Технология Rollups в блокчейнах
До популярности криптовалют, которая начала стремительно расти в 2017 году, блокчейн-сети не сталкивались с большой нагрузкой. Однако массовый наплыв пользователей, вызванный развитием сектора DeFi, показал серьезные недостатки ранних блокчейнов, связанные с низкой пропускной способностью и отсутствием масштабирования.
Что такое Rollups?
Rollups или роллапы — это технология, используемая в блокчейнах второго уровня (Layer-2 или L2). L2-сети создают поверх основного блокчейна, такого как Ethereum, с целью его масштабирования, то есть распределения нагрузки между двумя сетями.
Сами роллапы представляют собой так называемые "свертки" — пакеты транзакций, которые отправляет блокчейн второго уровня в базовую, то есть сеть первого уровня для подтверждения.
В настоящее время существует 2 типа роллапов:
- Optimistic Rollups,
- ZK-Rollups.
Первый тип, как следует из названия, "оптимистично" предполагает, что все транзакции в пакете являются валидными. При этом каждый участник сети в течение недели может оспорить транзакции, если они покажутся ему подозрительными. Такой подход позволяет сократить время на проверку транзакций, но в случае обнаружения злонамеренных действий средства из блокчейна нельзя будет вывести в течение недели. Optimistic Rollups используются в сетях Arbitrum и Optimism.
ZK-Rollups для подтверждения подлинности транзакций используют доказательство с нулевым разглашением, известное как SNARK. Задача этого типа роллапов состоит в том, чтобы подтвердить валидность транзакций, обладая минимальным количеством информации о них. Такой подход обеспечивает не только скорость, но и конфиденциальность транзакций, при этом не требуя задержек при выводе средств. Однако их реализация на практике значительно сложнее по сравнению с Optimistic Rollups. Технологию на основе ZK-Rollups использую такие блокчейны, как Polygon, Starknet и Scroll.
Как работают роллапы?
Роллапы являются альтернативой механизмам консенсуса, таким как Proof-of-Stake, на котором основан Ethereum. Сети второго уровня на базе роллапов не имеют собственных валидаторов, которые отвечают за обработку транзакций и добавление новых блоков.
Когда пользователь отправляет транзакцию в сеть Arbitrum или Polygon, она не подтверждается сразу в этом блокчейне, а попадает в пакет вместе с другими транзакциями. Как только пакет наполняется, он отправляется в сеть первого уровня, в данном случае — Ethereum, где подтверждается целиком валидаторами как одна транзакция. Именно за счет этого и снижается нагрузка на базовую сеть: вместо сотен транзакций валидаторам достаточно единоразово подтвердить только весь пакет.
Такой подход также обеспечивает безопасность, поскольку она полагается на валидаторов Ethereum, а не участников других сетей.
Практическое применение роллапов
На момент написания статьи средняя стоимость простой транзакции в сети Ethereum составляла около $1,30. Представьте, что вам нужно совершить 10 транзакций, тогда вы заплатите за них примерно $13. И это только за простые транзакции. Стоимость более сложных транзакций, таких как свопы, добавление активов в пул ликвидности или минт NFT, может достигать $5 и более.
В этом случае целесообразнее будет один раз перевести активы в сеть второго уровня, такую как Polygon и Arbitrum, чтобы проделать все нужные операции. Стоимость каждой простой транзакции в этих сетях составляет всего несколько центов, а сложных — редко превышает $0,50.
Допустим, вам нужно совершить 10 переводов ETH и 10 свопов на DEX-бирже. Давайте сравним, сколько вы израсходуете на комиссии в случае использования блокчейна Ethereum и L2-сети. Оценки являются приблизительными и могут значительно поменяться в зависимости от загруженности той или иной сети.
В блокчейне Ethereum на все транзакции вы потратите примерно: 10 * $1,3 + 10 * $5 = $63.
При использовании блокчейна второго уровня, например, Arbitrum вам сначала потребуется перевести ETH, совершить все необходимые транзакции, и вывести криптовалюту обратно в сеть Ethereum. Для оценки стоимости мы использовали данные моста Orbiter, актуальные на момент написания статьи, и показатели обозревателей Etherscan и Arbiscan.
Результат получается такой: $3,8 (перевод из сети Ethereum в Arbitrum) + 10 * $0,1 + 10 * $0,6 + $15 (вывод из Arbitrum в Ethereum) = $25,8.
Вывод: если бы вы совершили те же операции в сети Arbitrum вместо Ethereum, то сэкономили бы на транзакциях ~$37, то есть примерно 69%. И это уже не говоря о том, сколько времени вы сэкономите, совершая транзакций в L2-сетях, которые выполняются обычно всего за несколько секунд.
Заключение
Роллапы — одна из ведущих в настоящее время технологий, обеспечивающих высокий уровень безопасности пользователей, а также быструю скорость и низкую стоимость транзакций.
Все это и стало одной из главных причин такой популярности L2-решений на базе Ethereum. По данным агрегатора DeFi Llama, ведущими сетями по количеству заблокированных в протоколе активов (TVL) после Ethereum, Binance Smart Chain и Tron являются решения на основе роллапов Arbitrum, Polygon и Optimism. Стоит учесть и темпы роста TVL сетей: показатель у Arbitrum с начала 2023 года вырос более чем на 100%, а у Optimism — более чем на 50%.
