Ethereum, запущенный в 2015 году, стал основой для децентрализованных приложений (dApps) и децентрализованных финансов (DeFi), но его ограниченная масштабируемость долгое время оставалась главным препятствием для массового принятия. Высокие комиссии за транзакции (газ) и низкая пропускная способность (около 15 транзакций в секунду) делали сеть дорогой и медленной в периоды пиковой нагрузки, особенно во время DeFi-бума 2020–2021 годов. Решения второго уровня (Layer 2), такие как Arbitrum и zkSync, стали ключевыми инновациями, позволяющими масштабировать Ethereum, сохраняя его безопасность и децентрализацию. Эти технологии переносят большую часть вычислений и хранения данных за пределы основного блокчейна (Layer 1), значительно снижая комиссии и увеличивая пропускную способность. Arbitrum использует оптимистические роллапы (Optimistic Rollups), а zkSync — роллапы с нулевым разглашением (zk-Rollups), каждая из которых предлагает уникальные преимущества для пользователей и разработчиков DeFi. В этой статье мы подробно рассмотрим архитектуру Arbitrum и zkSync, их влияние на масштабируемость Ethereum, преимущества для DeFi, а также вызовы, связанные с интеграцией и внедрением этих решений.
Что такое решения второго уровня?
Решения второго уровня (Layer 2) — это технологии, работающие поверх основного блокчейна Ethereum (Layer 1), которые обрабатывают транзакции вне основной сети, сохраняя при этом ее безопасность и децентрализацию. Основная идея заключается в том, чтобы разгрузить Layer 1, перенеся большую часть вычислений и хранения данных на вторичные сети, а затем периодически записывать результаты в основной блокчейн. Это позволяет значительно увеличить пропускную способность (до тысяч транзакций в секунду) и снизить стоимость газа, делая Ethereum доступным для широкой аудитории. Layer 2 решения, такие как Arbitrum и zkSync, стали ответом на проблемы масштабируемости, с которыми сталкиваются пользователи DeFi, NFT и других dApps, где высокие комиссии могли достигать десятков или сотен долларов за транзакцию.
Arbitrum и zkSync представляют два основных типа роллапов: оптимистические (Optimistic Rollups) и с нулевым разглашением (zk-Rollups). Arbitrum, запущенный в 2021 году, использует оптимистические роллапы, предполагая, что транзакции действительны, пока не доказано обратное, что обеспечивает высокую производительность, но требует периода проверки. zkSync, дебютировавший в 2020 году, применяет zk-Rollups, использующие криптографические доказательства с нулевым разглашением для мгновенной проверки транзакций, что повышает безопасность и конфиденциальность. Оба решения стали драйверами масштабируемости, привлекая разработчиков DeFi-протоколов, таких как Uniswap и Aave, и институциональных инвесторов, заинтересованных в низких комиссиях и высокой производительности. Однако их архитектура и подходы к интеграции с Ethereum имеют различия, которые влияют на их применение и вызовы внедрения.
Архитектура Arbitrum
Arbitrum использует технологию Optimistic Rollups, которая группирует (или «сворачивает») тысячи транзакций в один пакет, отправляемый в основную сеть Ethereum. Этот подход минимизирует объем данных, записываемых в Layer 1, что снижает стоимость газа. Arbitrum предполагает, что все транзакции действительны, но предоставляет семидневный период оспаривания, в течение которого участники могут проверить пакет и выявить мошенничество. Если мошенничество обнаружено, некорректные транзакции отклоняются, а злоумышленник теряет свой залог. Эта модель делает Arbitrum высокопроизводительным (до 40,000 транзакций в секунду) и совместимым с существующей экосистемой Ethereum, включая смарт-контракты и инструменты разработки, такие как Solidity.
Преимущества Arbitrum включают простоту интеграции для разработчиков и низкие комиссии, которые в среднем составляют $0.1–$1 за транзакцию по сравнению с $10–$50 на Layer 1. Это сделало Arbitrum популярным среди DeFi-протоколов: к 2025 году его общая заблокированная стоимость (TVL) превысила $10 млрд, согласно данным DeFiLlama. Однако семидневный период оспаривания создает задержки при выводе средств на Layer 1, что может быть неудобно для пользователей. Кроме того, зависимость от валидаторов, проверяющих транзакции, требует доверия к сети, что вызывает вопросы о децентрализации.
Архитектура zkSync
zkSync, напротив, использует zk-Rollups, которые также группируют транзакции в пакеты, но подтверждают их действительность с помощью криптографических доказательств с нулевым разглашением (ZKP). Эти доказательства позволяют Ethereum мгновенно проверить корректность транзакций без необходимости раскрывать их детали, что повышает конфиденциальность и устраняет период оспаривания. zkSync обрабатывает до 20,000 транзакций в секунду, обеспечивая комиссии в диапазоне $0.05–$0.5. Его архитектура включает виртуальную машину zkEVM, совместимую с Ethereum, что позволяет разработчикам переносить dApps без значительных изменений кода.
zkSync особенно привлекателен для DeFi благодаря высокой безопасности и конфиденциальности, что делает его предпочтительным для институциональных игроков, таких как хедж-фонды, стремящихся к комплаенсу. В 2024 году zkSync запустил zkSync Era, полноценную сеть с поддержкой EVM, что увеличило его TVL до $5 млрд. Однако разработка zk-Rollups требует сложных вычислений для создания ZKP, что увеличивает затраты на разработку и может ограничивать масштабируемость в краткосрочной перспективе. Кроме того, ограниченная совместимость с некоторыми смарт-контрактами Ethereum создает барьеры для миграции существующих dApps.
| Решение | Тип роллапа | Пропускная способность | Средняя комиссия | TVL (2025) |
|---|---|---|---|---|
| Arbitrum | Optimistic Rollup | До 40,000 TPS | $0.1–$1 | $10 млрд |
| zkSync | zk-Rollup | До 20,000 TPS | $0.05–$0.5 | $5 млрд |
Преимущества для DeFi
Layer 2 решения, такие как Arbitrum и zkSync, стали катализаторами роста DeFi, устраняя барьеры, связанные с высокими комиссиями и низкой скоростью транзакций. Их внедрение позволило DeFi-протоколам масштабироваться, привлекая новых пользователей и институциональный капитал.
Снижение комиссий
Высокие комиссии на Ethereum Layer 1 делали DeFi недоступным для пользователей с небольшими суммами, поскольку даже простые операции, такие как обмен токенов на Uniswap, могли стоить $20–$100. Arbitrum и zkSync снизили эти затраты до долей доллара, что открыло доступ к DeFi для розничных пользователей и малых инвесторов. Например, Uniswap в 2023 году развернул свои пулы ликвидности на Arbitrum, что увеличило объем торгов на 30% благодаря низким комиссиям. Аналогично, Aave на zkSync привлек новых кредиторов, предлагая доходность без высоких транзакционных издержек.
Снижение комиссий также стимулировало инновации в DeFi, позволяя разработчикам создавать более сложные протоколы, такие как автоматизированные маркет-мейкеры (AMM) и агрегаторы доходности, которые требуют частых транзакций. Это укрепило позиции DeFi как конкурента традиционным финансам, привлекая институциональных игроков, таких как Goldman Sachs, которые начали тестировать DeFi-протоколы на Layer 2.
Повышение производительности
Arbitrum и zkSync значительно увеличили пропускную способность DeFi-приложений, позволяя обрабатывать тысячи транзакций в секунду. Это особенно важно для высоконагруженных протоколов, таких как децентрализованные биржи (DEX) и кредитные платформы, где задержки могут приводить к финансовым потерям. Например, SushiSwap на Arbitrum обрабатывает до 10,000 свопов в минуту без перегрузки сети, что делает его конкурентоспособным по сравнению с централизованными биржами, такими как Binance. zkSync, в свою очередь, поддерживает сложные смарт-контракты для протоколов управления активами, таких как Yearn Finance, обеспечивая высокую производительность и безопасность.
Повышение производительности также способствует массовому принятию DeFi, привлекая пользователей из регионов с низким уровнем дохода, где традиционные финансовые услуги недоступны. Это создает новые сценарии использования, такие как микрокредитование и токенизированные сбережения, которые масштабируются благодаря Layer 2.
Преимущества Layer 2 для DeFi:
- Низкие комиссии: Доступность для розничных пользователей.
- Высокая пропускная способность: Поддержка тысяч транзакций в секунду.
- Инновации: Создание сложных протоколов без высоких затрат.
- Институциональный интерес: Привлечение банков и фондов.
Вызовы интеграции с основным блокчейном
Несмотря на свои преимущества, Arbitrum и zkSync сталкиваются с вызовами, связанными с интеграцией в экосистему Ethereum, которые могут замедлить их внедрение и повлиять на пользовательский опыт.
Технические сложности
Разработка и поддержка Layer 2 решений требуют значительных технических ресурсов. Для Arbitrum оптимистические роллапы упрощают миграцию dApps, но семидневный период оспаривания создает задержки при выводе активов на Layer 1, что может быть неудобно для пользователей, нуждающихся в ликвидности. zkSync, хотя и устраняет задержки благодаря мгновенным доказательствам ZKP, сталкивается с высокой вычислительной сложностью создания этих доказательств, что увеличивает затраты на разработку и ограничивает совместимость с некоторыми смарт-контрактами. Например, сложные DeFi-протоколы, использующие нестандартные смарт-контракты, требуют значительной адаптации для работы на zkSync.
Кроме того, пользователи и разработчики должны освоить новые интерфейсы и инструменты для взаимодействия с Layer 2, что создает барьеры для менее технически подкованных участников. Например, переход активов между Layer 1 и Layer 2 через мосты (bridges) может быть сложным и требует дополнительных комиссий, что снижает привлекательность для новичков.
Риски безопасности
Хотя Layer 2 решения наследуют безопасность Ethereum, они вводят новые векторы атак, связанные с их архитектурой. Для Arbitrum зависимость от валидаторов, проверяющих транзакции, создает потенциальные точки отказа, если валидаторы сговорятся или будут скомпрометированы. В zkSync сложность ZKP требует безупречного кода, поскольку ошибки в смарт-контрактах или доказательствах могут привести к финансовым потерям. Например, в 2022 году атака на мост Wormhole, связанный с Layer 2, привела к краже $325 млн, что подчеркнуло важность аудита и тестирования.
Для институциональных инвесторов, таких как хедж-фонды, эти риски требуют дополнительных мер, включая сотрудничество с аудиторскими компаниями, такими как CertiK, и страхование активов. Это увеличивает затраты, но является необходимым для обеспечения доверия.
Вызовы интеграции:
- Техническая сложность: Адаптация dApps и обучение пользователей.
- Задержки вывода: Период оспаривания в Arbitrum.
- Риски безопасности: Уязвимости мостов и смарт-контрактов.
- Совместимость: Ограничения для сложных контрактов в zkSync.
| Вызов | Arbitrum | zkSync |
|---|---|---|
| Задержки вывода | 7 дней (период оспаривания) | Отсутствуют (мгновенные ZKP) |
| Техническая сложность | Низкая (высокая совместимость) | Высокая (сложные ZKP) |
| Риски безопасности | Зависимость от валидаторов | Уязвимости в ZKP и мостах |
Перспективы масштабируемости Ethereum
К 2025 году и далее Arbitrum и zkSync, вероятно, станут основой экосистемы Ethereum, обеспечивая масштабируемость для DeFi, NFT, GameFi и других приложений. Ожидается, что Arbitrum расширит свою экосистему, интегрируя больше протоколов и снижая задержки вывода через оптимизацию мостов. zkSync, в свою очередь, будет развивать zkEVM, повышая совместимость и привлекая институциональных игроков благодаря конфиденциальности. Параллельно Ethereum продолжает работать над шардингом, который дополнит Layer 2, увеличив пропускную способность Layer 1 до 100,000 TPS к 2027 году.
Технологические инновации, такие как новые алгоритмы ZKP и децентрализованные валидаторы, повысят безопасность и производительность. Регуляторная ясность, включая стандарты для Layer 2 в рамках MiCA, также будет способствовать институциональному принятию. Однако конкуренция с высокопроизводительными блокчейнами, такими как Solana и Aptos, останется вызовом, требуя от Arbitrum и zkSync постоянного совершенствования.
Решения второго уровня, такие как Arbitrum и zkSync, стали ключевыми драйверами масштабируемости Ethereum, устраняя барьеры высоких комиссий и низкой пропускной способности, которые сдерживали рост DeFi и других приложений. Arbitrum, с его оптимистическими роллапами, предлагает простоту интеграции и высокую производительность, в то время как zkSync, использующий zk-Rollups, обеспечивает мгновенную проверку и конфиденциальность. Их внедрение снизило комиссии до долей доллара, увеличило пропускную способность до десятков тысяч транзакций в секунду и привлекло как розничных пользователей, так и институциональных инвесторов. Однако технические сложности, задержки вывода и риски безопасности требуют дальнейших инноваций и инвестиций в аудит и инфраструктуру. К 2025 году Arbitrum и zkSync, вероятно, укрепят свои позиции как основа экосистемы Ethereum, поддерживая массовое принятие DeFi и новых сценариев использования. Их успех будет зависеть от способности преодолевать вызовы интеграции и конкурировать с альтернативными блокчейнами, формируя будущее децентрализованной цифровой экономики.