TL;DR
Popularitatea cripto și blockchain crește exponențial, la fel și numărul de utilizatori și tranzacții. Deși este ușor de văzut cât de revoluționar este blockchain-ul, scalabilitatea – capacitatea unui sistem de a crește în timp ce se potrivește cererii tot mai mari – a fost întotdeauna o provocare. Rețelele publice blockchain care sunt foarte descentralizate și sigure se luptă adesea să atingă un randament ridicat.
Aceasta este adesea descrisă drept Trilema Blockchain, care afirmă că este practic imposibil ca un sistem descentralizat să atingă simultan niveluri la fel de ridicate de descentralizare, securitate și scalabilitate. În mod realist, rețelele blockchain pot avea doar doi din trei factori.
Din fericire, însă, mii de entuziaști și experți lucrează la soluții de scalare. Unele dintre aceste soluții sunt concepute pentru a modifica arhitectura blockchain-ului principal (Layer 1), în timp ce altele vizează protocoale de Layer 2 care funcționează deasupra rețelei de bază.
Introducere
Cu un număr mare de blockchain și criptomonede disponibile, este posibil să nu știți dacă utilizați un lanț Layer 1 sau Layer 2. Există beneficii în ascunderea complexității blockchain, dar merită să înțelegeți un sistem în care investiți sau îl utilizați. Cu acest articol, veți înțelege diferențele dintre blockchain-urile Layer 1 și Layer 2 și diverse soluții de scalabilitate.
Ce este un blockchain Layer 1 vs. Layer 2?
Termenul Layer 1 se referă la nivelul de bază al unei arhitecturi blockchain. Este structura principală a unei rețele blockchain. Bitcoin, Ethereum și BNB Chain sunt exemple de blockchain de Layer 1. Nivelul 2 se referă la rețelele construite peste alte blockchain-uri. Deci, dacă Bitcoin este un Layer 1, rețeaua Lightning care rulează deasupra este un exemplu de Layer 2.
Îmbunătățirile de scalabilitate a rețelei Blockchain pot fi clasificate în soluții de nivel 1 și strat 2. O soluție de nivel 1 va schimba direct regulile și mecanismele blockchain-ului original. O soluție de nivel 2 va folosi o rețea externă paralelă pentru a facilita tranzacțiile în afara mainchain-ului.
De ce este importantă scalabilitatea blockchain?
Imaginați-vă că se construiește o nouă autostradă între un oraș important și suburbia sa în creștere rapidă. Pe măsură ce volumul de trafic care trece prin autostradă crește și aglomerația devine obișnuită – mai ales în orele de vârf – timpul mediu pentru a ajunge de la A la B poate crește semnificativ. Nu e de mirare, având în vedere că infrastructura rutieră are capacitatea sa limitată și cererea este în continuă creștere.
Acum, ce pot face autoritățile pentru a ajuta mai mulți navetiști să călătorească mai repede pe această rută? O soluție ar fi îmbunătățirea autostrăzii în sine, adăugând benzi suplimentare pe fiecare parte a drumului. Acest lucru, însă, nu este întotdeauna practic, deoarece este o soluție costisitoare care ar cauza probleme considerabile celor care folosesc deja autostrada. O alternativă este de a deveni creativ și de a lua în considerare diverse abordări care nu sunt asociate cu efectuarea de modificări ale infrastructurii de bază, cum ar fi construirea de drumuri de serviciu suplimentare sau chiar lansarea unei linii de tranzit feroviar ușor de-a lungul autostrăzii.
În lumea tehnologiei blockchain, autostrada principală ar fi un Layer 1 (rețeaua principală), în timp ce drumurile de serviciu suplimentare ar fi soluții Layer 2 (rețea secundară pentru îmbunătățirea capacității generale).
Bitcoin, Ethereum și Polkadot sunt toate considerate blockchain de nivel 1. Ele sunt blockchain-urile de bază care procesează și înregistrează tranzacțiile pentru ecosistemele lor respective, prezentând o criptomonedă nativă - folosită de obicei pentru a plăti taxe și pentru a oferi o utilitate mai largă. Polygonul este un exemplu de soluție de scalare Layer 2 pentru Ethereum. Rețeaua Polygon angajează în mod regulat puncte de control pe rețeaua principală Ethereum pentru a-și actualiza starea.
Capacitatea de transfer este un element vital al unui blockchain. Este o măsură a vitezei și eficienței care arată câte tranzacții pot fi procesate și înregistrate într-un anumit interval de timp. Pe măsură ce numărul de utilizatori crește și numărul de tranzacții simultane crește, un blockchain de nivel 1 poate deveni lent și costisitor de utilizat. Acest lucru este valabil mai ales pentru blockchain-urile de nivel 1 care utilizează un mecanism Proof of Work, spre deosebire de Proof of Stake.
Probleme curente de nivel 1
Bitcoin și Ethereum sunt exemple bune de rețele de nivel 1 cu probleme de scalare. Ambele asigură rețeaua printr-un model de consens distribuit. Aceasta înseamnă că toate tranzacțiile sunt verificate de mai multe noduri înainte de a fi validate. Așa-numitele noduri miniere concurează toate pentru a rezolva un puzzle computațional complex, iar minerii de succes sunt recompensați în criptomoneda nativă a rețelei.
Cu alte cuvinte, toate tranzacțiile necesită verificarea independentă a mai multor noduri înainte de a fi confirmate. Aceasta este o modalitate eficientă de înregistrare și înregistrare a datelor corecte și verificate în blockchain, atenuând în același timp riscul de atac al actorilor răi. Cu toate acestea, odată ce aveți o rețea la fel de populară precum Ethereum sau Bitcoin, cererea de transfer devine o problemă din ce în ce mai mare. În perioadele de congestionare a rețelei, utilizatorii se vor confrunta cu timpi de confirmare mai lenți și taxe de tranzacție mai mari.
Cum funcționează soluțiile de scalare Layer 1?
Există mai multe opțiuni disponibile pentru blockchain-urile de nivel 1 care pot crește debitul și capacitatea generală a rețelei. În cazul blockchain-urilor care utilizează Proof of Work, o tranziție la Proof of Stake ar putea fi o opțiune de creștere a tranzacțiilor pe secundă (TPS), reducând în același timp taxele de procesare. Cu toate acestea, există opinii mixte în comunitatea cripto cu privire la beneficiile și implicațiile pe termen lung ale Proof of Stake.
Soluțiile de scalare pe rețelele de nivel 1 sunt introduse de obicei de echipa de dezvoltare a proiectului. În funcție de soluție, comunitatea va trebui să facă hard fork sau soft fork rețeaua. Unele mici modificări sunt compatibile cu versiunea inversă, cum ar fi actualizarea SegWit a Bitcoin.
Modificările mai mari, cum ar fi creșterea dimensiunii blocului Bitcoin la 8MB, necesită o furcăre rigidă. Acest lucru creează două versiuni ale blockchain-ului, una cu actualizare și alta fără. O altă opțiune de a crește debitul unei rețele este sharding-ul. Acest lucru împarte operațiunile unui blockchain în mai multe secțiuni mai mici care pot procesa date simultan, mai degrabă decât secvenţial.
Cum funcționează soluțiile de scalare Layer 2?
După cum sa discutat, soluțiile de nivel 2 se bazează pe rețele secundare care funcționează în paralel sau independent de lanțul principal.
Rollup-uri
Pachetele de cunoștințe zero (cel mai comun tip) grupează tranzacțiile de nivel 2 în afara lanțului și le trimit ca o singură tranzacție pe lanțul principal. Aceste sisteme folosesc dovezi de valabilitate pentru a verifica integritatea tranzacțiilor. Activele sunt deținute pe lanțul inițial cu un contract inteligent de legătură, iar contractul inteligent confirmă că acumularea funcționează conform intenției. Acest lucru oferă securitatea rețelei inițiale cu beneficiile unui cumul de resurse mai puțin intensiv.
Lanțurile laterale
Sidechain-urile sunt rețele blockchain independente cu propriile seturi de validatori. Aceasta înseamnă că contractul inteligent de legătură pe lanțul principal nu verifică validitatea rețelei sidechain. Prin urmare, trebuie să aveți încredere că sidechain-ul funcționează corect, deoarece este capabil să controleze activele din lanțul original.
Canale de stat
Un canal de stat este un mediu de comunicare bidirecțională între părțile care fac tranzacție. Părțile sigilează o parte a blockchain-ului subiacent și o conectează la un canal de tranzacție în afara lanțului. Acest lucru se face de obicei printr-un contract inteligent convenit în prealabil sau printr-o semnătură multiplă. Părțile execută apoi o tranzacție sau un lot de tranzacții în afara lanțului, fără a trimite imediat date despre tranzacție în registrul distribuit subiacent (adică, lanțul principal). Odată ce toate tranzacțiile din set sunt finalizate, „starea” finală a canalului este difuzată către blockchain pentru validare. Acest mecanism permite îmbunătățirea vitezei tranzacțiilor și creșterea capacității generale a rețelei. Soluții precum Bitcoin Lightning Network și Ethereum's Raiden funcționează pe baza canalelor de stat.
Blockchain-uri imbricate
Această soluție se bazează pe un set de lanțuri secundare care stau deasupra blockchain-ului principal, „părinte”. Blockchain-urile imbricate funcționează conform regulilor și parametrilor stabiliți de lanțul părinte. Lanțul principal nu participă la executarea tranzacțiilor și rolul său se limitează la soluționarea litigiilor atunci când este necesar. Munca de zi cu zi este delegată lanțurilor „copil” care returnează tranzacțiile procesate la lanțul principal după finalizarea lanțului principal. Proiectul OmiseGO Plasma este o instanță a unei soluții blockchain imbricate Layer 2.
Limitări ale soluțiilor de scalare Layer 1 și Layer 2
Atât soluțiile Layer 1, cât și Layer 2 au avantaje și dezavantaje unice. Lucrul cu Stratul 1 poate oferi cea mai eficientă soluție pentru îmbunătățirea protocolului la scară largă. Cu toate acestea, acest lucru înseamnă și că validatorii trebuie să fie convinși să accepte modificările printr-un hard fork.
Un exemplu posibil în care validatorii ar putea să nu dorească să facă acest lucru este schimbarea de la Proof of Work la Proof of Stake. Minerii vor pierde venituri prin această trecere la un sistem mai eficient, descurajându-i de la îmbunătățirea scalabilității.
Stratul 2 oferă o modalitate mult mai rapidă de a îmbunătăți scalabilitatea. Cu toate acestea, în funcție de metoda utilizată, puteți pierde mult din securitatea blockchain-ului original. Utilizatorii au încredere în rețele precum Ethereum și Bitcoin pentru rezistența și istoricul lor de securitate. Prin eliminarea aspectelor de la nivelul 1, de multe ori trebuie să vă bazați pe echipa și rețea de nivel 2 pentru eficiență și securitate.
Ce urmează după Stratul 1 și Stratul 2?
O întrebare cheie este dacă vom avea nevoie chiar de soluții de Stratul 2, pe măsură ce stratul 1 devine mai scalabil. Blockchain-urile existente înregistrează îmbunătățiri, iar noi rețele sunt deja create cu o scalabilitate bună. Cu toate acestea, va dura mult timp pentru ca sistemele majore să își îmbunătățească scalabilitatea și nu este garantat. Opțiunea cea mai probabilă este ca stratul 1 să se concentreze pe securitate și să permită rețelelor de nivel 2 să își adapteze serviciile la cazuri de utilizare specifice.
În viitorul apropiat, există șanse mari ca lanțurile mari precum Ethereum să domine în continuare datorită comunității lor mari de utilizatori și dezvoltatori. Cu toate acestea, setul său mare de validatori descentralizați și reputația de încredere creează o bază solidă pentru soluțiile vizate de Stratul 2.
Gânduri de închidere
De când a început cripto, căutarea pentru scalabilitate îmbunătățită a creat o abordare în două direcții, cu îmbunătățiri de Stratul 1 și soluții de Stratul 2. Dacă aveți un portofoliu diversificat de cripto, există șanse mari să aveți deja expunere atât la rețelele Layer 1, cât și la Layer 2. Acum, înțelegeți diferențele dintre cele două, precum și abordările diferite de scalare pe care le oferă.
