Як Coinbase's Base L2 масштабує Ethereum?

Розбір проблем масштабованості Ethereum

Ethereum, піонерська платформа смартконтрактів, безперечно революціонізувала блокчейн-ландшафт. Її надійна децентралізована природа дозволяє створювати величезну екосистему децентралізованих додатків (dApps) — від протоколів DeFi до NFT та багатьох інших. Однак цей успіх супроводжувався значними викликами щодо масштабованості. У міру зростання популярності мережі зріс і обсяг транзакцій, що призвело до кількох критичних проблем як для користувачів, так і для розробників:

• Висока плата за газ: У періоди високого попиту вартість виконання транзакції в основній мережі Ethereum (Рівень 1) може стрімко зростати. Ці «плати за газ», що сплачуються в Ether (ETH), по суті є винагородою валідаторам мережі за обробку та захист транзакцій. Коли мережа стає перевантаженою, конкуренція за місце в блоці підвищує ці комісії, роблячи мікротранзакції або часту взаємодію надто дорогими для багатьох користувачів.
• Низька пропускна здатність транзакцій: Поточна основна мережа Ethereum на алгоритмі proof-of-stake обробляє транзакції послідовно, що обмежує її потужність приблизно 15–30 транзакціями на секунду (TPS). У порівнянні з традиційними платіжними системами, які обробляють тисячі TPS, швидкість Ethereum може стати «вузьким місцем», призводячи до тривалого часу підтвердження під час пікових навантажень.
• Завантаженість мережі: Поєднання високого попиту та обмеженої пропускної здатності призводить до завантаженості мережі. Транзакції можуть застрягати в стані очікування (pending), іноді на тривалий час, що дратує користувачів і перешкоджає безперебійній роботі dApps.

Ці виклики підкреслюють фундаментальний компроміс у дизайні блокчейну, який часто називають «трилемою блокчейну» — складність одночасного досягнення децентралізації, безпеки та масштабованості. Основна архітектура Ethereum надає пріоритет децентралізації та безпеці, покладаючись на рішення Рівня 2 (L2) для вирішення проблем масштабованості без шкоди для своїх основоположних принципів.

Base: Стратегічний підхід Coinbase до масштабування Ethereum

Coinbase, одна з найбільших у світі криптовалютних бірж, визнала ці обмеження масштабування значним бар’єром для масового впровадження криптотехнологій. Щоб вирішити цю проблему, вони запустили Base — блокчейн Рівня 2 для Ethereum з відкритим вихідним кодом. Base не є конкурентом Ethereum, а радше його розширенням, розробленим для покращення можливостей існуючої мережі шляхом винесення обробки транзакцій за її межі, водночас успадковуючи надійну безпеку Ethereum.

Основними цілями розробки Base є:

• Масове впровадження: Створення доступного та ефективного середовища для залучення мільйонів нових користувачів у децентралізовану економіку.
• Зручність для розробників: Надання економічно вигідної та знайомої платформи для розробки та розгортання dApps із використанням існуючих інструментів та інфраструктури Ethereum.
• Відкритість та децентралізація: Сприяння розвитку екосистеми з відкритим кодом, яка з часом може еволюціонувати до більшої децентралізації, приносячи користь ширшій спільноті Ethereum.

Прикметною особливістю Base, як було зазначено раніше, є свідоме рішення не випускати власний нативний токен. Замість цього Base використовує Ethereum (ETH) як нативну валюту для оплати газу. Такий вибір спрощує користувацький досвід, усуває спекулятивний тиск, часто пов’язаний з новими L2-токенами, і ще більше узгоджує Base з екосистемою Ethereum. Користувачі, які вже мають ETH, можуть безперешкодно взаємодіяти з Base без необхідності купувати інший актив.

Механізм ролапів: Двигун масштабування Base

Base досягає масштабованості завдяки використанню технології ролапів (rollups), провідного рішення для масштабування Рівня 2. Ролапи фактично «згортають» або об’єднують сотні або навіть тисячі офчейн-транзакцій в одну стиснуту транзакцію, яка потім подається в основну мережу Ethereum. Це значно зменшує обсяг даних і обчислювальних зусиль, необхідних на Рівні 1, тим самим знижуючи витрати та збільшуючи пропускну здатність.

Існує два основних типи ролапів: Оптимістичні ролапи (Optimistic Rollups) та ролапи з нульовим розголошенням (Zero-Knowledge Rollups). Base побудований як Оптимістичний ролап, зокрема з використанням відкритого стеку OP Stack, розробленого проєктом Optimism.

Розуміння оптимістичних ролапів

Оптимістичні ролапи працюють за «оптимістичним» припущенням: усі транзакції, оброблені поза мережею (офчейн), вважаються дійсними за замовчуванням. Цей підхід пропонує кілька переваг та специфічних механізмів:

1. Офчейн-виконання: Транзакції, надіслані в Base, обробляються та виконуються в мережі Base L2 окремо від основного ланцюга Ethereum. Така обробка відбувається набагато швидше та дешевше.
2. Пакетування та стиснення: Спеціальний суб’єкт, відомий як «секвенсор», збирає численні транзакції, об’єднує їх у пакети та стискає їхні дані.
3. Публікація на Рівні 1: Стиснутий пакет транзакцій разом із криптографічним зобов’язанням (підсумком змін стану) публікується в основній мережі Ethereum. Ці дані розміщуються як calldata, що є недорогим типом сховища в Ethereum.
4. Докази шахрайства та період оскарження: Оскільки оптимістичні ролапи припускають, що транзакції є дійсними, існує механізм оскарження будь-якої потенційно шахрайської діяльності. Після публікації пакета транзакцій в Ethereum настає «період оскарження» (зазвичай 7 днів). Протягом цього часу будь-хто може подати «доказ шахрайства» (fraud proof), якщо виявить недійсну транзакцію в пакеті.
   • Як працюють докази шахрайства: Якщо подано доказ шахрайства, сумнівна транзакція повторно виконується в основній мережі Ethereum. Якщо вона виявляється шахрайською, секвенсор, який надіслав недійсний пакет, карається (зазвичай шляхом «слешингу» — конфіскації закладених коштів), а недійсна транзакція скасовується.
   • Затримки виведення коштів: Період оскарження має вирішальне значення для безпеки, але він також вносить затримку для користувачів, які бажають вивести активи з Base назад в Ethereum. Ця затримка необхідна, щоб надати достатньо часу для виявлення та оскарження будь-якого потенційного шахрайства.

Виносячи переважну більшість обчислень і зберігання даних за межі мережі, оптимістичні ролапи, такі як Base, радикально збільшують кількість транзакцій, які можуть бути оброблені за секунду, зберігаючи при цьому надійну модель безпеки Ethereum. Безпека забезпечується тим фактом, що всі дані транзакцій зрештою закріплені в Ethereum, а будь-яка шахрайська діяльність може бути оскаржена та доведена на Рівні 1.

Технічний фундамент Base: OP Stack та сумісність з EVM

Технічна архітектура Base побудована на принципах модульності, відкритості та сумісності. Вибір OP Stack є особливо значущим.

Що таке OP Stack

OP Stack — це стандартизований, модульний стек розробки з відкритим вихідним кодом, створений проєктом Optimism. Він забезпечує базову структуру для побудови кастомних мереж оптимістичних ролапів. Ключові аспекти OP Stack включають:

• Модульний дизайн: Розробники можуть обирати компоненти (наприклад, двигуни виконання, системи оскарження, рівні доступності даних) для створення індивідуальних L2-ланцюгів, адаптованих до їхніх конкретних потреб. Ця гнучкість сприяє інноваціям та оптимізації.
• Спільна інфраструктура: Побудова на спільному стеку дозволяє L2-мережам потенційно спільно використовувати інфраструктуру, інструменти та навіть механізми безпеки. Це сприяє реалізації концепції «суперланцюга» (superchain), де кілька L2 на базі OP Stack можуть безперешкодно взаємодіяти та ділитися ліквідністю, діючи як єдина цілісна мережа.
• Відкритий вихідний код: Відкритість OP Stack сприяє прозорості, аудиту безпеки та внескам спільноти, гарантуючи його постійне вдосконалення та стійкість.

Прийняття OP Stack означає, що Base отримує вигоду від постійних розробок та покращень безпеки, що вносяться ширшою спільнотою Optimism. Це також узгоджує Base з екосистемою взаємопов’язаних L2-мереж, що постійно зростає.

Сумісність з EVM

Важливо, що Base є EVM-сумісним (Ethereum Virtual Machine). EVM — це середовище виконання смартконтрактів в Ethereum. Його сумісність означає:

• Легка міграція для dApps: Розробники можуть легко переносити свої існуючі dApps з Ethereum на Base з мінімальними змінами в коді. Це значно знижує поріг входу для розробників, які прагнуть скористатися низькими витратами та високою пропускною здатністю Base.
• Знайомі інструменти: Розробники можуть продовжувати використовувати знайомі інструменти, мови (такі як Solidity) та середовища розробки (наприклад, Hardhat або Truffle), які вони вже використовують для розробки на Ethereum. Це скорочує процес навчання та прискорює цикли розробки.
• Користувацький досвід: Користувачі можуть взаємодіяти з dApps на Base, використовуючи свої існуючі гаманці Ethereum (наприклад, MetaMask), що забезпечує безперешкодний і знайомий досвід.

Доступність даних та успадкування безпеки

Для безпеки оптимістичного ролапу всі дані транзакцій мають бути зрештою доступні в блокчейні Рівня 1 (Ethereum). Base забезпечує це, періодично публікуючи стиснуті пакети транзакцій та корені стану в Ethereum як calldata. Цей механізм є життєво важливим з двох причин:

1. Докази шахрайства: Якщо дані доступні на L1, будь-хто може реконструювати стан L2 і перевірити дійсність транзакцій. Це дозволяє механізму доказу шахрайства працювати ефективно.
2. Стійкість до цензури: Навіть якщо секвенсор Base вийде з ладу або діятиме зловмисно, цензуруючи транзакції, користувачі все одно зможуть примусово провести свої транзакції в Ethereum, надіславши їх безпосередньо в контракт L1 завдяки публічній доступності всіх необхідних даних.

Прив’язуючи свої операції до основної мережі Ethereum, Base безпосередньо успадковує значну частину надійної безпеки Ethereum. Децентралізована мережа валідаторів Ethereum забезпечує остаточний рівень розрахунків і гарантує цілісність даних, які фіксує Base.

Переваги, які Base приносить в екосистему Ethereum

Інтеграція Base в екосистему Ethereum пропонує безліч переваг для користувачів, розробників та ширшої децентралізованої мережі:

1. Радикально нижча вартість транзакцій

Це, мабуть, найбільш очевидна та відчутна перевага для користувачів. Обробляючи транзакції поза мережею, а потім об’єднуючи їх в одну стиснуту транзакцію L1, Base різко знижує вартість кожної окремої транзакції. Це відкриває можливості для нових сценаріїв використання dApp, які раніше були економічно нерентабельними через високі комісії за газ в основній мережі Ethereum.

2. Значне збільшення пропускної здатності транзакцій

Base може обробляти сотні або потенційно тисячі транзакцій на секунду, що є суттєвим покращенням порівняно з потужністю L1 Ethereum. Ця підвищена пропускна здатність зменшує завантаженість мережі та веде до швидшого підтвердження транзакцій, покращуючи загальний досвід користувачів.

3. Покращений користувацький досвід

Окрім низьких комісій та високої швидкості, Base забезпечує більш плавне та чуйне середовище для взаємодії з dApps. Це може призвести до:

• Більш частої та складної взаємодії: Користувачі можуть дозволити собі глибше взаємодіяти з dApps, не турбуючись про накопичення високих витрат на транзакції.
• Залучення нових користувачів: Поріг входу для нових криптокористувачів, яких часто лякають високі комісії, значно знижується.
• Ігрових додатків та мікроплатежів: Такі типи додатків потребують дуже низької затримки та вартості, що Base здатний забезпечити.

4. Сприятливе середовище для розробників

• Сумісність з EVM: Як уже зазначалося, розробники можуть використовувати існуючі знання, кодові бази та інструменти, прискорюючи розробку.
• Відкритий вихідний код OP Stack: Сприяє атмосфері співпраці, дозволяючи розробникам робити внесок у спільну інфраструктуру та користуватися інноваціями.
• Зниження витрат на розробку: Нижча вартість транзакцій також означає дешевше тестування та розгортання в мережі L2.

5. Використання екосистеми та охоплення Coinbase

Участь Coinbase є важливою стратегічною перевагою для Base. Пряма інтеграція у величезну базу користувачів Coinbase (десятки мільйонів верифікованих користувачів) та лінійку продуктів створює потужний шлях для масового впровадження. Це може сприяти:

• Безперешкодному входу/виходу (On/Off-Ramps): Простіша конвертація фіатних грошей у крипту безпосередньо в екосистему Base та навпаки.
• Інтегрованому досвіду використання гаманців: Потенціал для нативної підтримки гаманців у додатках Coinbase, що спрощує доступ користувачів.
• Довірі до бренду: Стала репутація Coinbase у криптопросторі може вселити впевненість новим користувачам, які досліджують L2-мережі.

6. Поступова децентралізація та бачення «Суперланцюга»

Хоча Base, як і багато інших L2 на ранніх стадіях, починає з певним ступенем централізації (наприклад, єдиний секвенсор під контролем Coinbase), його основа на OP Stack підтримує шлях до більшої децентралізації. Концепція «суперланцюга» OP Stack спрямована на створення мережі взаємопов’язаних стандартизованих L2, які можуть ділитися ліквідністю та безпекою. У міру розвитку Base планує поступово децентралізувати свій секвенсор та управління, що ще більше посилить його стійкість та опірність цензурі.

7. Відсутність нативного токена: простота та фокус на корисності

Рішення Base відмовитися від нативного токена спрощує його економічну модель. Замість того, щоб покладатися на новий токен для стимулювання учасників мережі або отримання доходу, Base зосереджується виключно на наданні користі екосистемі Ethereum. Такий вибір дизайну може призвести до:

• Зменшення спекуляцій: Користувачі та розробники можуть взаємодіяти з Base без волатильності або складності додаткового спекулятивного активу.
• Чіткої ціннісної пропозиції: Цінність базується виключно на здатності забезпечувати дешеві, швидкі та безпечні транзакції.
• Прямої відповідності Ethereum: Використовуючи ETH для газу, Base безпосередньо сприяє корисності та попиту на Ethereum, зміцнюючи його роль як фундаментального Рівня 1.

Виклики та майбутні перспективи Base

Незважаючи на значні переваги, Base, як і будь-яка технологія, що розвивається, стикається з певними викликами та міркуваннями:

1. Початкова централізація секвенсора

У нинішньому вигляді секвенсор Base (суб’єкт, який впорядковує та пакетує транзакції) управляється компанією Coinbase. Хоча це дозволяє ефективно та надійно працювати на ранніх стадіях, це створює єдину точку відмови та потенціал для цензури або простоїв. План розвитку Base передбачає децентралізацію секвенсора з часом, що є вирішальним для досягнення довгострокової стійкості до цензури та надійності мережі.

2. Затримки виведення коштів в оптимістичних ролапах

Оптимістична природа Base означає, що користувачі стикаються з періодом оскарження приблизно в 7 днів при виведенні активів з Base назад в основну мережу Ethereum. Ця затримка, хоча і необхідна для безпеки через докази шахрайства, може бути незручною для користувачів, яким потрібен негайний доступ до своїх коштів на L1. Існують рішення на кшталт «швидких мостів» (які залучають сторонніх постачальників ліквідності для негайної видачі коштів користувачам за певну плату), але вони вносять додаткові припущення щодо довіри.

3. Конкуренція в ландшафті L2

Екосистема L2 є жвавою та конкурентною: інші відомі оптимістичні ролапи (наприклад, Optimism, Arbitrum) та ZK-ролапи (наприклад, zkSync, StarkNet) змагаються за користувачів і розробників. Кожен L2 має свої унікальні компроміси, і Base повинен продовжувати диференціювати себе через технічні вдосконалення, інтеграцію в екосистему та відданість загальному баченню Ethereum.

4. Ризики смартконтрактів

Хоча Base успадковує безпеку Ethereum для доступності даних та системи доказів шахрайства, смартконтракти, що керують самим L2 Base (наприклад, контракти мостів, контракти секвенсора), все ще можуть містити потенційні помилки або вразливості. Ретельний аудит та постійна практика безпеки мають першочергове значення.

5. Еволюція самого Ethereum: Proto-Danksharding (EIP-4844)

Постійний розвиток Ethereum, зокрема такі оновлення як EIP-4844 (Proto-Danksharding), суттєво вплине на ландшафт L2. Proto-Danksharding вводить новий тип транзакцій, який дозволяє прикріплювати до блоків «блоби» (blobs) даних, пропонуючи набагато дешевшу доступність даних для ролапів, ніж поточна calldata. Це ще більше знизить вартість транзакцій L2 та збільшить пропускну здатність, приносячи користь Base та іншим ролапам за рахунок підвищення ефективності їхніх операцій. Архітектура Base добре підготовлена до інтеграції з цими майбутніми оновленнями Ethereum.

Ширший вплив Base на екосистему Ethereum

Base є вирішальним кроком на шляху масштабування Ethereum. Забезпечуючи середовище з низькими витратами та високою пропускною здатністю, він безпосередньо вирішує давні обмеження мережі, відкриваючи шлях для:

• Нових сценаріїв використання: Створення додатків, що потребують мікроплатежів, частої взаємодії або обробки великих обсягів даних (наприклад, децентралізовані соціальні мережі, ігри, рішення для ідентифікації), які зможуть процвітати на безпечній, орієнтованій на Ethereum платформі.
• Збільшення потужності мережі: Перенесення значної частини обсягу транзакцій з основної мережі Ethereum звільняє ресурси L1 для критично важливих транзакцій з високою вартістю та покращує загальний стан мережі.
• Стимулювання інновацій: Зниження бар’єру для розробників для експериментів та розгортання dApps прискорює темпи інновацій у просторі Web3.
• Масового залучення: Охоплення та довірений бренд Coinbase можуть слугувати потужним каналом, знайомлячи мільйони нових користувачів із перевагами децентралізованих фінансів та додатків без типових труднощів, пов’язаних із високими комісіями.
• Реалізації концепції «модульного блокчейну»: Base робить свій внесок у ширше бачення модульної архітектури блокчейну, де Ethereum виступає як безпечний децентралізований рівень розрахунків, а L2-мережі, такі як Base, беруть на себе виконання та масштабованість.

По суті, Base не просто масштабує Ethereum; він розширює його охоплення, роблячи його потужні можливості доступними для набагато ширшої аудиторії та забезпечуючи появу нового покоління децентралізованих додатків. Це втілення стратегічного кроку великої централізованої структури, що робить внесок у відкрите децентралізоване майбутнє інтернету, посилюючи спільні зусилля з побудови більш ефективної та інклюзивної цифрової економіки на базі фундаментальної безпеки Ethereum. Попереду — безперервна технічна еволюція, поступова децентралізація та спільна розробка, але Base вже міцно зарекомендував себе як значущий гравець у прагненні до масштабованого Ethereum.