TL; DR

Рівень 1 відноситься до базової мережі, такої як Bitcoin, BNB Chain або Ethereum, і її базової інфраструктури. Блокчейни рівня 1 можуть перевіряти та завершувати транзакції без потреби в іншій мережі. Удосконалення масштабованості мереж рівня 1 складно, як ми бачили з біткойнами. Як рішення розробники створюють протоколи рівня 2, які покладаються на мережу рівня 1 для безпеки та консенсусу. Bitcoin's Lightning Network є одним із прикладів протоколу рівня 2. Це дозволяє користувачам вільно здійснювати транзакції перед записом їх у основний ланцюг.


вступ

Рівень 1 і рівень 2 — це терміни, які допомагають нам зрозуміти архітектуру різних блокчейнів, проектів і інструментів розробки. Якщо ви коли-небудь замислювалися про зв’язок між Polygon і Ethereum або Polkadot і його парачейнами, дізнавшись про різні рівні блокчейну, вам допоможе.



Що таке шар 1?

Мережа рівня 1 — інша назва базового блокчейну. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) і Solana — це протоколи рівня 1. Ми називаємо їх рівнем 1, оскільки це основні мережі в їхній екосистемі. На відміну від рівня 1, у нас є оф-чейни та інші рішення рівня 2, які побудовані поверх основних ланцюгів.

Іншими словами, протокол є рівнем 1, коли він обробляє та завершує транзакції у власному блокчейні. Вони також мають власний рідний токен, який використовується для оплати комісій за транзакції.


Масштабування рівня 1

Поширеною проблемою мереж рівня 1 є їх нездатність масштабуватися. Біткойну та іншим великим блокчейнам важко обробляти транзакції під час підвищеного попиту. Біткойн використовує механізм консенсусу Proof of Work (PoW), який вимагає багато обчислювальних ресурсів.

Хоча PoW забезпечує децентралізацію та безпеку, мережі PoW також мають тенденцію сповільнюватися, коли обсяг транзакцій занадто великий. Це збільшує час підтвердження транзакції та підвищує комісію.

Розробники блокчейну багато років працюють над рішеннями масштабованості, але все ще триває багато дискусій щодо найкращих альтернатив. Для масштабування рівня 1 деякі параметри включають:

1. Збільшення розміру блоку, що дозволяє обробляти більше транзакцій у кожному блоці.

2. Зміна використовуваного механізму консенсусу, наприклад, у майбутньому оновленні Ethereum 2.0.

3. Реалізація шардингу. Форма поділу бази даних.

Покращення рівня 1 потребують значної роботи для реалізації. У багатьох випадках не всі користувачі мережі погодяться на зміни. Це може призвести до розколу спільноти або навіть до хардфорку, як це сталося з Bitcoin і Bitcoin Cash у 2017 році.

SegWit

Одним із прикладів рішення рівня 1 для масштабування є SegWit (відокремлений свідок) Bitcoin. Це збільшило пропускну здатність біткойнів за рахунок зміни способу організації даних блоків (цифрові підписи більше не є частиною введення транзакцій). Ця зміна звільнила більше місця для транзакцій на блок, не впливаючи на безпеку мережі. SegWit було реалізовано за допомогою зворотно сумісного програмного форка. Це означає, що навіть вузли Bitcoin, які ще не оновлені для включення SegWit, можуть обробляти транзакції.


Що таке шардинг рівня 1?

Шардинг — це популярне рішення для масштабування рівня 1, яке використовується для збільшення пропускної здатності транзакцій. Техніка є формою розділення бази даних, яку можна застосувати до розподілених облікових книг блокчейну. Мережа та її вузли розділені на різні сегменти, щоб розподілити навантаження та підвищити швидкість транзакцій. Кожен шард керує підмножиною активності всієї мережі, тобто має власні транзакції, вузли та окремі блоки.

Завдяки шардингу немає потреби, щоб кожен вузол підтримував повну копію всього блокчейну. Замість цього кожен вузол звітує про виконану роботу головному ланцюгу, щоб надати доступ до своїх локальних даних, включаючи баланс адрес та інші ключові показники.


Рівень 1 проти рівня 2

Що стосується вдосконалень, то не все можна вирішити на рівні 1. Через технологічні обмеження певні зміни важко або майже неможливо зробити в основній мережі блокчейн. Ethereum, наприклад, оновлюється до Proof of Stake (PoS), але цей процес розроблявся роками.

Деякі варіанти використання просто не можуть працювати з рівнем 1 через проблеми з масштабованістю. Блокчейн-гра не могла реально використовувати мережу Bitcoin через тривалий час транзакцій. Однак у грі все одно може знадобитися використовувати захист і децентралізацію рівня 1. Найкращий варіант – побудувати поверх мережі рішення рівня 2.

Мережа Lightning

Рішення рівня 2 будуються на рівні 1 і покладаються на нього для завершення своїх транзакцій. Одним із відомих прикладів є Lightning Network. Обробка транзакцій у мережі біткойн із інтенсивним трафіком може тривати години. Lightning Network дозволяє користувачам здійснювати швидкі платежі своїми біткойнами поза основним ланцюгом, а кінцевий баланс надсилається в основний ланцюг пізніше. Це по суті об’єднує транзакції кожного в один остаточний запис, заощаджуючи час і ресурси.


Приклади блокчейну рівня 1

Тепер, коли ми знаємо, що таке шар 1, давайте розглянемо кілька прикладів. Існує величезна різноманітність блокчейнів рівня 1, і багато з них підтримують унікальні випадки використання. Це не тільки біткойни та Ethereum, і кожна мережа має різні рішення для трилеми технології блокчейн: децентралізації, безпеки та масштабованості.

Елронд

Elrond – це мережа рівня 1, заснована в 2018 році, яка використовує шардинг для підвищення продуктивності та масштабованості. Блокчейн Elrond може обробляти понад 100 000 транзакцій в секунду (TPS). Його дві унікальні головні особливості — протокол консенсусу Secure Proof of Stake (SPoS) і адаптивне шардинг стану.

Адаптивне шардування стану відбувається шляхом поділу та злиття сегментів, коли мережа втрачає або отримує користувачів. Вся архітектура мережі шардується, включаючи її стан і транзакції. Валідатори також переміщуються між шардами, зменшуючи ймовірність зловмисного захоплення шарда.

Власний токен Elrond EGLD використовується для комісії за транзакції, розгортання DApps і винагороди користувачів, які беруть участь у механізмі перевірки мережі. Крім того, мережа Elrond має сертифікат Carbon Negative, оскільки компенсує більше CO2, ніж відповідає її механізму PoS.

Гармонія

Harmony — це ефективне підтвердження частки (EPoS), мережа рівня 1 із підтримкою сегментування. Основна мережа блокчейну має чотири сегменти, кожен з яких створює та перевіряє нові блоки паралельно. Шард може робити це зі своєю власною швидкістю, тобто всі вони можуть мати різну висоту блоку.

Harmony наразі використовує стратегію «Cross-Chain Finance» для залучення розробників і користувачів. Ненадійні мости до Ethereum (ETH) і Bitcoin відіграють ключову роль, дозволяючи користувачам обмінювати свої токени без звичайних кастодіальних ризиків, які спостерігаються з мостами. Основне бачення Harmony щодо масштабування Web3 спирається на децентралізовані автономні організації (DAO) і докази з нульовим знанням.

Майбутнє DeFi (децентралізованих фінансів), схоже, пов’язане з багатоланцюжковими та крос-ланцюжковими можливостями, що робить перехідні послуги Harmony привабливими для користувачів. Інфраструктура NFT, інструменти DAO та міжпротокольні мости є основними напрямками.

Його рідний токен, ONE, використовується для оплати комісії за мережеві транзакції. Він також може взяти участь у механізмі консенсусу та управлінні Harmony. Це забезпечує успішним валідаторам винагороду за блокування та комісію за транзакції.

Лоб

Celo — це мережа рівня 1, створена від Go Ethereum (Geth) у 2017 році. Однак у неї внесено деякі значні зміни, зокрема впровадження PoS та унікальної системи адрес. Екосистема Celo Web3 включає DeFi, NFT і платіжні рішення з понад 100 мільйонами підтверджених транзакцій. На Celo будь-хто може використовувати номер телефону чи адресу електронної пошти як відкритий ключ. Блокчейн легко запускається на стандартних комп’ютерах і не потребує спеціального обладнання.

Основним маркером Celo є CELO, стандартний службовий маркер для транзакцій, безпеки та винагород. Мережа Celo також має cUSD, cEUR і cREAL як стейблкойни. Вони створюються користувачами, а їхні прив’язки підтримуються за допомогою механізму, подібного до DAI MakerDAO. Крім того, транзакції, здійснені стейблкойнами Celo, можна оплачувати будь-яким іншим активом Celo.

Адресна система CELO та стейблкойн спрямовані на те, щоб зробити криптовалюту доступнішою та покращити впровадження. Нестабільність крипторинку та труднощі для новачків можуть збентежити багатьох.

THORchain

THORChain — це міжланцюгова децентралізована біржа без дозволу (DEX). Це мережа рівня 1, створена за допомогою Cosmos SDK. Він також використовує механізм консенсусу Tendermint для перевірки транзакцій. Основна мета THORChain — забезпечити децентралізовану міжланцюгову ліквідність без необхідності прив’язувати активи. Для багатоланцюжкових інвесторів прив’язка та обгортання додають додаткового ризику процесу.

По суті, THORChain діє як менеджер сховища, який контролює депозити та зняття коштів. Це допомагає створити децентралізовану ліквідність і усуває централізованих посередників. RUNE — це рідний токен THORChain, який використовується для оплати комісій за транзакції, а також для управління, безпеки та перевірки.

Модель автоматизованого маркетмейкера (AMM) THORChain використовує RUNE як базову пару, тобто ви можете поміняти RUNE на будь-який інший підтримуваний актив. У певному сенсі проект працює як міжланцюговий Uniswap, де RUNE є активом для розрахунків і безпеки для пулів ліквідності.

Кава

Kava — це блокчейн рівня 1, який поєднує швидкість і сумісність Cosmos із підтримкою розробників Ethereum. Використовуючи архітектуру спільного ланцюга, Kava Network має окремий блокчейн для середовищ розробки EVM і Cosmos SDK. У поєднанні з підтримкою IBC у спільному ланцюжку Cosmos це дозволяє розробникам розгортати децентралізовані програми, які бездоганно взаємодіють між екосистемами Cosmos та Ethereum.

Kava використовує механізм консенсусу Tendermint PoS, забезпечуючи потужну масштабованість додатків у спільному ланцюжку EVM. Мережа Kava, що фінансується KavaDAO, також пропонує відкриті стимули для розробників у мережах, призначені для винагороди 100 найкращих проектів у кожному спільному ланцюзі на основі використання.

У Kava є нативний токен корисності та управління KAVA та стейблкоїн USDX, прив’язаний до долара США. KAVA використовується для оплати комісії за транзакції та використовується валідаторами для створення мережевого консенсусу. Користувачі можуть делегувати свою ставку KAVA валідаторам, щоб отримати частку викидів KAVA. Стейкери та валідатори також можуть голосувати за пропозиції щодо управління, які визначають параметри мережі.

IoTeX

IoTeX — це мережа рівня 1, заснована в 2017 році з фокусом на поєднанні блокчейну з Інтернетом речей. Це дає користувачам контроль над даними, які генерують їхні пристрої, дозволяючи «машинно підтримувані DApps, активи та служби». Ваша особиста інформація має цінність, і керування нею через блокчейн гарантує безпечне володіння.

Поєднання апаратного та програмного забезпечення IoTeX надає людям нове рішення для контролю конфіденційності та даних без шкоди для взаємодії з користувачем. Система, яка дозволяє користувачам заробляти цифрові активи на своїх реальних даних, називається MachineFi.

IoTeX випустив два відомих апаратних продукти, відомі як Ucam і Pebble Tracker. Ucam — це вдосконалена домашня камера безпеки, яка дозволяє користувачам контролювати свої будинки з будь-якого місця та з повною конфіденційністю. Pebble Tracker — це розумний GPS із підтримкою 4G і можливістю відстеження. Він не тільки відстежує дані GPS, але й дані про навколишнє середовище в реальному часі, включаючи температуру, вологість і якість повітря.

З точки зору архітектури блокчейну, IoTeX має ряд протоколів рівня 2, побудованих поверх нього. Блокчейн надає інструменти для створення індивідуальних мереж, які використовують IoTeX для завершення. Ці ланцюжки також можуть взаємодіяти один з одним і обмінюватися інформацією через IoTeX. Потім розробники можуть легко створити нову підланцюжок для задоволення конкретних потреб свого пристрою IoT. Монета IoTeX, IOTX, використовується для комісії за транзакції, ставок, управління та перевірки мережі.



Закриття думок

Сучасна екосистема блокчейну має кілька мереж рівня 1 і протоколів рівня 2. Легко заплутатися, але як тільки ви зрозумієте основні поняття, стане легше зрозуміти загальну структуру та архітектуру. Ці знання можуть бути корисними під час вивчення нових блокчейн-проектів, особливо коли вони зосереджені на сумісності мереж і крос-ланцюжкових рішеннях.