บล็อกเชนเลเยอร์ 2

บทนำ

สถานะที่บล็อกเชนทุกสายต้องการคือการกระจายศูนย์ ปลอดภัย และขยายขนาดได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ การสร้างบล็อกเชนที่รับมือทั้งสามด้านได้ดีพร้อมกันยังคงเป็นความท้าทายที่ยังไม่มีคำตอบ ความท้าทายนี้ถูกตั้งชื่อว่า ไตรลีมาของบล็อกเชน

Bitcoin และ Ethereum ต่างกระจายศูนย์และปลอดภัยพอสมควร แต่ขยายขนาดได้ไม่ดีนัก เห็นได้จากค่าธรรมเนียมธุรกรรมที่สูงและคิวธุรกรรมที่ยาวเมื่อเครือข่ายมีผู้ใช้งานหนาแน่น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ นักสำรวจสามารถใช้เทคโนโลยีหลายอย่างที่ช่วยลดต้นทุนธุรกรรมและเพิ่มความเร็วธุรกรรมได้อย่างมาก เทคโนโลยีเหล่านี้เรียกรวมกันว่าโซลูชันขยายขนาด Layer 2 (L2)

Lightning Network คือโซลูชันขยายขนาดที่โด่งดังที่สุดของ Bitcoin ซึ่งพึ่งพาเทคโนโลยีที่เรียกว่า ช่องทางการชำระเงิน เพื่อขยายขนาดการชำระเงินระหว่างคู่สัญญา Ethereum ผ่อนคลายไตรลีมาของบล็อกเชนด้วยการพึ่งพาโซลูชัน L2 หลากหลายรูปแบบในการรับมือธุรกรรม โดยได้รับการสนับสนุนจากพื้นที่จัดเก็บชั่วคราวราคาถูกที่เรียกว่า Blob ซึ่งเพิ่มเข้ามาบน Mainnet ในปี 2024 (รูปแบบเบา ๆ ของ "Sharding" ที่เคยวางแผนไว้)

ช่องทางการชำระเงิน

บนบล็อกเชน Bitcoin Lightning Network พึ่งพา ช่องทางการชำระเงิน แบบสองทิศทาง ซึ่งช่วยให้หลายฝ่ายแลกเปลี่ยน BTC กันได้โดยไม่ต้องทำธุรกรรมบนเชนหลัก

สถาปัตยกรรมนี้ทำให้ผู้ใช้สองคนเปิดช่องทางการชำระเงินระหว่างกันได้ แต่ละช่องทางเป็นแบบสองฝ่ายเท่านั้น แม้ว่าการชำระเงินจะสามารถส่งผ่านเครือข่ายช่องทางที่เชื่อมต่อกันไปถึงผู้ใช้ที่อยู่ไกลออกไปได้ ระหว่างการเปิดและปิดช่องทาง คู่สัญญาสามารถโยกเงินระหว่างกันได้ รายการในสมุดบัญชีย่อยของผู้เข้าร่วมแต่ละคนจะอัปเดตหลังทั้งสองฝ่ายเซ็นยืนยันธุรกรรม ซึ่งโดยทั่วไปต้องการให้โหนดของทั้งสองฝ่ายเชื่อมต่อได้ ช่องทางหนึ่งสามารถถูกปิดได้ทุกเมื่อ โดยฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งประกาศสมุดบัญชีย่อยเวอร์ชันล่าสุดไปยังบล็อกเชน

ช่องทางการชำระเงินไม่รองรับการโต้ตอบ สัญญาอัจฉริยะ ขั้นสูง รองรับเพียงธุรกรรมเพียร์ทูเพียร์พื้นฐานเท่านั้น

ทดสอบความรู้ 1

คุณต้องออนไลน์อยู่จึงจะทำธุรกรรมผ่าน Bitcoin Lightning Network ได้

• [ ] จริง

• [ ] เท็จ

โซลูชันขยายขนาดของ Ethereum

นักพัฒนา Ethereum ทำงานพัฒนาโซลูชันขยายขนาดที่เกิดขึ้นบน Ethereum เองมาเกือบตั้งแต่เครือข่ายนี้เริ่มใช้งานจริง

สมาชิกส่วนใหญ่ในชุมชน Ethereum เห็นตรงกันว่าโปรเจกต์หนึ่งจะเป็น "โซลูชันขยายขนาดของ Ethereum" ได้ ต้องแก้จุดอ่อนด้าน ความสามารถในการขยายขนาด ของ Ethereum โดยไม่เสีย ความปลอดภัย หรือ การกระจายศูนย์ สำหรับผู้ใช้ ความต้องการเชิงปฏิบัติที่สุดคือธุรกรรมที่เร็วขึ้นและ Gas ที่ถูกกว่า Ethereum Mainnet เพื่อแข่งขันกัน โซลูชันขยายขนาดบางแห่งยอมแลกในไตรลีมามากกว่าที่อื่น

Ethereum ถูกนิยามด้วยความสามารถด้านสัญญาอัจฉริยะ ดังนั้นโซลูชันขยายขนาดของมันก็ต้องรับช่วงความสามารถนี้ต่อไปด้วย การมีธุรกรรมที่เร็วและถูกก็ไร้ประโยชน์ หากผู้ใช้เข้าถึง dApp โปรดของตนจาก Layer 2 ไม่ได้

ทดสอบความรู้ 2

โซลูชันขยายขนาดของ Ethereum เป็นแบบใด?

• [ ] ใช้ช่องทางการชำระเงินเพื่อขยายขนาดเครือข่าย

• [ ] ไม่รองรับการโต้ตอบสัญญาอัจฉริยะ

• [ ] ควรเพิ่มความสามารถในการขยายขนาดโดยไม่ทำให้คุณสมบัติอื่นของไตรลีมาอ่อนแอลง

• [ ] ทำให้ธุรกรรมเร็วขึ้นแลกกับ Gas ที่แพงขึ้น

การเชื่อมต่อเลเยอร์ 1 และเลเยอร์ 2

ดังที่เราได้เรียนรู้ใน Blockchain Basics บล็อกเชนคือฐานข้อมูลที่เรียกว่า สมุดบัญชี ซึ่งบันทึกรายการธุรกรรมตามลำดับเวลาที่ปลอดภัยด้วยการเข้ารหัส บล็อกเชน L1 และโซลูชันขยายขนาด L2 ต่างก็เป็นบล็อกเชนในตัวของมันเอง มีฐานข้อมูลที่อยู่และข้อมูลของตัวเอง

โครงสร้างพื้นฐานที่เรียกว่า บริดจ์ ใช้ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างฐานข้อมูลบล็อกเชนต่างสาย ตัวอย่างเช่น หากคุณนึกภาพ Ethereum Mainnet (หรือบล็อกเชน L1 อื่นใด) เป็นเกาะหนึ่ง และบล็อกเชนอื่นหรือโซลูชันขยายขนาดที่คุณเลือกเป็นอีกเกาะหนึ่ง บริดจ์คริปโตคือคำเรียกทั่วไปของทางหลวงเครือข่ายที่เชื่อมสองเกาะดิจิทัลนี้เข้าด้วยกัน

เทคโนโลยีนี้ซับซ้อนมาก แต่จากมุมมองผู้ใช้ปลายทาง กระบวนการนี้ง่ายเพียงแค่เลือกปลายทาง

ไซด์เชน

ไซด์เชน คือบล็อกเชนแยกต่างหากที่ทำงานเป็นอิสระจาก Ethereum แต่เชื่อมต่อกับ Ethereum Mainnet ผ่าน บริดจ์ การย้ายโทเคนทำได้โดยล็อกโทเคนไว้ในสัญญาบริดจ์บน Mainnet แล้วมินต์โทเคนเทียบเท่าบนไซด์เชน สิ่งสำคัญคือวิธีนี้ไม่ได้ทำให้เงินของคุณได้รับความปลอดภัยแบบ Ethereum บริดจ์และไซด์เชนพึ่งพา Validator ของไซด์เชนเอง หากฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งถูกเจาะ (เช่นเหตุแฮกบริดจ์ Ronin มูลค่า 625 ล้านดอลลาร์ในปี 2022) เงินที่ล็อกไว้ก็อาจถูกขโมยได้

ไซด์เชนยังคงอยู่ภายใต้ไตรลีมาของบล็อกเชน ค่า Gas ที่ถูกกว่าและธุรกรรมที่เร็วกว่ามาจากกลุ่ม Validator ที่เล็กกว่าแต่ทรงพลังกว่า แลกการกระจายศูนย์และความปลอดภัยบางส่วนเพื่อความสามารถในการขยายขนาด

ไซด์เชนอย่าง Polygon PoS เผยแพร่ภาพรวมข้อมูล ("Checkpoint") ไปยัง Ethereum เป็นประจำ สิ่งนี้ทำให้ประวัติของไซด์เชนมี Finality ในรูปแบบหนึ่ง และช่วยให้ผู้ใช้พิสูจน์ยอดคงเหลือได้เมื่อถอนออกจากบริดจ์ แต่ก็ไม่ได้ทำให้เงินบนไซด์เชนปลอดภัยเท่า Mainnet

ทดสอบความรู้ 3

ไซด์เชนมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?

• [ ] ล็อกโทเคนที่บริดจ์มาไว้ในสัญญาบน Mainnet

• [ ] มีค่า Gas ถูกกว่า Mainnet

• [ ] มีความเสี่ยงด้านการรวมศูนย์มากกว่า Mainnet

• [ ] ถูกทุกข้อ

Rollup

โปรโตคอล Layer 2 ที่ใช้เทคโนโลยี Rollup รักษาระดับความปลอดภัยให้ใกล้เคียงกับ Ethereum Mainnet มากกว่า

เช่นเดียวกับไซด์เชน Rollup อนุญาตให้ธุรกรรมออนเชนประมวลผลออกไปจาก Ethereum Mainnet ธุรกรรมเหล่านี้จะถูก "ม้วนรวม" เป็นชุดเดียว และข้อมูลชุดนั้นจะถูกส่งไปยัง Ethereum ในรูปแพ็กเก็ตข้อมูลชั่วคราวราคาถูกที่เรียกว่า Blob ซึ่งเปิดตัวในการอัปเกรด Dencun เมื่อเดือนมีนาคม 2024 Blob คือเหตุผลหลักที่ค่าธรรมเนียม L2 ทั่วไปลดลงเหลือไม่กี่เซนต์หรือน้อยกว่านั้น

เพื่อให้ Rollup พิสูจน์ตัวเองว่าปลอดภัยพอที่จะประมวลผลธุรกรรมแทน Mainnet ได้ Rollup ต้องแสดง "หลักฐานที่น่าเชื่อถือ" ว่าธุรกรรมในแต่ละชุดที่ส่งไปนั้นปลอดภัยและถูกต้อง หลักฐานนี้ถูกรวมอยู่ใน Rollup ของธุรกรรมและได้รับการตรวจสอบโดยสัญญาบริดจ์บน Ethereum Mainnet

ปัจจุบันมีวิธี Rollup สองแบบที่ให้หลักฐานนี้ได้ ได้แก่ Optimistic Rollup และ ZK Rollup มาดูรายละเอียดของทั้งสองวิธีนี้กัน

Optimistic Rollup

โปรโตคอล L2 อย่าง Optimism, Base และ Arbitrum ล้วนใช้ Optimistic Rollup เป็นสถาปัตยกรรมโซลูชันขยายขนาดของตน Optimistic Rollup ถูกเรียกเช่นนี้เพราะข้อมูลในชุด Rollup ถือว่าถูกต้องจนกว่าจะพิสูจน์เป็นอย่างอื่น นี่คือสมมติฐานแบบมองโลกในแง่ดี (Optimistic)

เพื่อป้องกันการใช้เทคนิคนี้ในทางที่ผิด โดยทั่วไปจะมีช่วงเวลาหน่วงหลายวันเมื่อผู้ใช้ร้องขอย้ายเงินจาก L2 กลับไปยัง Mainnet ในช่วงเวลานี้ Validator ของบริดจ์สามารถส่ง หลักฐานการฉ้อโกง เพื่อขอยกเลิกการถอนเงินได้ กลไกหลักฐานการฉ้อโกงนี้คล้ายกับกระบวนการหักบัญชีของอุตสาหกรรมธนาคาร แต่เป็นแบบกระจายศูนย์

หมายเหตุ: บริการบริดจ์จากบุคคลที่สาม เช่น Across และ Relay ช่วยให้ผู้ใช้บริดจ์เงินได้ในไม่กี่นาทีแทนที่จะเป็นวัน บริดจ์เร็วเหล่านี้สำรองเงินให้คุณล่วงหน้าจากคลังเงินของตัวเอง คุณจึงต้องรับความเสี่ยงจากสัญญาอัจฉริยะของบริดจ์และผู้ให้เงินทุน ซึ่งเป็นชั้นความไว้ใจเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับบริดจ์ของ Rollup เอง

ทดสอบความรู้ 4

Optimistic Rollup ถือว่าธุรกรรมถูกต้องจนกว่าจะพิสูจน์เป็นอย่างอื่น

• [ ] จริง

• [ ] เท็จ

ZK Rollup

ZK Rollup คือ Rollup ประเภทหนึ่งที่พึ่งพาเทคโนโลยี Zero-Knowledge ต่างจาก Optimistic Rollup ตรงที่ ZK Rollup ยืนยันความถูกต้องของธุรกรรมในชุดข้อมูลโดยไม่ต้องพึ่งผู้ใช้บางกลุ่มคอยหาหลักฐานการฉ้อโกง แต่ Rollup ประเภทนี้ส่งหลักฐานทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า หลักฐานความถูกต้อง ซึ่งช่วยให้ Ethereum ตรวจสอบได้ว่าทั้งชุดข้อมูลถูกต้องโดยไม่ต้องทำงานซ้ำ

ข้อได้เปรียบหลักของ ZK Rollup คือ เวลาชำระธุรกรรม หรือที่รู้จักกันในชื่อ Finality ของธุรกรรม แทนที่จะมีช่วงเวลาท้าทายหลายวัน ZK Rollup ช่วยให้ผู้ใช้เข้าถึงเงินบน Mainnet ได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงโดยทั่วไป ทันทีที่มีการส่งหลักฐานความถูกต้องครั้งถัดไป แม้จะมีชื่อว่า Zero-Knowledge แต่เทคโนโลยีนี้ไม่ได้ถูกใช้เพื่อความเป็นส่วนตัวในที่นี้ ธุรกรรมบน ZK Rollup รายใหญ่ก็เปิดเผยต่อสาธารณะเหมือนบน Ethereum Mainnet

มีโปรโตคอลสำคัญหลายแห่งที่ใช้เทคโนโลยี ZK Rollup สร้างโซลูชันขยายขนาด Ethereum ของตน เช่น ZKsync, Starknet และ Linea แม้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่ก็มีศักยภาพในอนาคตสูงมาก

ทดสอบความรู้ 5

เมื่อเทียบกับ Optimistic Rollup แล้ว ZK Rollup มีคุณสมบัติอย่างไร?

• [ ] เก็บธุรกรรมของผู้ใช้เป็นส่วนตัวบน Mainnet

• [ ] ใช้หลักฐานความถูกต้อง จึงไม่ต้องมีช่วงเวลาท้าทายหลายวัน

• [ ] พึ่งพาผู้เฝ้าระวังในการส่งหลักฐานการฉ้อโกงระหว่างช่วงเวลาท้าทาย

ความเข้ากันได้ของ dApp ข้ามเชน

เมื่อเปรียบเทียบ Optimistic Rollup กับ ZK Rollup สิ่งที่ผู้ใช้ส่วนใหญ่ให้ความสำคัญที่สุดคือเวลาถอนเงิน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาความล่าช้าในการถอนเงินนี้แก้ได้ด้วยบริดจ์จากบุคคลที่สาม จึงไม่ควรเป็นปัจจัยหลักในการตัดสินใจเลือกโซลูชันขยายขนาด

Optimistic Rollup จำนวนมากเป็นแบบ "เทียบเท่า EVM" หมายความว่า L2 นั้นรองรับ dApp ทุกตัวที่ทำงานบน Ethereum Virtual Machine (EVM) ได้โดยตรง การเทียบเท่า EVM ทำให้สามารถนำสัญญาอัจฉริยะที่เคยใช้งานบน Mainnet มาใช้ได้ทันที ทำให้ผู้ใช้ L2 เข้าถึง dApp โปรดของตนได้

ไซด์เชนอย่าง Polygon PoS ก็รัน EVM โดยตรงเช่นกัน และ ZK Rollup สมัยใหม่ส่วนใหญ่ (เช่น ZKsync, Linea และ Scroll) ก็เทียบเท่า EVM หรือใกล้เคียงมาก ผลก็คือ dApp โปรดของ Ethereum ส่วนใหญ่ใช้งานได้ทั่วทั้งระบบนิเวศ L2

ทดสอบความรู้ 6

โซลูชันขยายขนาดที่เทียบเท่า EVM สามารถนำสัญญาอัจฉริยะที่ใช้งานบน Mainnet มาใช้ซ้ำได้ง่าย

• [ ] จริง

• [ ] เท็จ

สรุปบทเรียน

บล็อกเชน L1 อย่าง Bitcoin และ Ethereum ยังคงถูกจำกัดด้วย ไตรลีมาของบล็อกเชน ช่องทางการชำระเงิน บนเครือข่าย Bitcoin หรือไซด์เชนและ Rollup บน Ethereum ช่วยให้เครือข่ายเหล่านี้ขยายขนาดและผ่อนคลายไตรลีมาได้

บริดจ์ เชื่อมบล็อกเชน L1 เข้ากับ ไซด์เชน และ Rollup และวิธีที่สัญญาบริดจ์ทำงานก็ส่งผลต่อคุณสมบัติของเครือข่ายที่เชื่อมต่อกัน

เงินบนไซด์เชนไม่ได้รับความปลอดภัยแบบ Ethereum โทเคนที่บริดจ์มาถูกล็อกไว้ในสัญญาบน Mainnet แต่ความปลอดภัยขึ้นอยู่กับ Validator และสัญญาบริดจ์ของไซด์เชนเอง เชนเหล่านี้มีกลุ่ม Validator ที่เล็กแต่ทรงพลัง ทำให้เพิ่มความเร็วธุรกรรมและลดค่า Gas ได้ แลกกับการกระจายศูนย์และความปลอดภัย

Rollup เช่นเดียวกับไซด์เชน ก็ตรวจสอบและประมวลผลธุรกรรมของตัวเองเช่นกัน แต่สัญญาบริดจ์ของ Rollup กำหนดให้ต้องแสดง "หลักฐานที่น่าเชื่อถือ" ของความถูกต้องของธุรกรรมก่อนที่ข้อมูลจะถูกยอมรับ สิ่งนี้ทำให้ Rollup รักษาระดับ ความปลอดภัย และ การกระจายศูนย์ ให้สอดคล้องกับค่านิยมของ Ethereum ได้ มีวิธีให้ "หลักฐานที่น่าเชื่อถือ" นี้อยู่สองแบบ คือ Optimistic Rollup และ ZK Rollup Optimistic Rollup มีช่วงเวลาหน่วงหลายวันก่อนจะยืนยัน Rollup ของธุรกรรมบน Mainnet ระหว่างนั้น Validator ของบริดจ์จะตรวจจับและรายงานการฉ้อโกง ZK Rollup ให้การรับประกันทางคณิตศาสตร์ของความถูกต้องของธุรกรรม ด้วยเทคโนโลยี Zero-Knowledge

ปัจจุบันทั้ง Optimistic Rollup และ ZK Rollup สมัยใหม่ต่างมีความเข้ากันได้กับสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum Mainnet ในระดับสูง ทำให้ dApp จาก Ethereum Mainnet นำไปใช้งานบนเครือข่ายของตนได้ง่าย หลายคนเชื่อว่า ZK Rollup จะกลายเป็นโซลูชันขยายขนาดแห่งอนาคต ด้วย Finality ที่รวดเร็วและการรับประกันความถูกต้องที่แข็งแกร่ง

เริ่มต้นการเดินทาง Layer 2 ของคุณกับ Optimism หรือ Base 🙂

Optimism และ Base ซึ่งเป็น Optimistic Rollup ที่เทียบเท่า EVM ทั้งคู่ เป็น L2 ที่ดีเยี่ยมสำหรับนักสำรวจในการเริ่มต้น การใช้ dApp บนเชนใดเชนหนึ่งก็ให้ความรู้สึกคล้าย L1 เพียงแต่ถูกกว่าและเร็วกว่า และทั้งคู่ใช้ ETH เป็น Gas เควสถัดไปของคุณคือก้าวแรกของการเดินทางบน Optimism หรือ Base!

ทั้งสองระบบนิเวศได้รับอิทธิพลอย่างลึกซึ้งจากค่านิยมของ Ethereum โดย Optimism เป็นที่รู้จักด้าน การสนับสนุนสินค้าสาธารณะ ที่เพิ่มมูลค่าให้ระบบนิเวศ เช่น การศึกษาฟรีจาก Bankless Academy

Optimism และ Base ไม่ใช่แค่แพลตฟอร์มที่พึ่งพา Optimistic Rollup เท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นว่าบล็อกเชนแก้ปัญหาจริงและเปิดวิธีการทำธุรกรรมและร่วมมือกันแบบใหม่ได้อย่างไร และนั่นก็ควรทำให้เรามองโลกในแง่ดีกันทุกคน 🙂