Lager 2 lösningar är utformade för att öka hastigheten och effektiviteten hos blockkedjor.
Blockkedjans teknik erbjuder enorma fördelar som decentralisering, tillitslösa interaktioner, hög säkerhet och oföränderlig datalagring. Dessa fördelar har gjort det möjligt för krypto-ekosystemet att utvecklas och skapat en konsekvent teknisk innovation. Ett av de stora huvudproblemen med många av blockkedjenätverken är dock saknaden av skalbarhet. Skalningsproblem är ett problem när mängden data som passerar genom nätverket begränsas på grund av nätverkets otillräckliga kapacitet.
I ett idealiskt fall skulle ett blockkedjenätverk kunna hantera ett obegränsat antal transaktioner per sekund (TPS). Bitcoins blockkedjenätverk klarar till exempel endast cirka 3-7 TPS, vilket kan jämföras med Visa som kan bearbeta cirka 20 000 TPS. Skillnaden ligger nämligen i graden av decentralisering och integritet som Bitcoin och andra blockkedjor ger. Det tar en tid och processorkraft att byta ut ett enkelt centraliserat system, för att varje transaktion måste accepteras, brytas, distribueras och valideras av ett globalt nätverk av noder.
För att lösa dessa problem arbetar många blockkedje-utvecklare med att förbättra omfattningen av vad en blockkedja kan hantera. Det innebär att man tillåter ett högre antal transaktioner per sekund, samt snabbare handläggningstider. Målet med blockkedjor är att göra kryptovalutor och blockkedjebaserade system tillgängliga för alla på ett bekvämt, säkert och effektivt sätt.
Varför är skalningslösningar nödvändiga?
Skalningslösningar kan lösa de ovannämnda problemen genom att packa ihop en mängd transaktioner i en bunt, utan att behöva öka blockstorleken eller införa andra åtgärder som skulle manipulera teknikens kapacitet för decentralisering och höga säkerhetsnivåer.
Lager 1 skalningslösningar
Lager 1 blockkedje-lösningar hjälper till att förbättra basprotokollen (t.ex Bitcoins proof of work, PoW) genom att ändra hur de fungerar när det gäller behandling av data. Ethereum nätverket flyttar till exempel till en proof of stake (PoS) konsensalgoritm. Denna nya metod stöder snabbare transaktionshastigheter och effektivare energianvändning.
Sharding är en annan skalningslösning på lager 1 som bryter ner jobbet med att autentisera och validera transaktioner i mindre delar, och sprider arbetsbelastningen bättre över peer to peer nätverket (P2P) för att få in mer datorkraft från fler noder. Allt detta gör att block kan bearbetas snabbare.
Skalningslösningar på Lager 1 är dock inte den enda sättet som är tillgängligt för att skala på blockkedjor. Lager 2 skalningslösningar lägger till ytterligare ett protokoll som är byggt ovanpå blockkedjor som till exempel Ethereum och Bitcoin.
Lager 2 skalningslösningar ökar genomströmningen av transaktioner utan att manipulera med någon av de ursprungliga decentraliserings, eller säkerhetsegenskaperna som är integrerade i den ursprungliga blockkedjan.
Vad är en Sidkedja?
Sidkedjor är en typ av hybrid mellan lager 1 och lager 2 lösning för skalning. En sidkedja är en annan blockkedja som är kopplad till en huvudkedja som Bitcoin. De är kopplade till en ”two-way peg” (2WP) som är ett protokoll som möjliggör öppen överföring av kryptovaluta från huvudkedjan till en lager 2 kedja som kräver en viss grad av tredjeparts tillit.
Ett bra exempel på en sidkedja är Liquid Network, som är kopplat till Bitcoins huvudkedja. Liksom andra skalningslösningar för lager 2, syftar den här till att ta itu med skalbarhetsproblem genom att ladda ner några av validerings- och transaktionsbehandlingsprocesserna till en annan blockkedja. Detta frigör huvudkedjan för att ta ett större antal transaktioner.
Vad är en Parachain?
Parachain är kort för parallella kedjor (parallell chains). Dessa kedjor går parallellt med varandra i ett system med sammankopplade blockkedjor. De skapas alla inom samma ram, vilket gör att de kan ha samma säkerhetsattribut, och de är alla anslutna till den centrala kedjan. Men de kan också agera oberoende för att ta itu med sina specifika applikationer, vilket är den centrala idén bakom Polkadot. Parachains möjliggör mycket snabba transaktioner eftersom distributionen effektivt sprids för att hantera arbetsbelastningar.
Vad är Ethereum 2.0?
Ethereum 2.0 hänvisar till Ethereum nätverkets övergång till ett mer hållbart proof of stake baserat system som stöder sharding och andra skalbarhetsfunktioner. Dessa uppgraderingar av Ethereums nätverk kommer att öka skalbarheten samt jämföra den med andra ledande blockkedjor när det gäller TPS. Ethereum investerare kan staka sina ETH för att tjäna nya ETH i utbyte mot deras bidrag till att validera transaktioner.
Lager 2 skalningslösningar
Lager 2 skalningslösningar måste få den underliggande säkerheten för huvudkedjan (lager 1, mainnet). Medan sidkedjor kan använda andra nätverk eller validatorer för att säkra kedjan, skiljer sig lager 2 genom att ärva dess säkerhet direkt från huvudkedjan. De viktigaste lager 2 lösningarna är zero-knowledge rollups och optimistic rollups.
Lager 2 skalningsmotorer och lösningar som Optimism, Arbitrum och Starkware, bidrar med skalning för blockchains så att ett växande antal börser och plattformar kan använda nätverk som Ethereum.
Zero-Knowledge Rollups
Zero Knowledge Rollups (ZK Rollups) är buntar med data som säkerställs av ett smart kontrakt på huvudkedjan medan de transporteras utanför kedjan för bearbetning och beräkning. De kan producera ett block på cirka en minut, med möjlighet att bearbeta 2000 TPS. Zero Knowledge innebär att alla verifierare kan veta att de har samma information utan att det faktiskt avslöjas.
Optimistic Rollups
Optimistic Rollups körs på Ethereums baslager så att ett stort antal smarta kontrakt kan köras utan att överbelasta nätverket. De drar fortfarande nytta av exakt samma säkerhetsnivåer som Ethereums huvudkedja. Optimistic Rollups erbjuder dock mindre genomströmning än Plasma- och ZK Rollups.
Plasma
Ethereums Plasma lager 2 lösning använder block- eller sekundära blockkedjor som hjälper huvudkedjan att verifiera. Plasmakedjor liknar smarta kontrakt eller Parachains från Polkadot. Dessa är dock strukturerade annorlunda i en hierarki för att ta transaktioner från huvudkedjan för att frigöra arbete och förbättra skalbarheten.
Bitcoin Lightning Network
Bitcoin Lightning Network är en av de mest kända lager 2 lösningarna för Bitcoin. Precis som andra lager 2 lösningar krävs transaktionspaket från huvudkedjan för att hanteras utanför kedjan innan den informationen överförs tillbaka. Lightning Network ger också smarta kontrakt till Bitcoin, vilket är en stor förbättring för nätverket totalt sett.