Aave, Curve и SushiSwap: почему ведущие DeFi-проекты интегрируются с Polygon

Рост стоимости газа в сети Ethereum подстегнул конкуренцию между проектами, разрабатывающими решения масштабирования.

В начале года более чем уверенный рост показала Binance Smart Chain. Эта EVM-совместимая платформа предоставляет быстрые и недорогие транзакции, однако ее большим недостатком является высокая централизация. 

Вскоре популярность завоевала экосистема Polygon (ранее Matic Network), приверженная передовым инновациям и позиционирующая себя как «Интернет блокчейнов». Благодаря почти мгновенным транзакциям и крайне низким комиссиям проект в считанные месяцы вошел в первую тройку лидирующих протоколов по стоимости заблокированных средств (TVL).

ForkLog разобрался в причинах роста экосистемы и особенностях архитектуры Polygon.

Взрывной рост Polygon

Несмотря на совсем юный возраст экосистемы, дневной объем Polygon-транзакций значительно превысил показатели Binance Smart Chain и Ethereum.

За июнь число уникальных адресов Polygon выросло в четыре раза. Это признак увеличения пользовательской базы и общей активности в экосистеме.

Высокая ончейн-активность обусловлена быстрыми и дешевыми транзакциями. Средняя стоимость операции в сети Polygon в сотни раз ниже, чем у Ethereum — это неоспоримое конкурентное преимущество. Сравнение приведено в таблице ниже.

Успеху Polygon также способствует сетевой эффект из-за интеграции с SushiSwap, Aave, Curve, 1inch и многими другими DeFi-платформами. Общий TVL экосистемы на базе Polygon, насчитывающей более 350 проектов, превышает $5 млрд.

Aave — лендинговый протокол, лидирующий также и в Ethereum-экосистеме, согласно DeFi Pulse.

QuickSwap — аналог Uniswap и ведущая DEX на базе Polygon.

IRON Finance — протокол, работающий также на Binance Smart Chain, у которого есть частично обеспеченный стейблкоин IRON, мягко привязанный к доллару США. В июне проект, в числе участников которого миллиардер Марк Кьюбан, подвергся «банковской панике».

Curve — сфокусированная на стейблкоинах платформа на базе механизма автоматического маркетмейкера (AMM). 

SushiSwap — DEX, получившая известность как «вампирский» форк Uniswap. 

Dfyn — платформа, позиционирующая себя как сеть децентрализованных бирж в том числе на базе решений второго уровня.

Beefy Finance — оптимизатор фарминга дохода на базе Binance Smart Chain.

Balancer — некастодиальный портфолио-менеджер и AMM-платформа.

Kyber — «хаб целевых протоколов ликвидности для различных вариантов использования DeFi».

Autofarm — агрегатор DEX и оптимизатор дохода, поддерживающий также BSC, Huobi ECO Chain.

Многие из вышеперечисленных проектов изначально работали на базе Ethereum (например, SushiSwap, Kyber и Balancer), либо Binance Smart Chain (Autofarm). Интеграция Polygon помогла им укрепить позиции в DeFi-сегменте. Яркий тому пример — Aave, которая в последние месяцы удерживает лидерство по TVL. 

На диаграмме ниже виден рост доли Polygon в совокупном TVL различных протоколов. Примечательно также июньское снижение доли BSC при росте Ethereum-сегмента.

«Polygon преуспел в последнее время — он доступен, пока большинство решений второго уровня остаются в разработке. Aave была развернута на Polygon в апреле, проверенные рынком платформы Curve и SushiSwap вскоре последовали этому примеру», — отметил аналитик Messari Рашид Салеуддин.

Разработчики «Интернета блокчейнов» всесторонне развивают экосистему, не ограничиваясь различными решениями второго уровня (Layer-2, L2). В июле проект представил ориентированное на блокчейн-игры и экосистему NFT подразделение Polygon Studios. Новая структура планирует привлечь к сотрудничеству крупные бренды, популярных создателей контента и инвесторов, желающих работать в соответствующем направлении.

NFT-маркетплейс OpenSea, который недавно привлек $100 млн при оценке в $1,5 млрд, добавил возможность покупки Polygon-активов с помощью дебетовой или кредитной карты. Интеграция с протоколом позволила компании снизить потенциальные транзакционные издержки пользователей, связанные с оплатой газа в сети Ethereum. 

В апреле команда Polygon запустила фонд с активами на $100 млн, призванный сделать децентрализованные финансы более популярными, доступными и масштабируемыми. По словам Сандипа Наилвала, в #DeFiforAll Fund будет сконцентрировано до 2% от общего объема предложения нативных токенов (200 млн MATIC).

Что у Polygon под капотом?

Проект стартовал в октябре 2017 года. До ребрендинга Polygon назывался Matic Network. Его сооснователи Джайнти Канани, Сандип Наилвал, Анураг Арджун и Михайло Бели поставили перед собой цель: решить проблему масштабирования Ethereum. 

Изначально команда начала работу над Plasma Chains — решением второго уровня, основанном на собственной имплементации Plasma. Столкнувшись с некоторыми трудностями, включая проблему доступности данных и долгого периода вывода средств, проект перешел к разработке PoS Chain — сайдчейну Ethereum, использующему механизм консенсуса Proof-of-Stake.

Результатом более чем двухлетней работы стал запуск основной сети Matic Network. Проект стал привлекать все больше внимания на фоне роста комиссий в сети Ethereum, подчеркнувшего острую необходимость поиска надежных и эффективных решений масштабирования.

В феврале 2021 года Matic Network изменил название проекта на Polygon. Ребрендинг был приурочен к переходу к концепции экосистемы, позволяющей интегрировать различные решения масштабирования — от сайдчейнов с различными механизмами консенсуса до L2-опций вроде Plasma, Optimistic Rollups и ZK-rollups.

Polygon поддерживает два основных типа Ethereum-совместимых сетей:

• standalone (автономные) сети;
• защищенные (secured) сети, использующие модель «безопасность как услуга».

Автономные сети полагаются на собственную защиту, у них может быть своя модель консенсуса вроде Proof-of-Stake (PoS) или Delegated-Proof-of-Stake. Такие сети независимы и обладают гибкостью, однако именно эти качества становятся препятствием достижению высокого уровня безопасности. К примеру, PoS требует большого числа надежных валидаторов. Этот тип модели обычно подходит корпоративным сетям и уже состоявшимся проектам с крепкими сообществами. 

Защищенные сети используют модель «безопасность как услуга». Ее работу обеспечивает либо Ethereum напрямую, например, через задействованные в Plasma «доказательства мошенничества (fraud proofs), либо через пул валидаторов. Защищенные сети обеспечивают наиболее высокий уровень безопасности, жертвуя некоторой степенью независимости и гибкости. 

Из L2-решений пока Polygon использует лишь Plasma, однако ведется работа и над другими технологиями масштабирования второго уровня. Их довольно сложно интегрировать с имеющейся инфраструктурой, поскольку фреймворки Plasma и PoS не совместимы напрямую с Rollups или Validium.

Представленные в lite paper изменения нацелены на то, чтобы сделать Polygon популярным инструментом масштабирования для EVM-совместимых приложений, предоставляющим высокую степень гибкости для разработчиков и широкие возможности настройки инфраструктуры под различные типы сервисов.

В экосистеме Polygon работает 100 валидаторов, к их услугам могут обращаться различные проекты. Эта концепция схожа с механизмом коллективной безопасности Polkadot. 

Архитектуру Polygon составляют четыре абстрактных и компонуемых уровня или слоя.

Слой Ethereum. Polygon-сети могут использовать Ethereum как базовый уровень, которому присуща высокая степень безопасности. Этот уровень реализован как набор смарт-контрактов и задействован для таких операций, как финализация, чекпоинтинг, стейкинг, урегулирование споров и обмен данными. Он опциональный — сети на основе Polygon не обязаны его использовать.

Слой безопасности — еще один необязательный уровень, обеспечивающий работу модели «валидаторы как услуга». Он позволяет Polygon-сетям использовать набор валидаторов, периодически проверяющих состояние систем в обмен на комиссионное вознаграждение.

Этот слой обычно имплементируется как метаблокчейн, работающий параллельно с Ethereum и отвечающий за регистрацию, раздачу вознаграждений, перетасовку и валидацию сетей Polygon. Он носит абстрактный характер и может иметь множество вариантов реализации с различными свойствами. Слой можно имплементировать непосредственно на Ethereum с использованием майнеров в качестве валидаторов.

Слой сетей. Это первый обязательный уровень в архитектуре Polygon. Он состоит из суверенных блокчейнов, каждый из которых может обеспечивать сопоставление транзакций, локальный консенсус и создание блоков. 

Этот уровень обеспечивает интероперабельность систем. Разработчики могут создавать свой слой сетей, либо использовать уровень PoS-валидаторов Heimdall для запуска своих приложений.

Слой исполнения. Он отвечает за интерпретацию и осуществление транзакций в сетях Polygon. Слой состоит из подуровней среды исполнения и логики исполнения. Это EVM-совместимый уровень, предполагающий удобство интеграции приложений.

Таким образом, Polygon может предоставлять различные варианты систем — с акцентом на безопасность, скорость транзакций, минимизацию издержек и суверенность. Учитывая извечную трилемму масштабируемости, проекты могут выбирать максимально подходящий для своих юзкейсов вариант и переходить с одного решения на другое.

Эта архитектура также позволяет различным решениям масштабирования на базе Polygon взаимодействовать между собой, предотвращая создание разрозненных, изолированных систем.

На момент написания у Polygon доступны лишь сети PoS и Plasma. Также проект предоставляет набор средств разработки (SDK), помогающий новым проектам создавать гибкие и кастомизируемые решения масштабирования.

Matic Plasma Chains представляет собой решение второго уровня на основе фреймворка масштабируемых децентрализованных приложений Plasma, предложенного в свое время Джозефом Пуном и Виталиком Бутериным.

Plasma использует смарт-контракты и деревья Меркла для создания неограниченного числа дочерних цепей — копий родительской сети Ethereum. Основной блокчейн разгружают дочерние цепи, открывая возможность осуществления быстрых и недорогих транзакций.

Один из недостатков решения заключается в длительном периоде вывода средств из L2 — около недели. Plasma не может использоваться для масштабирования приложений на базе сложных смарт-контрактов. Решение поддерживает лишь простые функции вроде переводов средств и обменных операций.

Matic PoS Chain представляет собой общедоступный (permissionless) сайдчейн, работающий параллельно с Ethereum. Его безопасность обеспечивает механизм консенсуса Proof-of-Stake с собственным набором валидаторов. 

Matic PoS Chain также полагается на безопасность сети эфира, когда дело касается чекпоинтов и стейкинга. Этот сайдчейн EVM-совместимый, что дает возможность Ethereum-проектам просто и беспрепятственно интегрироваться с ним.

В процессе достижения консенсуса в Polygon пользователи-валидаторы стейкируют токены MATIC. Цепи Polygon предусматривают механизм удаления стейкированных средств (слешинг). Он не позволяет стейкхолдерам предлагать недействительные блоки, верифицировать блоки и осуществлять транзакции в нарушение правил сети. 

Matic PoS Chain включает два уровня:

• Уровень производства блоков Bor — отвечает за агрегирование транзакций в блоки; 
• Уровень PoS-валидаторов Heimdall — поддерживает все валидирующие ноды (стейкеров), которые работают параллельно стейкинг-контрактам Matic Network и управляют аккаунтами валидаторов, производят слешинг и выпускают награды.

Производители блоков Bor представляют собой подмножество участников сети, которые периодически перетасовываются валидаторами Heimdall. Эти группы выбираются из пула для валидации лишь определенного набора блоков, именуемого span (участок).

Heimdall работает на движке Tendermint, в котором изменены структуры данных и схема подписи. Он отвечает за валидацию блоков, работу комитета отбора создателей блоков и контроль процесса внедрения сайдчейн-блоков в Ethereum (чекпоинтинг). 

Этот уровень агрегирует создаваемые Bor блоки в дерево Меркла. Подытоженные данные отправляются в основную сеть Ethereum как коммит, фиксирующий последнее состояние системы Polygon. 

Вышеописанный механизм схож с Optimistic rollups, где пользователи доверяют последнему состоянию в сети Ethereum, где не выявлено признаков мошенничества. Однако Polygon использует архитектуру сайдчейна, что сопряжено с некоторыми рисками. Например, могут быть злоумышленники среди валидаторов, не исключены и баги в алгоритме консенсуса. 

От валидаторов Heimdall требуется стейкировать токены MATIC в Ethereum, прежде чем они смогут заниматься проверкой и обеспечением безопасности своей сети. Чекпоинтинг производится примерно каждые 34 минуты. Результат этого процесса должны подтвердить по меньшей мере две трети валидаторов. Лишь после этого данные отправляются в Ethereum.

Вознаграждения распределяются между валидаторами в виде токенов MATIC. Они включают награду за стейкинг и комиссии за транзакции пользователей. 

Участвовать в валидации может каждый — для этого нужно обладать хотя бы одним токеном сети Polygon. На момент написания более 28% предложения монет проекта задействовано в стейкинге. Стоит отметить, что MATIC не является токеном управления — голосования ограничены изменениями параметров, связанных с валидаторами. 

Важная функция валидаторов Heimdall заключается в синхронизации данных между сетями.

«State Sync — нативный механизм для считывания Ethereum-данных из цепочки Matic EVM. Валидаторы уровня Heimdall получают StateSynced-события и передают их в Bor», — указано в документации на сайте Matic Network.

Это событие означает, что есть обновление состояния основной сети Ethereum, информацию о котором нужно передать в Polygon. Обратнонаправленный процесс производится посредством чекпоинтинга.

Благодаря особенностям архитектуры у Polygon очень короткий интервал между блоками — 2-4 секунды. Это обеспечивает высокую пропускную способность.

Не совсем сайдчейн

Разработчик и основатель портала Finematics под ником Jakub считает, что PoS Chain от Polygon — нечто большее, чем просто сайдчейн. Он называет эту систему Commit Chain.

«Когда речь идет о Polygon Commit Chain, ее следует разграничивать с сайдчейном, поскольку у нее множество дополнительных функций, которые полагаются на безопасность основной сети Ethereum», — говорится в его статье на Finematics.

Jakub подчеркивает, что раньше было принято относить к решениям второго уровня не только Plasma и Rollups, но и сайдчейны, поскольку все они строятся поверх основной сети.

«Через некоторое время сообщество Ethereum начало проводить различия между L2-решениями, полностью защищенными основной сетью Ethereum, и другими опциями масштабирования со своими механизмами консенсуса — сайдчейнами».

По его словам, многие сайдчейны используют механизм консенсуса, ограничивающий число субъектов, у которых есть возможность верифицировать данные. Например, в случае с Delegated-Proof-of-Stake обычно работает лишь 21 валидатор, невелико их число и у систем на базе Proof-of-Authority.

«В Polygon PoS Chain каждый может присоединиться к сети и начать валидировать ее состояние. Это важно, поскольку у любого участника есть возможность стать валидатором и самостоятельно проверять правильность обработки транзакций, — пояснил Jakub. — Эта модель позволяет любому участвовать в обеспечении безопасности сети, с каким угодно количеством токенов MATIC».

Как говорилось ранее, валидацию осуществляет определенная часть производителей блоков сети Bor. Последних периодически «перетасовывают» валидаторы Heimdall. Избранные участники сети валидируют блоки лишь определенные наборы блоков (span). После этого стартует новый процесс отбора. Это специфическая особенность Polygon.

«Происходит это не в ущерб скорости транзакций, поскольку всем валидаторам не нужно постоянно проверять блоки», — подчеркнул основатель проекта Finematics.

Какие мосты ведут в Polygon?

Валидаторы Heimdall делают возможной децентрализованную кроссчейн-передачу токенов между Ethereum и Polygon. Для этого есть два типа мостов — Plasma и PoS. 

Изначально в проекте использовался лишь мост Plasma, для которого характерен высокий уровень безопасности. Его главный недостаток — семидневный период вывода активов, который мог показаться многим пользователям слишком долгим.

Затем разработчики представили PoS-мост, призванный разрешить проблему длительных выводов средств. Этот инструмент гораздо более быстрый, но менее безопасный — он предполагает доверие пользователей к валидаторам.

Есть также мосты от сторонних проектов. Например, Zapper Bridge, работающий лишь в направлении от Ethereum к Polygon. Сервис xPollinate от Connext поддерживает перевод криптоактивов между экосистемами xDai, Polygon, Fantom и Binance Smart Chain. Аналогичную функциональность предоставляет мост от агрегатора дохода EVOdefi.

При взаимодействии с мостами пользователи отправляют в них криптоактивы и получают эквивалентные монеты на базе другой сети.

К настоящему времени разработано множество децентрализованных систем, между которыми есть существенные технические различия. Подобные мосты играют важную роль — они делают DeFi-сегмент более ликвидным, активным и менее фрагментированным.

Выводы

Команда Polygon активно развивает передовые решения масштабирования и вкладывает многомиллионные средства в развитие DeFi. Результат есть — множество известных проектов, включая Aave, Curve и SushiSwap, интегрировались с новой экосистемой. Это позволило им стать ликвиднее и укрепить позиции на рынке. 

Создано множество новых приложений, полагающихся на дешевые и быстрые транзакции с использованием MATIC. Цена последнего благодаря высокому спросу и сетевому эффекту за год выросла более чем на 5000%.

Polygon позволяет участникам индустрии, не обладающими большими средствами, экспериментировать, перекладывая средства между различными платформами словно детали конструктора LEGO. Быстрые и крайне дешевые транзакции открывают пользователям довольно сложные стратегии инвестирования с использованием платформ вроде StakeDAO, где задействованы различные протоколы.

Перед командой стоит нелегкая задача — одними из первых внедрить ZK-rollups, Optimistic Rollups и другие передовые разработки. В случае успеха проект станет центральным элементом EVM-совместимых L2-решений и оправдает себя в качестве «агрегатора технологий масштабирования». Этому должно способствовать преимущество первопроходца и очевидные направления развития DeFi-сегмента в сторону интероперабельности, минимизации транзакционных издержек и максимально быстрых транзакций.

С другой стороны, конкуренты не дремлют — значительный капитал поступает в жизнеспособные альтернативы вроде Binance Smart Chain и Solana. У этих экосистем также внушительные показатели TVL — $8,57 млрд и $1,1 млрд соответственно (по состоянию на 25.07.2021).

Кто победит в этой гонке вооружений — покажет время. В любом случае конкуренция не повредит дальнейшему развитию индустрии.

Подписывайтесь на новости ForkLog в Telegram: ForkLog Feed — вся лента новостей, ForkLog — самые важные новости, инфографика и мнения.