Next Generation of L2 Solutions for Ethereum: Review

u.todayXuất bản vào 2022-09-22Cập nhật gần nhất vào 2022-09-22

Tóm tắt

As the progress of the decentralized applications (dApps) ecosystem gains steam, scalability issues have evolved into a crucial bottleneck for Web3 progress.

Contents

  • What is scalability?
  • What are Layer 2 scalability solutions, and why do dApps need them?
  • First generation of L2 solutions: Bitcoin’s Lightning and Ethereum’s Raiden
  • Cutting-edge Layer 2 scalability protocols: U.Today’s 101
  • Bottom line

As the progress of the decentralized applications (dApps) ecosystem gains steam, scalability issues have evolved into a crucial bottleneck for Web3 progress. Here’s how modern Layer 2 scalability solutions for Ethereum are trying to advance the performance of the largest smart contracts platform.
What is scalability?
In terms of infrastructure, blockchains are decentralized systems of nodes designed to confirm transactions between accounts. The transaction is confirmed once nodes agree to include it into the block.
Due to the specifications of the technical capabilities of hardware, specific features of blockchain consensus, and the type of node software used, the transactional throughput (typically measured in the number of transactions a blockchain can process every second, or TPS) of any blockchain has its limits.
At the same time, pressure on blockchain increases over time as new dApps are being deployed to chains and new crypto holders start using them for transactions. As such, the speed of blockchain operations decreases while transactional fees spike.
For instance, Bitcoin (BTC) can process three transactions per second while Ethereum (ETH) handles 15 transactions per second maximum.
In this case, the scalability of distributed networks should be considered their ability to handle increasing transaction loads, as well as increasing the number of nodes.
What are Layer 2 scalability solutions, and why do dApps need them?
Ethereum inventor Vitalik Buterin introduced the so-called “Bitcoin trilemma” concept: he suggested that no blockchain can be scalable, decentralized and resource-efficient at the same time. As such, truly decentralized and cost-efficient blockchains are not the best ones in terms of scalability.

L2

Image by Researchgate During the 2016-2017 acceleration of blockchain adoption, engineers started discussing the possibility of introducing some systems that can work “on the top” of existing blockchains to help them scale. Basically, they are designed to process some data outside of the main blockchain.
They are connected to underlying blockchains (“Layer 1” platforms, or L1s) and partially verify data through their instruments. As such, the blockchain audience labeled them “Layer 2” solutions, or “second-layer” systems.
Decentralized applications and end users need them to process blockchain transfers faster and pay reduced transaction fees.
First generation of L2 solutions: Bitcoin’s Lightning and Ethereum’s Raiden
Pioneering Layer 2 scalability solutions utilized so-called “payment channels”: their elements were connected between each other to partially process data without sending it to L1s.
In 2015-2016, while some experts proposed to scale Bitcoin (BTC) by increasing the size of its blocks, Prof. Thaddeus Dryja invented the Lightning Network (LN). It is an L2 protocol based on payment channels. LN nodes transact between each other; periodically, the results of their operations are verified by Bitcoin’s mainnet.
Bitcoin’s Lightning Network is still relevant in 2022; the aggregated volume of its channels inches closer to 3,700 Bitcoins (BTC), as covered by U.Today.
The Bitcoin and Lightning-inspired Raiden Network, the first-ever channel-based solution for Ethereum (ETH), has been successful. Its team raised $27 million through RDN ICO in 2017 and created a pioneering scalability solution for the network with smart contracts.
However, channel-based solutions also lack scalability; their capacity is limited by the number of nodes. As such, Ethereum (ETH) engineers introduced Plasma, a protocol that rolls up data on multiple transactions into a single data set and processes it into Ethereum (ETH). The mainnet processes it just like a single transaction; therefore, its TPS can be increased by thousands of percent.

L2

Image by Ethereum Foundation Polygon (then Matic Network) was the first mainstream implementation of Plasma. Due to the unforeseen interest in its solutions, in Q1, 2021, Polygon developers decided to rebrand it into a general-purpose L2 hub for DeFi.
Cutting-edge Layer 2 scalability protocols: U.Today’s 101
The bullish rally of 2021 triggered a new wave of crypto adoption: the pressure on L1s - largely on Ethereum (ETH) - increased and resulted in transaction fee spikes. However, major “Ethereum killers,” including BNB Chain, Solana, Fantom and Terra, are still criticized for centralization issues. That is why Ethereum’s L2s are of particular importance for sustainable DeFi ecosystem progress.
Optimism
Mainnet launch: 2021
Technology: Optimistic Rollups
Bandwidth: 500-2,000 TPS
Fees for token swap: $0.49
Optimism is an Ethereum Layer 2 scalability network that leverages Optimistic Rollups. This technology “rolls up” transactions and sends them to Ethereum (ETH) in compressed form. In Optimistic Ethereum, it is assumed that transactions are valid by default. A transaction’s validity is assessed for fraud only in the event of a challenge.
Arbitrum
Mainnet launch: 2021
Technology: Optimistic Rollups
Bandwidth: up to 4,500 TPS
Fees for token swap: $0.91
Just like Optimism, Arbitrum utilizes Optimistic Rollups to help Ethereum (ETH) scale. However, it leverages different proof mechanisms. Instead of single-round fraud proof, Arbitrum utilizes multi-round fraud proofs: it reduces dependency on Ethereum (ETH), but such operations are charged with high fees. Arbitrum uses its own AVM (Arbitrum Virtual Machine), seamlessly compatible with Ethereum Virtual Machine, or EVM.
StarkNet
Mainnet launch: 2021 (first dApps onboarded in 2022)
Technology: Zero-knowledge rollups, or ZK-rollups
Bandwidth: 3,000 TPS
Fees for token swap: $0.09 (estimate)
StarkNet and its product StarkWare Alpha leverage different technology: its rollups (validity rollups or ZK-rollups) are checked before being broadcast to the Ethereum (ETH) mainnet. Its patented technology, ZK-STARK, moves all computations to a single off-chain STARK prover and then verifies the integrity of those computations using an on-chain STARK verifier.
zkSync
Mainnet launch: 2020
Technology: Zero-knowledge rollups, or ZK-rollups
Bandwidth: 2,000 TPS
Fees for token swap: $0.24 (estimate)
zkSync is a general-purpose scalability protocol that allows every dApp to utilize the SNARK proof mechanism. It broadcasts transactions to Ethereum’s L1 every 10 minutes and works natively with every noncustodial wallet for Ethereum and EVM-compatible blockchains.
Metis
Mainnet launch: 2021
Technology: Optimistic Rollups with enhanced solutions
Bandwidth: 1,000+ TPS
Fees for token swap: $0.14 (estimate)
Metis is a second-layer scalability solution for Ethereum (ETH) that prioritizes the no-code experience for dApps developers. It is designed to evolve into a “plug-and-play” module for the next generation of DeFis, NFT marketplaces and Decentralized Autonomous Corporations (DACs); native crypto asset METIS is set to underpin its tokenomics.
Bottom line
Second-layer solutions should be considered a class of techniques designed to overcome the scalability limitations of major blockchains.
Bitcoin’s Lightning Network and Ethereum’s Raiden were pioneering L2 platforms.
Modern Ethereum-based Layer 2 protocols allow end-users and developers to reduce transaction fees and increase bandwidth by thousands of percent. Optimistic Rollups and ZK-rollups are the two most common classes of L2 scaling instruments.

Nội dung Liên quan

TechFlow Tình Báo Cục: Tỷ Lệ IPO Của Anthropic Trên 80%, Iran Đóng Eo Biển Hormuz Lần Nữa Gây Chấn Động Giá Dầu

Thị trường dự kiến Anthropic sẽ công bố IPO trước tháng 11/2026, đặt câu hỏi về việc liệu định giá nghìn tỷ USD có tương thích với cam kết an toàn AI của họ hay không. Cùng lúc, các thương hiệu đang sử dụng người có ảnh hưởng ảo AI để tiếp thị sản phẩm. Về tiền mã hóa/Web3, quân đội Iran thông báo đóng cửa lại eo biển Hormuz, gây ra biến động giá dầu, mặc dù dữ liệu theo dõi tàu cho thấy một số tuyến đường vẫn hoạt động. Iran cũng đã nối lại hoạt động bốc dầu tại đảo Kharg, có thể đưa tới 20 triệu thùng dầu ra thị trường. Trong lĩnh vực chip/phần cứng, Goldman Sachs cảnh báo đầu tư vốn 5,3 nghìn tỷ USD vào AI có thể đang chạm đến giới hạn bão hòa tín dụng. Các tin tức công nghệ đáng chú ý: Cloudflare ra mắt tính năng tài khoản tạm thời cho AI agent; lưu lượng IPv6 của Google vượt 50%; Tập đoàn Hyundai Motor có kế hoạch mua lại cổ phần của Boston Dynamics. Trên thị trường chứng khoán Mỹ, các nhà đầu tư nhỏ lẻ đã đổ 370 triệu USD vào SpaceX trong ba ngày, tạo ra làn sóng mua vào mạnh mẽ. Về tài chính vĩ mô, thị trường tín dụng châu Âu báo động khi xảy ra vỡ nợ trái phiếu CLO đầu tiên kể từ sau khủng hoảng, trong khi Nomura cảnh báo về khả năng chuyển hướng chính sách thắt chặt từ Fed. Đường dây ngầm của ngày hôm nay chỉ ra rằng các sự kiện như đóng cửa eo biển Hormuz, vỡ nợ CLO ở châu Âu và cảnh báo về chi tiêu vốn AI đều phản ánh một logic chung: thanh khoản toàn cầu đang thắt chặt và chi phí biên đang tăng lên trên nhiều lĩnh vực. Trong bối cảnh đó, vốn vẫn không ngừng tìm kiếm các câu chuyện tăng trưởng mới, như những tầm nhìn lớn về du hành phản vật chất của Musk hay cơn sốt IPO từ Anthropic và SpaceX.

marsbit13 giờ trước

TechFlow Tình Báo Cục: Tỷ Lệ IPO Của Anthropic Trên 80%, Iran Đóng Eo Biển Hormuz Lần Nữa Gây Chấn Động Giá Dầu

marsbit13 giờ trước

Tỷ Lệ ETH/BTC Quay Lại Mức Đầu Năm 2023 Khi Nhà Giao Dịch Tranh Luận Về Giá Trị Của Ethereum

Tỷ lệ ETH/BTC đã giảm xuống mức 0.027, tương đương với các mức đầu năm 2023, trong khi ở đỉnh năm 2021, tỷ lệ này là 0.088. Điều này cho thấy Ethereum hiện đang rẻ một cách lịch sử so với Bitcoin, dấy lên cuộc tranh luận giữa việc đây là cơ hội đầu tư ngược chiều hay dấu hiệu của một sự suy giảm cấu trúc. Trên biểu đồ ETH/USDT, một phân tích riêng biệt chỉ ra rằng Ethereum có nguy cơ điều chỉnh giảm sau khi mở cửa tuần mạnh, với cấu trúc thị trường bị phá vỡ và giá đảo chiều dưới mức cao 1.774 USD. Kế hoạch giao dịch được đề cập tập trung vào việc bán ra khi giá kiểm tra lại vùng nhập lệnh khoảng 1.723 USD. Sự kết hợp giữa tỷ giá ETH/BTC thấp và áp lực điều chỉnh trên biểu đồ ETH/USDT tạo ra một thiết lập cơ hội nhưng cũng đầy rủi ro. Ethereum có thể trông rẻ hơn so với Bitcoin, nhưng sức mạnh kỹ thuật vẫn đang cho thấy dấu hiệu yếu đi. Đối với những nhà đầu tư lạc quan về ETH, nhiệm vụ trước mắt là chứng minh được sức mạnh kỹ thuật và bắt đầu thể hiện hiệu suất vượt trội so với Bitcoin một lần nữa.

bitcoinist13 giờ trước

Tỷ Lệ ETH/BTC Quay Lại Mức Đầu Năm 2023 Khi Nhà Giao Dịch Tranh Luận Về Giá Trị Của Ethereum

bitcoinist13 giờ trước

Giao dịch

Giao ngay
Hợp đồng Tương lai
活动图片