В октябре 2014 года команда специалистов из Blockstream опубликовала статью «Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains». В материале описывалась концепция инновационной на тот момент технологии «pegged sidechains», которая была призвана улучшить функциональность Bitcoin, обеспечив возможность прямого использования BTC вне основной сети. Годом позже был представлен открытый код проекта Liquid Network — первое практическое воплощение технологии сайдчейна.
Сегодня сайдчейны в различных формах применяются во многих крупных блокчейн-сетях, но в понимании технологии существует много путаницы, распутать которую взялась редакция CP Media.
Сайдчейн: что это?
Сайдчейн (side chain — боковая цепь) представляет собой отдельную блокчейн-сеть, которая связана с основной сетью через специальные механизмы. Сайдчейны функционируют независимо от основной сети, взаимодействуя с ней для передачи активов или данных.
Базовой механикой сайдчейна является выпуск обернутых токенов, привязанных к заблокированным активам базовой сети. Выпуск осуществляется при помощи смарт-контрактов и других технологий — токены в основной цепи «замораживаются», после чего происходит их «конвертация» в токены сайдчейна. Условия взаимодействия определяются протоколами и программным обеспечением обеих сетей, которые совместно управляют процессами переноса токенов и обмена информацией.
Зачем нужны сайдчейны?
Сайдчейны используются для расширения функциональности сетей первого уровня без необходимости изменения их основного протокола. Также сайдчейны предоставляют возможность экспериментировать с новыми технологиями, взаимодействуя с основной сетью.
На практике сайдчейны используются для таких целей, как:
- тестирование возможных усовершенствований кода основной сети без риска для ее безопасности и стабильности;
- упрощение работы трейдеров, что возможно благодаря быстрому и безопасному перемещению средств между биржами и кошельками;
- взаимодействие криптовалютных бирж в таких аспектах, как улучшение ликвидности, ускорение процессов ввода и вывода средств, что в целом способствует более эффективному функционированию рынка.
Например, сайдчейн Liquid Network позволяет осуществлять переводы BTC между счетами на разных площадках за несколько секунд — при этом транзакции имеют повышенный уровень конфиденциальности благодаря технологии Confidential Transactions.
Подробнее о криптовалютах с повышенным уровнем конфиденциальности можно узнать в отдельном материале CP Media.
Принципы работы сайдчейнов
Сайдчейн — это децентрализованная инфраструктура, которая может предполагать широкий спектр преимуществ по сравнению с основной сетью. Среди них:
- расширение функциональности;
- возможности масштабирования;
- ускоренная обработка транзакций;
- меньший размер комиссии;
- альтернативный алгоритм консенсуса;
- повышенный уровень конфиденциальности и пр.
В большинстве случаев сайдчейны опираются на ценность базового актива основной сети, который способствует экономической устойчивости сети и ее принятию сообществом. К примеру, Liquid Network позволяет использовать BTC, но без ограничений, которые предполагает основная сеть Bitcoin. Так, ключевые сценарии использования сайдчейна сводятся к операциям с базовым активом, которые, в свою очередь, можно разделить на четыре основных этапа:
- Отправка. Базовый актив отправляется на криптовалютный адрес в основной сети, где он «замораживается».
- Подтверждение. Перевод активов подтверждается необходимым количеством узлов сети. В некоторых проектах могут использоваться альтернативные механизмы валидации, такие как федеративные узлы или смарт-контракты.
- Получение. На указанный адрес в сайдчейне поступает эквивалентное количество обернутых токенов, которые с этого момента можно полноценно использовать.
- Возврат. При необходимости вернуть базовый актив, обернутые токены отправляются на адрес «сжигания», при этом заблокированные активы разблокируются в основной сети.
При этом функционал различных сайдчейнов может значительно отличаться. Так, если работа Liquid Network сводится к обработке транзакций в BTC вне основной сети при помощи обернутого токена L-BTC, то функционал сайдчейна Rootstock намного шире — он позволяет создавать EVM-совместимые смарт-контракты, используя Bitcoin в рамках экосистемы Ethereum при помощи обернутого токена RBTC.
Какие типы сайдчейнов существуют?
На сегодняшний день существует несколько наиболее распространенных типов сайдчейнов, которые отличаются по механизму взаимодействия с основной сетью и способам передачи ценности или данных между цепями:
- Пегированные сайдчейны (Pegged Sidechains). Та самая технология, предложенная в 2014 году Blockstream. Название отсылает к механизму взаимодействия с основной сетью, известному как «пег» (peg). Различаются два типа взаимодействия — двусторонний пег (Two-way peg), который позволяет активам перемещаться между основной сетью и сайдчейном в обоих направлениях, и односторонний пег (One-way peg), который позволяет передавать активы только из основной сети в сайдчейн, но не обратно.
- Федеративные сайдчейны (Federated Sidechains). Особенность такого типа сайдчейнов заключается в управлении передачей активов, которую осуществляет группа доверенных участников — федеративные узлы. Такая модель сайдчейна тоже была предложена разработчиками из Blockstream в статье «Strong Federations: An Interoperable Blockchain Solution to Centralized Third Party Risks», опубликованной в начале 2017 года.
- Сайдчейны без пега. Такие сайдчейны могут иметь собственные токены и механизмы консенсуса, взаимодействуя с основной сетью через смарт-контракты или мосты (Bridges) без прямой привязки активов.
Существует также ряд технологий, которые обладают схожими функциями, но их нельзя назвать сайдчейнами в полном смысле, что вызывает определенную путаницу.
Сайдчейн или не сайдчейн, вот в чем вопрос
К числу технологий, которые схожи по функционалу с сайдчейнами, относятся, например, Plasma Chains, работающие в привязке к основной цепи Ethereum. Технология представляет собой решение для масштабирования, позволяющее обрабатывать множество транзакций вне основной сети, периодически отправляя данные в основную цепь для обеспечения безопасности.
Другим не сайдчейном является технология State Channels, тоже относящаяся к экосистеме Ethereum, позволяющая двум или более участникам проводить неограниченное количество транзакций вне цепи, записывая в блокчейн только начальное и конечное состояния, что повышает скорость обработки транзакций и снижает комиссии. Аналогичная технология используется в основе Lightning Network, которая считается сетью второго уровня Bitcoin.
Функции, во многом аналогичные сайдчейнам без пега, используют парачейны (Parachains) экосистем Polkadot и Kusama. Они представляют собой множество специализированных блокчейн-сетей, которые используют ресурсы основной цепи для обеспечения безопасности и взаимодействия. Технологии роллапов (Optimistic Rollups и Zero-Knowledge Rollups) позволяют обрабатывать транзакции вне основной сети, сворачивая их в одну транзакцию для записи в основной блокчейн. Решения на их базе тоже технически не являются сайдчейнами.
Сайдчейны часто смешиваются в восприятии с решениями второго и третьего уровня, поскольку их использование также направлено на масштабирование и расширение функциональных возможностей основной сети. Но с ними у сайдчейнов есть ключевое отличие — решения второго уровня (Layer 2) и третьего уровня (Layer 3) работают поверх основной сети блокчейна (Layer 1), являясь дополнительным вычислительным слоем, в то время как сайдчейны — это фактически независимые блокчейн-сети, имеющие собственную архитектуру и взаимодействующие с основной сетью посредством таких механизмов, как пеги, мосты и прочие.
Как сайдчейны помогают развитию Web3-индустрии?
Изначальная идея сайдчейнов значительно преобразилась, породив множество различных вариантов расширения функциональности основной сети. Так, в экосистеме Ethereum действует целый ряд сайдчейнов, наряду с чем сформировалась крупнейшая экосистема решений второго и третьего уровня.
Одним из самых известных сайдчейнов Ethereum является Ronin — блокчейн-сеть, на базе которой функционирует популярная Web3-игра Axie Infinity. Проект пережил крупнейшую атаку, ущерб от которой оценивается в $625 млн, после чего сумел не только восстановиться, но и значительно вырасти, превратившись в специализированную блокчейн-сеть для игровых Web3-проектов и став основой для собственной экосистемы.
Секрет успеха Ronin прост — базовый слой Ethereum обеспечивает необходимые инструменты и инфраструктуру для взаимодействия, безопасности и совместимости, в то время как сайдчейн фокусируется на решении проблем масштабируемости и высоких комиссионных сборов, обеспечивая быстрые и дешевые транзакции для пользователей.
Различные вариации сайдчейнов действуют также в экосистемах BNB Chain, TRON, Cardano, Litecoin, Cosmos, EOS, Avalanche, Elrond и прочих. Все они работают примерно по тому же принципу, что и Ronin — ориентируются на конкретные сферы и предлагают решения для конкретных пользовательских запросов, используя основную сеть в качестве технологического и репутационного фундамента. Так что существуют весомые основания полагать, что в будущем сайдчейны продолжат возникать и совершенствоваться, выступая в роли одного из ключевых технологических драйверов развития Web3-индустрии в целом.
