разрешение споров, проверка транзакций и обеспечение их окончательности;
• доступность данных (DA) — обеспечение передачи информации о транзакциях для всей сети;
• консенсус — достижение соглашения между валидаторами или майнерами о порядке транзакций.

Монолитные блокчейны вроде Ethereum и Solana выполняют все эти задачи на одном уровне и в обобщенном виде. Модульные протоколы стремятся передать функции нескольким различным сетям.

Подобные экосистемы, отправляя данные на отдельный слой доступности, могут обеспечить быстрое и экономичное выполнение транзакций без дополнительной вычислительной нагрузки. 

«Модульная среда стала свидетелем появления различных решений, включая общие секвенсоры, новые системы доказательств, протоколы взаимодействия, проекты абстракции и провайдеры инфраструктуры вроде роллап-фреймворков и RaaS», — подчеркнули аналитики.

За последний год доминирование L2-сетей также резко выросло — на долю решений второго уровня приходится 79,7% транзакций в экосистеме Ethereum.

Соотношение транзакций в мейннете Ethereum и L2. Данные: Binance.  

Однако одним из критических препятствий на пути реализации полного потенциала масштабирования решений второго уровня является именно DA. Поэтому направление модульных решений сместилось в этом направлении, о чем свидетельствуют появление блокчейнов вроде Celestia.

Пропускная способность в L2 ограничена возможностями их уровней доступности данных и тем, как они взаимодействуют с основной сетью. То есть, если слой DA не может вместить тот объем информации, который секвенсор намеревается отправить, обработка транзакций в сети затрудняется.

Это не только повышает комиссионные издержки роллапов, но и накладывает дополнительную нагрузку на узлы. Более 90% сборов за L2-транзакции периодически занимает исключительно публикация передаваемых данных, говорится в исследовании.

Делегируя обязанности

Предстоящее обновление Dencun в Ethereum, в частности EIP-4844, и появление альтернативных слоев доступности данных (alt-DA) призваны решить многие из перечисленных проблем.  

«Celestia специализируется на DA, не поддерживая напрямую вычисления блокчейна общего назначения. Вместо этого протокол делегирует выполнение смарт-контракта другим L2. Этот переход к модульной архитектуре на уровнях исполнения и доступности предназначен для повышения пропускной способности с сохранением безопасности и децентрализации сети», — объяснили в Binance.

Многие решения второго уровня используют Ethereum для DA как наиболее типичный подход. Тем не менее новая тенденция в отрасли заключается в том, что L2 применяют другие протоколы для передачи данных, сохраняя при этом мост с основной сетью. 

Внедрение полного данкшардинга займет несколько лет, поэтому растет спрос на alt-DA, считают эксперты. При этом даже с запуском EIP-4844 мейннет Ethereum и сети второго уровня будут отставать по TPS от модульных протоколов.  

Теоретический показатель TPS после Dencun. Данные: Binance.

«Хотя решения alt-DA действительно предлагают экономические выгоды, они не обязательно наследуют все свойства безопасности Ethereum. В конечном счете, ни одно решение доступности данных, за исключением EIP-4844 или самого данкшардинга, не может в полной мере унаследовать безопасность основной сети», — подчеркнули эксперты. 

В Binance прогнозируют рост популярность подобных протоколов, пока им на замену не придет более экономичное и масштабируемое решение. 

Масштабируемость Celestia

Celestia — первая общедоступная сеть, оптимизированная для DA, предлагающая выделенное пространство для L2, предназначенное для временной публикации пакетных данных транзакций.

Слой доступности проекта использует механизм консенсуса Proof-of-Stake и построен на базе Cosmos SDK.

«По сути, Celestia берет на себя обязанности окружного прокурора и консенсуса, перенося нагрузку по выполнению транзакций и расчетов на другие сети. Он не обладает возможностью выполнения транзакций через собственные смарт-контракты и не поддерживает механизмы перекрестного объединения или разрешения споров», — уточнили исследователи. 

Одной из особенностей Celestia является механизм выборки доступности данных (DAS). Он позволяет стандартным нодам проверять DA без необходимости загрузки всех данных для блока.

Конкурентное преимущество Celestia заключается в ее способности быть более производительным, особенно на уровнях исполнения и расчетов. 

По данным Binance, модульный блокчейн обработал более 12,4 млн транзакций с совокупным размером больших двоичных объектов 4,28 Гб для более чем 970 000 учетных записей. 

«Celestia извлекла выгоду из своего раннего выхода на рынок и теперь может похвастаться большой и разнообразной экосистемой, что призвано внести существенный вклад в расширение сети», — отметили в Binance.

Среди проектов, которые уже интегрированы с экосистемами: Eclipse, Dymension, AltLayer, Saga. 

Модульность Eclipse 

Eclipse — первая Ethereum-сеть второго уровня, поддерживающая виртуальную машину Solana (SVM). Платформа стремится обеспечить высокую скорость и низкую стоимость на Solana, используя блокчейн второй по капитализации криптовалюты. 

Eclipse объединяет лучшие части модульного стека, используя SVM в качестве среды выполнения, отправляя данные в Celestia и выполняя транзакции в Ethereum.

«Ключевым отличительным фактором, несомненно, является использование SVM, особенно в секторе, где все другие L2 по большей части представляют собой EVM общего назначения. […] Такой подход позволяет Eclipse поддерживать высокий уровень TPS, одновременно уменьшая перегрузку в периоды пикового спроса», — объяснили авторы отчета. 

Eclipse становится особенно привлекательным для разработчиков экосистемы Ethereum, ищущих преимущества, подобные Solana. Кроме того, совместимость с другой экосистемой обеспечивает доступ к большей ликвидности.  

Среди значимых модульных решений в Binance также выделили Manta Pacific и Polymer.  

Напомним, в феврале проект Fuel, который позиционируется как «самый быстрый в мире модульный уровень исполнения», представил решение Rollup OS.

Ранее StarkNet и Celestia заключили партнерство в целях повышения доступности данных в Ethereum-экосистеме для L3-сетей.