TL;DR

Warstwa 1 odnosi się do sieci bazowej, takiej jak Bitcoin, BNB Chain lub Ethereum, oraz związanej z nią infrastruktury. Blockchainy warstwy 1 mogą weryfikować i finalizować transakcje bez potrzeby korzystania z innej sieci. Jak widzieliśmy w przypadku Bitcoina, wprowadzanie ulepszeń w skalowalności sieci warstwy 1 jest trudne. Jako rozwiązanie programiści tworzą protokoły warstwy 2, które opierają się na sieci warstwy 1 w celu zapewnienia bezpieczeństwa i konsensusu. Sieć Lightning Network Bitcoina jest jednym z przykładów protokołu warstwy 2. Umożliwia użytkownikom swobodne dokonywanie transakcji przed zarejestrowaniem ich w głównym łańcuchu.

Wstęp

Warstwa 1 i warstwa 2 to terminy, które pomagają nam zrozumieć architekturę różnych łańcuchów bloków, projektów i narzędzi programistycznych. Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się nad związkiem pomiędzy Polygonem a Ethereum lub Polkadot i jego parachainami, pomocne będzie poznanie różnych warstw blockchain.

Co to jest warstwa 1?

Sieć warstwy 1 to inna nazwa podstawowego łańcucha bloków. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) i Solana to protokoły warstwy 1. Nazywamy je warstwą 1, ponieważ są to główne sieci w ich ekosystemie. W przeciwieństwie do warstwy 1, mamy rozwiązania typu off-chains i inne rozwiązania warstwy 2, które są zbudowane na szczycie głównych łańcuchów.

Innymi słowy, protokół jest warstwą 1, gdy przetwarza i finalizuje transakcje na własnym łańcuchu bloków. Posiadają także własny token natywny, służący do płacenia opłat transakcyjnych.

Skalowanie warstwy 1

Częstym problemem sieci warstwy 1 jest ich niemożność skalowania. Bitcoin i inne duże łańcuchy bloków mają trudności z przetwarzaniem transakcji w czasach zwiększonego popytu. Bitcoin korzysta z mechanizmu konsensusu Proof of Work (PoW), który wymaga dużej ilości zasobów obliczeniowych.

Podczas gdy PoW zapewnia decentralizację i bezpieczeństwo, sieci PoW również mają tendencję do zwalniania, gdy wolumen transakcji jest zbyt wysoki. Wydłuża to czas potwierdzania transakcji i sprawia, że ​​opłaty są droższe.

Twórcy Blockchain od wielu lat pracują nad rozwiązaniami skalowalnymi, ale wciąż toczy się wiele dyskusji na temat najlepszych alternatyw. W przypadku skalowania warstwy 1 niektóre opcje obejmują:

1. Zwiększanie rozmiaru bloku, co pozwala na przetworzenie większej liczby transakcji w każdym bloku.

2. Zmiana stosowanego mechanizmu konsensusu, na przykład w przypadku nadchodzącej aktualizacji Ethereum 2.0.

3. Wdrażanie fragmentowania. Forma partycjonowania bazy danych.

Ulepszenia warstwy 1 wymagają znacznej pracy, aby je wdrożyć. W wielu przypadkach nie wszyscy użytkownicy sieci zgodzą się na zmianę. Może to prowadzić do podziałów społeczności, a nawet hard forku, jak miało to miejsce w przypadku Bitcoinów i Bitcoin Cash w 2017 roku.

SegWit

Jednym z przykładów rozwiązania warstwy 1 do skalowania jest Bitcoin SegWit (segregowany świadek). Zwiększyło to przepustowość Bitcoina poprzez zmianę sposobu organizacji danych blokowych (podpisy cyfrowe nie są już częścią danych wejściowych transakcji). Zmiana uwolniła więcej miejsca na transakcje w jednym bloku, bez wpływu na bezpieczeństwo sieci. SegWit został zaimplementowany poprzez kompatybilny wstecz soft fork. Oznacza to, że nawet węzły Bitcoin, które nie zostały jeszcze zaktualizowane w celu uwzględnienia SegWit, nadal są w stanie przetwarzać transakcje.

Co to jest fragmentowanie warstwy 1?

Sharding to popularne rozwiązanie skalujące w warstwie 1, stosowane w celu zwiększenia przepustowości transakcji. Technika ta jest formą partycjonowania bazy danych, którą można zastosować w rozproszonych księgach typu blockchain. Sieć i jej węzły są podzielone na różne fragmenty, aby rozłożyć obciążenie i poprawić szybkość transakcji. Każdy fragment zarządza podzbiorem aktywności całej sieci, co oznacza, że ​​ma własne transakcje, węzły i oddzielne bloki.

Dzięki shardingowi nie ma potrzeby, aby każdy węzeł utrzymywał pełną kopię całego łańcucha bloków. Zamiast tego każdy węzeł raportuje wykonaną pracę głównemu łańcuchowi, aby udostępnić stan swoich danych lokalnych, w tym saldo adresów i inne kluczowe wskaźniki.

Warstwa 1 kontra warstwa 2

Jeśli chodzi o ulepszenia, nie wszystko da się rozwiązać w warstwie 1. Ze względu na ograniczenia technologiczne niektóre zmiany są trudne lub prawie niemożliwe do wprowadzenia w głównej sieci blockchain. Na przykład Ethereum przechodzi na wersję Proof of Stake (PoS), ale rozwój tego procesu zajął lata.

Niektóre przypadki użycia po prostu nie mogą działać z warstwą 1 ze względu na problemy ze skalowalnością. Gra oparta na blockchainie nie mogła realistycznie korzystać z sieci Bitcoin ze względu na długi czas transakcji. Jednak gra może nadal chcieć korzystać z zabezpieczeń i decentralizacji warstwy 1. Najlepszą opcją jest zbudowanie sieci w oparciu o rozwiązanie warstwy 2.

Sieć błyskawic

Rozwiązania warstwy 2 opierają się na warstwie 1 i polegają na niej przy finalizowaniu transakcji. Jednym ze znanych przykładów jest sieć Lightning. Przetwarzanie transakcji w sieci Bitcoin o dużym natężeniu ruchu może zająć wiele godzin. Sieć Lightning umożliwia użytkownikom dokonywanie szybkich płatności za pomocą Bitcoinów poza głównym łańcuchem, a saldo końcowe jest później zgłaszane z powrotem do głównego łańcucha. Zasadniczo łączy to transakcje wszystkich osób w jeden końcowy rekord, oszczędzając czas i zasoby.

Przykłady blockchainu warstwy 1

Skoro już wiemy, czym jest warstwa 1, spójrzmy na kilka przykładów. Istnieje ogromna różnorodność łańcuchów bloków warstwy 1, a wiele z nich obsługuje unikalne przypadki użycia. To nie tylko Bitcoin i Ethereum, a każda sieć ma inne rozwiązania trylematu technologii blockchain dotyczącego decentralizacji, bezpieczeństwa i skalowalności.

Elronda

Elrond to sieć warstwy 1 założona w 2018 roku, która wykorzystuje sharding w celu poprawy swojej wydajności i skalowalności. Blockchain Elrond może przetwarzać ponad 100 000 transakcji na sekundę (TPS). Jego dwie unikalne, główne cechy to protokół konsensusu Secure Proof of Stake (SPoS) i Adaptive State Sharding.

Adaptacyjne fragmentowanie stanu odbywa się poprzez dzielenie i łączenie fragmentów w przypadku utraty lub zyskania użytkowników przez sieć. Cała architektura sieci, łącznie ze stanem i transakcjami, jest podzielona na fragmenty. Walidatory poruszają się także pomiędzy fragmentami, zmniejszając ryzyko złośliwego przejęcia fragmentu.

Natywny token Elronda EGLD jest używany do opłat transakcyjnych, wdrażania DApps i nagradzania użytkowników uczestniczących w mechanizmie sprawdzania poprawności sieci. Ponadto sieć Elrond posiada certyfikat emisji dwutlenku węgla, ponieważ kompensuje więcej emisji CO2, niż jest w stanie zapewnić jej mechanizm PoS.

Harmonia

Harmony to efektywna sieć typu Proof of Stake (EPoS) w warstwie 1 z obsługą fragmentowania. Sieć główna łańcucha bloków składa się z czterech fragmentów, z których każdy tworzy i weryfikuje równolegle nowe bloki. Fragment może to zrobić z własną szybkością, co oznacza, że ​​każdy z nich może mieć różną wysokość bloku.

Harmony stosuje obecnie strategię „Cross-Chain Finance”, aby przyciągnąć programistów i użytkowników. Mosty bez zaufania do Ethereum (ETH) i Bitcoin odgrywają kluczową rolę, umożliwiając użytkownikom wymianę tokenów bez zwykłego ryzyka związanego z opieką nad mostami. Główna wizja Harmony dotycząca skalowania Web3 opiera się na zdecentralizowanych organizacjach autonomicznych (DAO) i dowodach wiedzy zerowej.

Wydaje się, że przyszłość DeFi (zdecentralizowane finanse) opiera się na możliwościach związanych z wieloma i międzyłańcuchowymi sieciami, co czyni usługi pomostowe Harmony atrakcyjnymi dla użytkowników. Infrastruktura NFT, narzędzia DAO i mosty między protokołami to główne obszary zainteresowania.

Jego natywny token ONE służy do płacenia opłat za transakcje sieciowe. Można go również postawić, aby uczestniczyć w mechanizmie konsensusu i zarządzaniu Harmony. Zapewnia to skutecznym walidatorom nagrody blokowe i opłaty transakcyjne.

Czoło

Celo to sieć warstwy 1, rozwidlona z Go Ethereum (Geth) w 2017 roku. Wprowadziła jednak kilka istotnych zmian, m.in. zaimplementowała PoS i unikalny system adresowania. Ekosystem Celo Web3 obejmuje DeFi, NFT i rozwiązania płatnicze i potwierdzono ponad 100 milionów transakcji. W Celo każdy może użyć numeru telefonu lub adresu e-mail jako klucza publicznego. Blockchain można łatwo uruchomić na standardowych komputerach i nie wymaga specjalnego sprzętu.

Głównym tokenem Celo jest CELO, standardowy token użytkowy do transakcji, bezpieczeństwa i nagród. W sieci Celo znajdują się również monety typu stablecoin cUSD, cEUR i cREAL. Są one generowane przez użytkowników, a ich kołki są utrzymywane przez mechanizm podobny do DAI MakerDAO. Ponadto transakcje dokonane stabilnymi monetami Celo można opłacić dowolnym innym aktywem Celo.

System adresowy CELO i moneta typu stablecoin mają na celu zwiększenie dostępności kryptowalut i poprawę ich adopcji. Zmienność rynku kryptowalut i trudności dla nowicjuszy mogą być dla wielu zniechęcające.

Łańcuch THOR

THORChain to międzyłańcuchowa zdecentralizowana giełda (DEX) niewymagająca uprawnień. Jest to sieć warstwy 1 zbudowana przy użyciu zestawu Cosmos SDK. Wykorzystuje również mechanizm konsensusu Tendermint do sprawdzania poprawności transakcji. Głównym celem THORChain jest umożliwienie zdecentralizowanej płynności między łańcuchami bez konieczności spinania lub pakowania aktywów. W przypadku inwestorów wielołańcuchowych ustalanie i pakowanie zwiększa ryzyko w procesie.

W efekcie THORChain pełni funkcję menedżera skarbca, który monitoruje wpłaty i wypłaty. Pomaga to w tworzeniu zdecentralizowanej płynności i usuwa scentralizowanych pośredników. RUNE to natywny token THORChain, używany do płacenia opłat transakcyjnych, a także do zarządzania, bezpieczeństwa i walidacji.

Model Automated Market Maker (AMM) firmy THORChain wykorzystuje RUNE działające jako parę bazową, co oznacza, że ​​możesz zamienić RUNE na dowolny inny obsługiwany zasób. W pewnym sensie projekt działa jak międzyłańcuchowy Uniswap, w którym RUNE jest aktywem rozliczeniowym i zabezpieczającym pule płynności.

Kawa

Kava to blockchain warstwy 1, który łączy w sobie szybkość i interoperacyjność Cosmos ze wsparciem programistów Ethereum. Wykorzystując architekturę „co-chain”, sieć Kava oferuje odrębny łańcuch bloków zarówno dla środowisk programistycznych EVM, jak i Cosmos SDK. W połączeniu ze wsparciem IBC we wspólnym łańcuchu Cosmos, umożliwia to programistom wdrażanie zdecentralizowanych aplikacji, które płynnie współpracują między ekosystemami Cosmos i Ethereum.

Kava korzysta z mechanizmu konsensusu Tendermint PoS, zapewniając potężną skalowalność aplikacjom we wspólnym łańcuchu EVM. Finansowana przez KavaDAO sieć Kava oferuje również otwarte zachęty dla programistów w łańcuchu, których celem jest nagradzanie 100 najlepszych projektów w każdym wspólnym łańcuchu na podstawie wykorzystania.

Kava ma natywny token użyteczności i zarządzania, KAVA, oraz monetę typu stablecoin powiązaną z dolarem amerykańskim, USDX. KAVA służy do płacenia opłat transakcyjnych i jest obstawiana przez walidatorów w celu wygenerowania konsensusu sieciowego. Użytkownicy mogą delegować swoje postawione KAVA walidatorom, aby uzyskać udział w emisji KAVA. Stakerzy i walidatorzy mogą również głosować nad propozycjami zarządzania, które dyktują parametry sieci.

IoTeX

IoTeX to sieć warstwy 1 założona w 2017 roku, skupiająca się na łączeniu blockchainu z Internetem Rzeczy. Daje to użytkownikom kontrolę nad danymi generowanymi przez ich urządzenia, umożliwiając korzystanie z „aplikacji DApps, zasobów i usług wspieranych przez maszyny”. Twoje dane osobowe mają wartość, a zarządzanie nimi za pomocą blockchain gwarantuje bezpieczną własność.

Połączenie sprzętu i oprogramowania IoTeX zapewnia nowe rozwiązanie umożliwiające ludziom kontrolowanie swojej prywatności i danych bez poświęcania komfortu użytkownika. System, który umożliwia użytkownikom zarabianie zasobów cyfrowych na podstawie danych ze świata rzeczywistego, nazywa się MachineFi.

IoTeX wypuścił dwa godne uwagi produkty sprzętowe znane jako Ucam i Pebble Tracker. Ucam to zaawansowana kamera do monitoringu domu, która umożliwia użytkownikom monitorowanie domów z dowolnego miejsca i przy zachowaniu całkowitej prywatności. Pebble Tracker to inteligentny GPS z obsługą 4G i możliwością śledzenia. Śledzi nie tylko dane GPS, ale także dane środowiskowe w czasie rzeczywistym, w tym temperaturę, wilgotność i jakość powietrza.

Jeśli chodzi o architekturę blockchain, IoTeX ma wiele zbudowanych na niej protokołów warstwy 2. Blockchain zapewnia narzędzia do tworzenia niestandardowych sieci, które wykorzystują IoTeX do finalizacji. Łańcuchy te mogą również wchodzić w interakcje ze sobą i udostępniać informacje za pośrednictwem IoTeX. Programiści mogą następnie łatwo utworzyć nowy podłańcuch, aby spełnić specyficzne potrzeby swojego urządzenia IoT. Moneta IoTeX, IOTX, służy do opłat transakcyjnych, stakowania, zarządzania i sprawdzania poprawności sieci.

Zamykanie myśli

Dzisiejszy ekosystem blockchain składa się z kilku sieci warstwy 1 i protokołów warstwy 2. Łatwo się pogubić, ale gdy tylko zrozumiesz podstawowe pojęcia, łatwiej będzie zrozumieć ogólną strukturę i architekturę. Wiedza ta może być przydatna podczas badania nowych projektów blockchain, szczególnie gdy skupiają się one na interoperacyjności sieci i rozwiązaniach międzyłańcuchowych.