TL;DR

Kripto un blokķēdes popularitāte pieaug eksponenciāli, tāpat kā lietotāju un darījumu skaits. Lai gan ir viegli saprast, cik revolucionāra ir blokķēde, mērogojamība — sistēmas spēja augt, vienlaikus pielāgojoties pieaugošajam pieprasījumam — vienmēr ir bijis izaicinājums. Publiskie blokķēdes tīkli, kas ir ļoti decentralizēti un droši, bieži cīnās, lai sasniegtu augstu caurlaidspēju.

To bieži raksturo kā Blockchain Trilemma, kurā teikts, ka decentralizētai sistēmai ir praktiski neiespējami vienlaikus sasniegt vienlīdz augstu decentralizācijas, drošības un mērogojamības līmeni. Reāli, blokķēdes tīkliem var būt tikai divi no trim faktoriem.

Tomēr, par laimi, tūkstošiem entuziastu un ekspertu strādā pie mērogošanas risinājumiem. Daži no šiem risinājumiem ir paredzēti, lai pielāgotu galvenās blokķēdes (1. slāņa) arhitektūru, savukārt citi ir paredzēti 2. slāņa protokoliem, kas darbojas pamatā esošā tīkla augšdaļā.


Ievads

Tā kā ir pieejams liels skaits blokķēžu un kriptovalūtu, jūs, iespējams, nezināt, vai izmantojat 1. vai 2. slāņa ķēdi. Blokķēdes sarežģītības slēpšanai ir priekšrocības, taču ir vērts saprast sistēmu, kurā ieguldāt vai izmantojat. Šajā rakstā jūs sapratīsit atšķirības starp 1. un 2. slāņa blokķēdēm un dažādiem mērogojamības risinājumiem.


Kas ir blokķēdes 1. slānis pret 2. slāni?

Termins 1. slānis attiecas uz blokķēdes arhitektūras bāzes līmeni. Tā ir blokķēdes tīkla galvenā struktūra. Bitcoin, Ethereum un BNB ķēde ir 1. slāņa blokķēžu piemēri. 2. slānis attiecas uz tīkliem, kas izveidoti virs citām blokķēdēm. Tātad, ja Bitcoin ir 1. slānis, zibens tīkls, kas darbojas virs tā, ir 2. slāņa piemērs.

Blockchain tīkla mērogojamības uzlabojumus var iedalīt 1. un 2. slāņa risinājumos. Pirmā slāņa risinājums tieši mainīs sākotnējās blokķēdes noteikumus un mehānismus. Layer 2 risinājums izmantos ārēju, paralēlu tīklu, lai atvieglotu darījumus ārpus galvenās ķēdes.


Kāpēc blokķēdes mērogojamība ir svarīga?

Iedomājieties, ka starp lielu pilsētu un tās strauji augošo priekšpilsētu tiek būvēta jauna šoseja. Palielinoties satiksmes apjomam, kas šķērso šoseju, un kļūstot izplatītiem sastrēgumiem, īpaši sastrēgumstundās, vidējais laiks, lai nokļūtu no A līdz punktam B, var ievērojami palielināties. Nav brīnums, ņemot vērā to, ka ceļu infrastruktūras jauda ir ierobežota un pieprasījums arvien pieaug.

Tagad, ko varas iestādes var darīt, lai palīdzētu lielākam skaitam piepilsētas iedzīvotāju ātrāk pārvietoties pa šo maršrutu? Viens no risinājumiem būtu pašas šosejas uzlabošana, katrai ceļa pusei pievienojot papildu joslas. Tomēr tas ne vienmēr ir praktiski, jo tas ir dārgs risinājums, kas radītu ievērojamas problēmas tiem, kas jau izmanto šoseju. Alternatīva ir būt radošam un apsvērt dažādas pieejas, kas nav saistītas ar izmaiņām pamata infrastruktūrā, piemēram, papildu servisa ceļu izbūve vai pat vieglā dzelzceļa tranzīta līnijas palaišana pa šoseju.

Blokķēdes tehnoloģiju pasaulē primārā maģistrāle būtu Layer 1 (galvenais tīkls), savukārt papildu apkalpošanas ceļi būtu Layer 2 risinājumi (sekundārais tīkls kopējās jaudas uzlabošanai).

Bitcoin, Ethereum un Polkadot tiek uzskatīti par 1. slāņa blokķēdēm. Tās ir pamata slāņa blokķēdes, kas apstrādā un reģistrē darījumus attiecīgajās ekosistēmās, izmantojot vietējo kriptovalūtu, ko parasti izmanto, lai maksātu nodevas un nodrošinātu plašāku lietderību. Daudzstūris ir viens no Ethereum 2. slāņa mērogošanas risinājuma piemēriem. Daudzstūra tīkls regulāri piesaista kontrolpunktus Ethereum tīklam, lai atjauninātu tā statusu.

Caurlaides spēja ir būtisks blokķēdes elements. Tas ir ātruma un efektivitātes rādītājs, kas parāda, cik darījumus var apstrādāt un reģistrēt noteiktā laika posmā. Palielinoties lietotāju skaitam un pieaugot vienlaicīgu darījumu skaitam, 1. slāņa blokķēdes lietošana var kļūt lēna un dārga. Tas jo īpaši attiecas uz 1. slāņa blokķēdēm, kurās tiek izmantots darba pierādījuma mehānisms, nevis Proof of Stake.


Pašreizējās 1. slāņa problēmas

Bitcoin un Ethereum ir labi piemēri 1. slāņa tīkliem ar mērogošanas problēmām. Abi nodrošina tīklu, izmantojot izplatītu vienprātības modeli. Tas nozīmē, ka visus darījumus pirms apstiprināšanas pārbauda vairāki mezgli. Visi tā sauktie ieguves mezgli sacenšas, lai atrisinātu sarežģītu skaitļošanas mīklu, un veiksmīgie kalnrači tiek apbalvoti ar tīkla vietējo kriptovalūtu.

Citiem vārdiem sakot, visiem darījumiem pirms apstiprināšanas ir nepieciešama neatkarīga vairāku mezglu pārbaude. Tas ir efektīvs veids, kā reģistrēt un ierakstīt pareizus, pārbaudītus datus blokķēdē, vienlaikus mazinot sliktu dalībnieku uzbrukuma risku. Tomēr, tiklīdz jums ir tik populārs tīkls kā Ethereum vai Bitcoin, caurlaidspējas pieprasījums kļūst par arvien pieaugošu problēmu. Tīkla pārslodzes laikā lietotāji saskarsies ar lēnākiem apstiprināšanas laikiem un augstākām darījumu maksām.


Kā darbojas 1. slāņa mērogošanas risinājumi?

1. slāņa blokķēdēm ir pieejamas vairākas iespējas, kas var palielināt caurlaidspēju un kopējo tīkla jaudu. Ja blokķēdes izmanto Proof of Work, pāreja uz Proof of Stake varētu būt iespēja palielināt darījumu skaitu sekundē (TPS), vienlaikus samazinot apstrādes maksas. Tomēr kriptovalūtu kopienā ir dažādi viedokļi par Proof of Stake priekšrocībām un ilgtermiņa sekām.

Mērogošanas risinājumus 1. slāņa tīklos parasti ievieš projekta izstrādes komanda. Atkarībā no risinājuma kopienai tīkls būs jāpiešķir cietajai vai mīkstajai daļai. Dažas nelielas izmaiņas ir saderīgas ar atpakaļejošu datumu, piemēram, Bitcoin SegWit atjauninājums.

Lielākas izmaiņas, piemēram, Bitcoin bloka lieluma palielināšana līdz 8 MB, prasa cieto dakšiņu. Tādējādi tiek izveidotas divas blokķēdes versijas, viena ar atjauninājumu un otra bez. Vēl viena iespēja palielināt tīkla caurlaidspēju ir sadalīšana. Tas sadala blokķēdes darbības vairākās mazākās sadaļās, kas var apstrādāt datus vienlaicīgi, nevis secīgi.


Kā darbojas 2. slāņa mērogošanas risinājumi?

Kā minēts, 2. slāņa risinājumi balstās uz sekundārajiem tīkliem, kas darbojas paralēli vai neatkarīgi no galvenās ķēdes.

Apkopojumi

Nulles zināšanu apkopojumi (visizplatītākais veids) apvieno ārpus ķēdes 2. slāņa darījumus un iesniedz tos kā vienu darījumu galvenajā ķēdē. Šīs sistēmas izmanto derīguma pierādījumus, lai pārbaudītu darījumu integritāti. Līdzekļi tiek turēti sākotnējā ķēdē ar savienojošu viedo līgumu, un viedais līgums apstiprina, ka apkopojums darbojas, kā paredzēts. Tas nodrošina sākotnējā tīkla drošību ar mazāk resursietilpīga apkopojuma priekšrocībām.

Sānu ķēdes

Sideķēdes ir neatkarīgi blokķēdes tīkli ar saviem validatoru komplektiem. Tas nozīmē, ka savienojošais viedais līgums galvenajā ķēdē nepārbauda sānu ķēdes tīkla derīgumu. Tāpēc jums ir jāuzticas, ka sānu ķēde darbojas pareizi, jo tā spēj kontrolēt sākotnējās ķēdes līdzekļus.

Valsts kanāli

Stāvokļa kanāls ir divvirzienu saziņas vide starp darījuma pusēm. Puses noslēdz daļu no pamatā esošās blokķēdes un savieno to ar ārpusķēdes darījumu kanālu. Parasti tas tiek darīts, izmantojot iepriekš saskaņotu viedo līgumu vai vairāku parakstu. Pēc tam puses veic darījumu vai darījumu kopu ārpus ķēdes, nekavējoties neiesniedzot darījumu datus pamatā esošajai sadalītajai virsgrāmatai (t.i., galvenajai ķēdei). Kad visi komplektā iekļautie darījumi ir pabeigti, kanāla galīgais “stāvoklis” tiek pārraidīts uz blokķēdi apstiprināšanai. Šis mehānisms ļauj uzlabot transakciju ātrumu un palielina kopējo tīkla jaudu. Risinājumi, piemēram, Bitcoin Lightning Network un Ethereum's Raiden, darbojas, pamatojoties uz valsts kanāliem.

Ligzdotas blokķēdes

Šis risinājums balstās uz sekundāro ķēžu kopu, kas atrodas galvenās, “vecāku” blokķēdes augšpusē. Ligzdotas blokķēdes darbojas saskaņā ar vecākiem ķēdes noteiktajiem noteikumiem un parametriem. Galvenā ķēde nepiedalās darījumu izpildē, un tās loma aprobežojas ar strīdu risināšanu, kad tas ir nepieciešams. Ikdienas darbs tiek deleģēts “bērnu” ķēdēm, kas pēc galvenās ķēdes pabeigšanas apstrādātos darījumus atdod galvenajai ķēdei. OmiseGO plazmas projekts ir 2. slāņa ligzdotā blokķēdes risinājuma piemērs.


1. un 2. slāņa mērogošanas risinājumu ierobežojumi

Gan 1., gan 2. slāņa risinājumiem ir unikālas priekšrocības un trūkumi. Darbs ar 1. slāni var nodrošināt visefektīvāko risinājumu liela mēroga protokolu uzlabojumiem. Tomēr tas nozīmē arī to, ka apstiprinātāji ir jāpārliecina pieņemt izmaiņas, izmantojot cieto dakšiņu.

Viens no iespējamiem piemēriem, kad vērtētāji to nevēlas darīt, ir pāreja no darba apliecinājuma uz spēles apliecinājumu. Kalnrači zaudēs ienākumus, pārejot uz efektīvāku sistēmu, atturot viņus no mērogojamības uzlabošanas.

2. slānis nodrošina daudz ātrāku veidu, kā uzlabot mērogojamību. Tomēr atkarībā no izmantotās metodes jūs varat zaudēt lielu daļu sākotnējās blokķēdes drošības. Lietotāji uzticas tādiem tīkliem kā Ethereum un Bitcoin to noturības un drošības pieredzes dēļ. Noņemot aspektus no 1. slāņa, efektivitātes un drošības nodrošināšanai bieži ir jāpaļaujas uz 2. slāņa komandu un tīklu.


Kas notiks pēc 1. un 2. slāņa?

Viens no galvenajiem jautājumiem ir, vai mums vispār būs nepieciešami 2. slāņa risinājumi, jo Layer 1s kļūs mērogojamāks. Esošajās blokķēdes ir uzlabojumi, un jau tiek izveidoti jauni tīkli ar labu mērogojamību. Tomēr paies ilgs laiks, līdz lielajām sistēmām uzlabos to mērogojamību, un tas netiek garantēts. Visticamākā iespēja ir, ka 1. slānis koncentrējas uz drošību un ļauj 2. slāņa tīkliem pielāgot savus pakalpojumus konkrētiem lietošanas gadījumiem.

Tuvākajā nākotnē pastāv liela iespēja, ka lielas ķēdes, piemēram, Ethereum, joprojām dominēs to lielās lietotāju un izstrādātāju kopienas dēļ. Tomēr tā lielā, decentralizētā pārbaudītāju kopa un uzticamā reputācija rada stabilu pamatu mērķtiecīgiem 2. slāņa risinājumiem.


Noslēguma domas

Kopš kriptovalūtu sākšanas uzlabotas mērogojamības meklējumi ir radījuši divvirzienu pieeju ar 1. slāņa uzlabojumiem un 2. slāņa risinājumiem. Ja jums ir daudzveidīgs kriptovalūtu portfelis, pastāv liela iespēja, ka jūs jau saskaraties gan ar 1., gan 2. slāņa tīkliem. Tagad jūs saprotat atšķirības starp abiem, kā arī dažādās pieejas mērogošana, ko tie piedāvā.