Блокчейн-роллапы (rollups) — это решение для масштабирования, которое позволяет объединять несколько транзакций и обрабатывать их вне основной цепи перед отправкой в майннет в целях снижения нагрузки на блокчейн-сеть.
Блокчейн-роллапы обеспечивают более быструю обработку транзакций, действуя в качестве саморегулируемой зоны. Для уменьшения перегрузки сети они группируют транзакции и управляют ими вне основного блокчейна, что снижает комиссию каждой транзакции и ускоряет процесс обработки. Для обеспечения безопасности единая сводная транзакция, напоминающая магазинный кассовый чек, отправляется обратно в основной блокчейн.
Всё это позволяет ускорить и удешевить регулярные транзакции, сохранив при этом безопасность основной системы. Роллапы достигают этой цели различными способами, но их основная задача — упростить транзакции в блокчейне, не жертвуя безопасностью.
Типы блокчейн-роллапов
ZK-роллапы и оптимистичные роллапы — это два основных типа роллапов. Оба вида облегчают работу основной сети, что приводит к более быстрым и менее затратным транзакциям.
Роллапы с нулевым разглашением (ZK-rollups)
Zero-knowledge роллапы сжимают данные о транзакциях с использованием доказательств с нулевым разглашением, которое впоследствии отправляется в основную цепочку. ZK-роллапы уменьшают количество данных, которые должны быть обработаны, сохраняя при этом безопасность транзакций.
Доказательства с нулевым разглашением обеспечивают конфиденциальность, позволяя проверяющим подтверждать валидность транзакций, не требуя доступа к их деталям.
Оптимистичные роллапы (Optimistic rollups)
Как следует из названия, оптимистичные роллапы работают на основе уверенности, что все транзакции являются легитимными, если не доказано обратное.
Оптимистичные роллапы передают результат в основную цепь только после обработки транзакций офчейн. Основная цепочка использует технику защиты от мошенничества для подтверждения легитимности транзакций. Транзакции одобряются, если нет доказательств мошенничества (ошибки), но если оно доказано, то такие транзакции отклоняются с наложением штрафа на валидатора.
Как работают блокчейн-роллапы
Прежде чем загрузить несколько транзакций в основной блокчейн, роллапы обрабатывают и объединяют их самостоятельно вне майннета. На схеме ниже представлена работа роллап-транзакций и транзакций в базовом блокчейне.
- Офчейн-обработка. Смарт-контракт роллапов обрабатывает транзакции офчейн, что обеспечивает более быструю и эффективную их обработку, чем при работе непосредственно с основным блокчейном.
- Пакетирование транзакций. Смарт-контракт роллапов объединяет несколько транзакций в один пакет. Такая процедура группировки сокращает объем данных, которые необходимо загружать в основной блокчейн.
- Валидация и сжатие (для ZK-роллапов). Доказательства с нулевым разглашением используются в ZK-роллапах для сжатия данных о транзакциях в краткое доказательство. После создания вне цепи это доказательство добавляется в основной блокчейн.
- Передача в основной блокчейн. Смарт-контракт роллапа загружает пакет транзакций или сжатое доказательство в основной блокчейн после того, как транзакции были обработаны и сгруппированы.
- Верификация и расчет. Загруженный пакет или доказательство проверяется в майннете. Для проверки легитимности транзакций для оптимистичных роллапов используется техника защиты от мошенничества. Если мошенничество не обнаружено, транзакции завершаются на основном блокчейне.
Применение роллапов
Роллапы могут помочь улучшить масштабируемость блокчейн-сетей, децентрализованных финансовых проектов (DeFi), невзаимозаменяемых токенов (NFT), игровых и виртуальных миров. К числу важных областей применения роллапов относятся:
- Решения для масштабирования. Роллапы обрабатывают и объединяют несколько офчейн-транзакций перед отправкой их в основной блокчейн, что значительно повышает масштабируемость, снижает комиссии за транзакции и перегруженность сети, обеспечивая большую пропускную способность блокчейна.
- Децентрализованные финансы. В DeFi-сфере, где большие объемы транзакций могут привести к перегрузкам и дорогостоящим расходам, роллапы очень полезны. DeFi-приложения можно сделать гораздо более масштабируемыми и удобными для пользователей. Используя роллапы, транзакции в dApps быстрее и экономичнее.
- Невзаимозаменяемые токены. NFT-платформы могут извлечь выгоду из роллапов за счет минтинга и обработки NFT офчейн перед отправкой их в основной блокчейн. Это сокращает время и расходы, связанные с генерацией и торговлей Non Fungible Token (NFT).
- Игры и виртуальные миры. Роллапы способствуют более быстрым и эффективным внутриигровым транзакциям, передаче активов и децентрализованному управлению — всё это может повысить масштабируемость виртуальных миров и игр на основе блокчейна.
В целом, роллапы обеспечивают гибкое масштабирование, которое может помочь различным блокчейн-приложениям, позволяя управлять возросшими объемами транзакций без ущерба для безопасности и децентрализации основной блокчейн-сети.
Преимущества блокчейн-роллапов
Блокчейн-сети могут выиграть от использования роллапов во многих отношениях, включая масштабируемость, низкие комиссии, ускоренную обработку транзакций, повышенную конфиденциальность и удобство.
Роллапы значительно повышают масштабируемость за счет обработки и группировки нескольких транзакций вне цепи перед отправкой их в основной блокчейн. Это позволяет сетям справляться с большим объемом транзакций.
Роллапы уменьшают перегрузку основного блокчейна, что снижает комиссионные издержки. Это повышает доступность блокчейна для пользователей. Перенося значительную часть вычислений за пределы основной цепи, роллапы позволяют ускорить обработку транзакций и сократить время их подтверждения.
Доказательства с нулевым разглашением используются ZK-роллапами для обеспечения конфиденциальности. Это позволяет сохранить безопасность и целостность блокчейн-сети, а также защитить данные пользователей и детали транзакций.
Решая проблемы масштабируемости, с которыми сталкиваются блокчейны, роллапы обеспечивают эффективное и интуитивно понятное управление, что делает их подходящими для различных приложений, включая игры, DeFi и NFT.
Перспективы блокчейн-роллапов
Ожидается, что эти решения для масштабирования окажут значительное влияние на развитие технологии блокчейн.
Роллапы представляют собой практический способ увеличения пропускной способности сети и снижения стоимости транзакций. Кроме того, ожидается, что роллапы будут играть более значительную роль в пространстве DeFi, где сетевые комиссии и большие объемы транзакций оказались серьезной проблемой для пользователей.
Связь роллапов с Ethereum и другими крупными блокчейн-платформами — важнейший компонент их развития. Роллапы, вероятно, сыграют важную роль в улучшении масштабируемости Ethereum, учитывая внедрение данкшардинга.
Вероятно, по мере развития технологии роллапов в этой области будет появляться все больше инноваций, таких как усовершенствования в области безопасности, конфиденциальности и совместимости. Хотя системы роллапов, такие как ZK-роллапы и оптимистичные роллапы, уже становятся популярными, новые достижения могут привести к появлению еще более эффективных и масштабируемых решений.
