TL;DR
Vrstva 1 odkazuje na základní síť, jako je bitcoin, BNB Chain nebo Ethereum, a její základní infrastrukturu. Blockchainy vrstvy 1 mohou ověřovat a dokončovat transakce bez potřeby další sítě. Vylepšení škálovatelnosti sítí vrstvy 1 je obtížné, jak jsme viděli u bitcoinu. Vývojáři jako řešení vytvářejí protokoly vrstvy 2, které spoléhají na síť vrstvy 1 pro zabezpečení a konsensus. Bitcoin's Lightning Network je jedním z příkladů protokolu vrstvy 2. Umožňuje uživatelům volně provádět transakce před jejich zaznamenáním do hlavního řetězce.
Úvod
Vrstva 1 a vrstva 2 jsou pojmy, které nám pomáhají porozumět architektuře různých blockchainů, projektů a vývojových nástrojů. Pokud jste někdy přemýšleli o vztahu mezi Polygonem a Ethereem nebo Polkadotem a jeho parachainy, pomůže vám poznání různých vrstev blockchainu.
Co je vrstva 1?
Síť vrstvy 1 je jiný název pro základní blockchain. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) a Solana jsou protokoly vrstvy 1. Označujeme je jako vrstva 1, protože se jedná o hlavní sítě v jejich ekosystému. Na rozdíl od vrstvy 1 máme off-chains a další řešení vrstvy 2, která jsou postavena na hlavních řetězcích.
Jinými slovy, protokol je vrstvou 1, když zpracovává a dokončuje transakce na svém vlastním blockchainu. Mají také svůj vlastní nativní token, který se používá k placení transakčních poplatků.
Měřítko vrstvy 1
Častým problémem sítí vrstvy 1 je jejich neschopnost škálovat. Bitcoin a další velké blockchainy se v době zvýšené poptávky potýkají se zpracováním transakcí. Bitcoin používá mechanismus konsenzu Proof of Work (PoW), který vyžaduje velké množství výpočetních zdrojů.
Zatímco PoW zajišťuje decentralizaci a bezpečnost, sítě PoW mají také tendenci se zpomalovat, když je objem transakcí příliš vysoký. To prodlužuje dobu potvrzování transakcí a zdražuje poplatky.
Vývojáři blockchainu pracují na řešeních škálovatelnosti již mnoho let, ale stále probíhá spousta diskuzí ohledně nejlepších alternativ. Pro škálování vrstvy 1 některé možnosti zahrnují:
1. Zvětšení velikosti bloku, což umožňuje zpracování více transakcí v každém bloku.
2. Změna použitého mechanismu konsenzu, jako například s nadcházející aktualizací Ethereum 2.0.
3. Implementace sdílení. Forma dělení databáze.
Implementace vylepšení vrstvy 1 vyžaduje značné úsilí. V mnoha případech ne všichni uživatelé sítě budou se změnou souhlasit. To může vést k rozdělení komunity nebo dokonce k hard forku, jak se to stalo v případě bitcoinů a bitcoinových peněz v roce 2017.
SegWit
Jedním příkladem řešení vrstvy 1 pro škálování je bitcoinový SegWit (segregovaný svědek). To zvýšilo propustnost bitcoinu změnou způsobu organizace blokových dat (digitální podpisy již nejsou součástí transakčního vstupu). Změna uvolnila více místa pro transakce na blok, aniž by to ovlivnilo zabezpečení sítě. SegWit byl implementován prostřednictvím zpětně kompatibilního soft forku. To znamená, že i bitcoinové uzly, které ještě nejsou aktualizovány, aby zahrnovaly SegWit, jsou stále schopny zpracovávat transakce.
Co je to střežení vrstvy 1?
Sharding je oblíbené řešení škálování vrstvy 1 používané ke zvýšení propustnosti transakcí. Tato technika je formou dělení databází, kterou lze aplikovat na blockchainové distribuované účetní knihy. Síť a její uzly jsou rozděleny do různých částí, aby se rozložila pracovní zátěž a zlepšila se rychlost transakcí. Každý fragment spravuje podmnožinu aktivity celé sítě, což znamená, že má své vlastní transakce, uzly a samostatné bloky.
Díky shardingu není potřeba, aby každý uzel udržoval úplnou kopii celého blockchainu. Místo toho každý uzel hlásí dokončenou práci hlavnímu řetězci, aby sdílel stav svých místních dat, včetně zůstatku adres a dalších klíčových metrik.
Vrstva 1 vs. Vrstva 2
Pokud jde o vylepšení, ne vše je řešitelné na vrstvě 1. Kvůli technologickým omezením je obtížné nebo téměř nemožné provést určité změny na hlavní blockchainové síti. Ethereum například upgraduje na Proof of Stake (PoS), ale vývoj tohoto procesu trval roky.
Některé případy použití jednoduše nemohou fungovat s vrstvou 1 kvůli problémům se škálovatelností. Blockchainová hra nemohla reálně využívat bitcoinovou síť kvůli zdlouhavým dobám transakcí. Hra však může stále chtít používat zabezpečení a decentralizaci vrstvy 1. Nejlepší možností je vybudovat nad sítí řešení vrstvy 2.
Lightning Network
Řešení na vrstvě 2 staví na vrstvě 1 a spoléhají na ni při dokončení svých transakcí. Jedním slavným příkladem je Lightning Network. Bitcoinové síti za silného provozu může zpracování transakcí trvat hodiny. Lightning Network umožňuje uživatelům provádět rychlé platby s jejich bitcoiny mimo hlavní řetězec a konečný zůstatek je hlavnímu řetězci hlášen později. To v podstatě sdružuje transakce všech do jednoho konečného záznamu, což šetří čas a zdroje.
Příklady blockchainu vrstvy 1
Nyní, když víme, co je vrstva 1, podívejme se na několik příkladů. Existuje obrovská škála blockchainů vrstvy 1 a mnoho z nich podporuje jedinečné případy použití. Nejsou to všechno bitcoiny a ethereum a každá síť má různá řešení trilematu technologie blockchain decentralizace, bezpečnosti a škálovatelnosti.
Elrond
Elrond je síť vrstvy 1 založená v roce 2018, která využívá sharding ke zlepšení výkonu a škálovatelnosti. Blockchain Elrond dokáže zpracovat více než 100 000 transakcí za sekundu (TPS). Jeho dvě jedinečné hlavní funkce jsou protokol SPoS (Secure Proof of Stake) a Adaptive State Sharding.
Adaptivní sdílení stavu probíhá prostřednictvím dělení a slučování fragmentů, když síť ztrácí nebo získává uživatele. Celá architektura sítě je shardována, včetně jejího stavu a transakcí. Validátoři se také pohybují mezi úlomky, čímž snižují šanci na zlomyslné převzetí úlomku.
Nativní token společnosti Elrond EGLD se používá pro transakční poplatky, zavádění DApps a odměňování uživatelů, kteří se účastní mechanismu ověřování sítě. Síť Elrond má také certifikaci Carbon Negative, protože kompenzuje více CO2, než za kolik je odpovědný její mechanismus PoS.
Harmonie
Harmony je efektivní Proof of Stake (EPoS), síť vrstvy 1 s podporou shardingu. Mainnet blockchainu má čtyři fragmenty, z nichž každý vytváří a ověřuje nové bloky paralelně. Úlomek to může udělat svou vlastní rychlostí, což znamená, že všechny mohou mít různé výšky bloků.
Harmony v současnosti používá strategii „Cross-Chain Finance“, aby přilákala vývojáře a uživatele. Klíčovou roli hrají nedůvěryhodné mosty do Etherea (ETH) a bitcoinů, které uživatelům umožňují vyměňovat své tokeny bez obvyklých vězeňských rizik, která se vyskytují u mostů. Hlavní vize Harmony pro škálování Web3 se opírá o decentralizované autonomní organizace (DAO) a důkazy s nulovými znalostmi.
Budoucnost DeFi (Decentralized Finance) se zdá být nastavena na víceřetězcové a meziřetězcové příležitosti, díky čemuž jsou překlenovací služby Harmony pro uživatele atraktivní. Hlavními oblastmi zájmu jsou infrastruktura NFT, nástroje DAO a meziprotokolové mosty.
Jeho nativní token, ONE, se používá k placení poplatků za síťové transakce. Může se také podílet na mechanismu konsensu a řízení Harmony. To poskytuje úspěšným validátorům blokové odměny a transakční poplatky.
Čelo
Celo je síť vrstvy 1 rozvětvená z Go Ethereum (Geth) v roce 2017. Provedla však některé významné změny, včetně implementace PoS a jedinečného systému adres. Ekosystém Celo Web3 zahrnuje DeFi, NFT a platební řešení s více než 100 miliony potvrzených transakcí. Na Celo může kdokoli použít telefonní číslo nebo e-mailovou adresu jako veřejný klíč. Blockchain lze snadno provozovat na standardních počítačích a nevyžaduje speciální hardware.
Hlavním tokenem Celo je CELO, standardní nástroj pro transakce, zabezpečení a odměny. Síť Celo má také jako stablecoiny cUSD, cEUR a cREAL. Ty jsou generovány uživateli a jejich kolíky jsou udržovány mechanismem podobným DAI MakerDAO. Transakce uskutečněné s Celo stablecoiny lze také platit jakýmkoli jiným aktivem Celo.
Adresní systém CELO a stablecoiny mají za cíl zpřístupnit kryptoměny a zlepšit jejich přijetí. Volatilita krypto trhu a potíže pro nováčky mohou mnohé odradit.
THORChain
THORChain je meziřetězová decentralizovaná burza bez povolení (DEX). Je to síť vrstvy 1 vytvořená pomocí Cosmos SDK. Pro validaci transakcí používá také mechanismus konsenzu Tendermint. Hlavním cílem THORChain je umožnit decentralizovanou cross-chain likviditu bez nutnosti fixace nebo balení aktiv. Pro víceřetězcové investory přidává fixace a balení další riziko k procesu.
Ve skutečnosti funguje THORChain jako správce trezoru, který sleduje vklady a výběry. To pomáhá vytvářet decentralizovanou likviditu a odstraňuje centralizované zprostředkovatele. RUNE je nativní token THORChain, který se používá k placení transakčních poplatků a také při správě, zabezpečení a ověřování.
Model THORChain Automated Market Maker (AMM) používá RUNE fungující jako základní pár, což znamená, že můžete vyměnit RUNE za jakékoli jiné podporované aktivum. Svým způsobem projekt funguje jako cross-chain Uniswap, přičemž RUNE je vypořádací a bezpečnostní aktivum pro pooly likvidity.
Kava
Kava je blockchain vrstvy 1, který kombinuje rychlost a interoperabilitu Cosmos s vývojářskou podporou Etherea. Pomocí architektury „co-chain“ nabízí Kava Network odlišný blockchain pro vývojová prostředí EVM i Cosmos SDK. Ve spojení s podporou IBC na Cosmos co-chain to umožňuje vývojářům nasazovat decentralizované aplikace, které hladce spolupracují mezi Cosmos a Ethereum ekosystémy.
Kava využívá mechanismus konsenzu Tendermint PoS, který poskytuje výkonnou škálovatelnost aplikacím v co-chainu EVM. Kava Network, financovaný KavaDAO, také nabízí otevřené, on-chain pobídky pro vývojáře navržené tak, aby odměňovaly 100 nejlepších projektů v každém co-chainu na základě využití.
Kava má nativní nástroj a token správy, KAVA, a stabilní coin USDX vázaný na americký dolar. KAVA se používá k placení transakčních poplatků a je vsazena validátory, aby vytvořili síťový konsenzus. Uživatelé mohou delegovat své vsazené KAVA na validátory, aby získali podíl na emisích KAVA. Stakeři a validátoři mohou také hlasovat o návrzích správy, které určují parametry sítě.
IoTeX
IoTeX je síť vrstvy 1 založená v roce 2017 se zaměřením na kombinaci blockchainu s internetem věcí. To dává uživatelům kontrolu nad daty, která jejich zařízení generují, což umožňuje „strojem podporované DApps, aktiva a služby“. Vaše osobní údaje mají hodnotu a jejich správa prostřednictvím blockchainu zaručuje bezpečné vlastnictví.
Kombinace hardwaru a softwaru IoTeX poskytuje lidem nové řešení, jak ovládat své soukromí a data bez obětování uživatelské zkušenosti. Systém, který uživatelům umožňuje získávat digitální aktiva z jejich skutečných dat, se nazývá MachineFi.
IoTeX vydal dva pozoruhodné hardwarové produkty známé jako Ucam a Pebble Tracker. Ucam je pokročilá domácí bezpečnostní kamera, která uživatelům umožňuje sledovat své domovy odkudkoli a s úplným soukromím. Pebble Tracker je inteligentní GPS s podporou 4G a funkcemi sledování a sledování. Sleduje nejen data GPS, ale také data o životním prostředí v reálném čase, včetně teploty, vlhkosti a kvality vzduchu.
Pokud jde o architekturu blockchainu, IoTeX má nad sebou postavenou řadu protokolů vrstvy 2. Blockchain poskytuje nástroje pro vytváření přizpůsobených sítí, které pro finalizaci využívají IoTeX. Tyto řetězce mohou také vzájemně interagovat a sdílet informace prostřednictvím IoTeXu. Vývojáři pak mohou snadno vytvořit nový podřetězec, který bude splňovat specifické potřeby jejich IoT zařízení. Coin IoTeXu, IOTX, se používá pro transakční poplatky, sázky, správu a ověřování sítě.
Závěrečné myšlenky
Dnešní blockchainový ekosystém má několik sítí vrstvy 1 a protokolů vrstvy 2. Je snadné se zmást, ale jakmile pochopíte základní pojmy, bude snazší porozumět celkové struktuře a architektuře. Tyto znalosti mohou být užitečné při studiu nových blockchainových projektů, zvláště když se zaměřují na síťovou interoperabilitu a cross-chain řešení.
