Layer 2 (L2)

Layer 2 on alkuperäisiin lohkoketjuihin tehty uudistus ja eräänlainen lisäosa, joka mahdollistaa lohkoketjujen paremman skaalautumisen varsinkin silloin, kun niiden verkossa on paljon käyttäjiä.

Vaikka L2:een liittyy omat ongelmansa, se tarjoaa kuitenkin päivitetyn ominaisuuden, jolla lohkoketjujen toimintaa voidaan tehostaa varsinkin silloin, kun lohkoketjussa on paljon ruuhkaa.

Mikä on Layer 2 (L2)?

Layer 2 (L2) on erillinen lohkoketju, joka on rakennettu peruslohkoketjun ja sen kerroksen eli Layer 1:n (L1) päälle. Tätä kerrosta käyttävät lohkoketjut on suunniteltu parantamaan alkuperäisen lohkoketjun skaalautuvuuteen liittyviä ongelmia.

Layer 2:sia on kolme erilaista:

• Rollups
• Kanavat
• Plasma

L2-lohkoketjut tarkemmin selitettynä

Analogiana voidaan ajatella Layer 1:n olevan moottoritie, joka yhdistää kaupungin A ja kaupungin B. Voidaan sopia, että moottoritien kapasiteetti on 1 000 autoa, mikä tavallaan vastaa sen kaistanleveyttä. Jos tielle tulee yli 1 000 autoa, matka-aika pitenee ja tullimaksut nousevat, koska kysyntä on niin korkeaa.

Korkean kysynnän tyydyttämiseksi ja matkakustannusten ja -aikojen alentamiseksi moottoritien viereen rakennetaan erityinen bussikaista. Bussien käyttöönotto mahdollistaa suuren määrän ihmisten kuljettamisen yhdellä kertaa. Matkustaminen kaupunkien välillä on nyt nopeampaa ja halvempaa.

Tässä analogiassa bussikaista ja siihen liittyvät palvelut ovat Layer 2:n tarjoamat palvelut alkuperäiselle lohkoketjulle eli moottoritielle. Tulevaisuudessa näitä kerroksia saatetaan kehittää lisää, sillä osa kehittäjistää puhuu jo Layer 3 -lohkoketjun kehittämisen tarpeesta.

Miten Layer 2 -lohkoketjut toimivat?

L2-lohkoketjut auttavat L1-lohkoketjuja skaalautumaan suuremmalle määrälle transaktioita. Kakkoskerros käsittelee ja vahvistaa tapahtumat ketjun ulkopuolella ja lähettää ainoastaan todisteet niistä perustason lohkoketjuun.

Kun merkittävä määrä tapahtumia voidaan siirtää Layer 2:n käsiteltäväksi, ruuhka ykköskerroksen lohkoketjussa vähenee, mikä johtaa pienempiin kaasumaksuihin ja nopeampiin käsittelyaikoihin.

Vuorostaan L2 on riippuvainen L1:stä turvallisuuden, datan saatavuuden ja hajautuksen osalta. L2 on yhdistetty L1:een erillisen sillan kautta. Tämän takia käyttäjien on “silloitettava” kryptovaluuttansa päästäkseen käsiksi varoihinsa L2:ssa.

Miksi Layer 2 -lohkoketjut ovat tärkeitä?

Lohkoketjut on suunniteltu kolmeen perusperiaatteeseen perustuen: hajautus, turvallisuus ja skaalautuvuus.

Ongelmaksi tulee kuitenkin se, että kun lohkoketjuverkot kasvavat jatkuvasti, niiden on pakko asettaa etusijalle kaksi ensin mainittua ominaisuutta, jolloin kolmannesta eli skaalautuvuudesta joudutaan tinkimään.

Tätä ongelmaa kutsutaan myös “Blockchain Trilemmaksi”, jonka kehitti Ethereum-lohkoketjun perustaja Vitalik Buterin.

Ethereumin tapauksessa sen alkuperäinen lohkoketju priorisoi hajautusta ja turvallisuutta. Näin ollen Ethereum kärsii skaalautuvuuteen liittyvistä ongelmista Blockchain Trilemman mukaan.

Ethereum on maailman suosituin älykkäiden sopimusten lohkoketju. Lohkoketju isännöi esimerkiksi hajautetun rahoituksen -ekosysteemiä eli DeFiä, NFT-kokoelmia, lohkoketjuihin perustuvia P2E-pelejä ja paljon muuta.

Ethereumin suosio on aiheuttanut useita kertoja sen verkoston ylikuormittumisen, mikä johtaa tapahtumien ruuhkautumiseen ja korkeisiin kaasumaksuihin.

Ethereum pyrkii kiertämään tämän ongelman käyttämällä Layer 2 -lohkoketjua, minkä takia sen toiminta on keskeistä ymmärtää.

Kolme erilaista tyyppiä Layer 2 -lohkoketjuista

Layer 2:ta on luotu kolme erilaista tyyppiä, jotka kaikki ratkaisevat jonkin tietyn ongelman lohkoketjun toiminnassa.

Kanavat

Kanavat viittaavat päälohkoketjun ulkopuolella olevien yksityisiin maksukanaviin, jotka on suunniteltu kahdelle osapuolelle. Nämä kanavat mahdollistavat osapuolten siirtää kryptovaluuttoja toisilleen ilman kaasumaksuja.

Ne luodaan tyypillisesti käyttäen älykästä sopimusta, joka on alun perin olemassa ykköstason lohkoketjussa. Nämä kanavat on suojattu moniallekirjoitusosoitteilla, jotka vaativat kaikkien tapahtuman osapuolien allekirjoittamaan sopimuksen.

Kun sopimus on perustettu, osallistujat voivat siirtää kryptovaluuttoja keskenään. Osallistujat maksavat kaasumaksut vain silloin, kun he tuovat kanavan senhetkisen tilan päälohkoketjuun.

Lightning Network, joka perustuu Bitcoinin L2:een, on loistava esimerkki tällaisesta kanavasta ja sen toiminnasta.

Plasma

Plasmaketju viittaa älykkäällä sopimuksella hallittuun lohkoketjuun, joka käsittelee tapahtumia päälohkoketjun ulkopuolella. Jokaisella plasmaketjulla on keskitetty toimija, jota kutsutaan “operaattoriksi”. Operaattori niputtaa plasmaketjun tapahtumat päälohkoketjun ulkopuolella ja luo näille tapahtumille kryptografisen elementin, jota kutsutaan Merkle-puuksi.

Tämän puun niin sanottu Merkle-juuri julkaistaan päälohkoketjussa, jolloin sen tila validoidaan.

Rollupit

Rollupit ovat lohkoketjuja, jotka niputtavat satoja tapahtumia ketjun ulkopuolelle ja esittävät ne päälohkoketjussa yhtenä tapahtumana. L1:n kaasumaksut jaetaan usean tapahtuman kesken, mikä johtaa edullisempiin kaasumaksuihin ekosysteemin loppukäyttäjille.

Rollupit perivät L1-lohkoketjun turvallisuuden, koska tapahtumatiedot viedään Layer 1:een. Kun tapahtumatiedot on lisätty L1-ketjuun, ne tekevät siitä muuttumattoman ja mahdollistavat kenen tahansa suorittaa toimintoja ja havaita mahdollisia petoksia.

Lisäksi rollupien Ethereum-virtuaalikoneen (EVM) yhteensopivuus mahdollistaa Ethereum-pohjaisten sovellusten siirtymisen Ethereum L1:stä rollup-ketjuun ilman, että koodia tarvitsee kirjoittaa uudelleen.

Rollupien monipuolisuus on tehnyt siitä suositun Layer 2 -ratkaisun Ethereumin parempaan skaalautumiseen.

Layer 2 -rollupit selitettyinä

Ethereumin skaalautumiseen on kehitetty kaksi eri tyyppiä Layer 2 -rolluppeihin liittyen:

• Optimistinen rollup
• Nolla-tiedon (ZK) rollup

Optimistinen Rollup

Optimistinen rollup (Optimistic Rollup) on Layer 2 -lohkoketju, joka olettaa, että kaikki ketjun tapahtumat ovat päteviä. Rollup on ‘optimistinen’ osallistujien rehellisyyden suhteen ja niputtaa tapahtumat yhteen ja toimittaa ne L1:lle tarkistamatta niiden pätevyyttä.

Käyttäjät voivat haastaa epäilyttäviä tapahtumia tietyn aikaikkunan puitteissa. Sen myötä voidaan vaatia lisätodisteita, mikäli lohketjussa havaitaan epäilyttäviä tapahtumia. Käyttäjät eivät voi siirtää varojaan pois optimistisesta rollupista ennalta määritellyn ajanjakson aikana.

Esimerkkejä optimistisista rollupeista ovat Optimism, Arbitrum One ja Boba Network.

ZK Rollup

ZK rollup on Layer 2 -lohkoketju, joka laskee tapahtumat ketjun ulkopuolella ja toimittaa tapahtumien todisteet pääketjuun. Toisin kuin optimistisissa rollupeissa, ZK-rollupit tarkistavat jokaisen tapahtuman pätevyyden. Tämä mahdollistaa käyttäjien siirtää kryptovaluuttansa pois ZK rollupista välittömästi tapahtuman vahvistamisen jälkeen.

Kuitenkin ZK-rollupien kaasumaksut ovat korkeammat kuin optimistisissa rollupeissa johtuen edellä mainittujen vaatimasta suuremmasta laskentatehosta.

Esimerkkejä ZK-rollupeista ovat Scroll, ZKSync ja Polygon zKEVM.

Yhteenveto

Layer 2 muuttaa lohkoketjujen toimintaa mahdollistamalla paremman skaalautuvuuden, nopeammat tapahtumat ja parannetut käyttäjäkokemukset.

Kuitenkin sillä on tiettyjä rajoituksia ja puutteita. Monet L2-ratkaisut sisältävät liialliseen keskittämiseen liittyviä riskejä, riippuvat liikaa oletuksesta käyttäjien rehellisyydestä ja ne eivät ole tarpeeksi edullisia massakäyttöön. Muutoin L2-teknologia on tärkeä osa lohkoketjuteknologian kehitystä, jota on syytä seurata tarkasti.