Layer-1: Что это и как это работает в технологии блокчейн

Блокчейны уровня 1, такие как Bitcoin, BNB Chain или Ethereum, служат основополагающими сетями, поддерживающими всю экосистему блокчейнов. Эти базовые сети вместе со своей базовой инфраструктурой предназначены для независимой проверки и завершения транзакций без необходимости поддержки со стороны внешних сетей. Однако повышение масштабируемости этих сетей уровня 1 представляет собой серьезные проблемы, примером чего являются трудности, возникшие с Биткойном.

В ответ на эти проблемы масштабируемости разработчики представили протоколы уровня 2. Эти протоколы построены поверх сети уровня 1 и используют для работы ее механизмы безопасности и консенсуса. Ярким примером такого решения уровня 2 является сеть Lightning Network Биткойна , которая позволяет пользователям проводить транзакции вне цепочки, прежде чем в конечном итоге объединить их в основной блокчейн.

Технология блокчейна произвела трансформацию, представив новую парадигму безопасного и децентрализованного хранения данных. Это способствовало появлению не требующих доверия одноранговых транзакций, которые бросают вызов устоявшимся нормам финансовых и управленческих систем. В основе технологии лежит распределенный реестр, который поддерживается в сети узлов (компьютеров), каждый из которых отвечает за проверку и запись новых транзакций. Эта многоуровневая архитектура технологии блокчейн расширяет ее функциональность, при этом каждый уровень добавляет дополнительные функции и возможности. В основе этой архитектуры лежит уровень 1, фундаментальный уровень, который устанавливает основные правила и протоколы, управляющие блокчейном, тем самым закладывая основу для инновационного потенциала технологии.

Что такое слой 1?

Сети уровня 1 — это основополагающие блокчейны, которые служат основой более широкой экосистемы блокчейнов, включая такие известные платформы, как Биткойн (BTC), Ethereum (ETH), BNB Smart Chain (BNB) и Solana . Эти сети имеют решающее значение, поскольку они обрабатывают и завершают транзакции в своей собственной инфраструктуре, используя свои собственные токены для облегчения комиссий за транзакции. Их называют «уровнем 1», потому что они образуют основную структуру в своих соответствующих экосистемах, что отличает их от дополнительных решений, таких как оффчейн и протоколы уровня 2, предназначенные для расширения возможностей основных цепочек.

Блокчейны первого уровня, такие как Биткойн и Эфириум, не только обеспечивают необходимую инфраструктуру для обработки транзакций, но также создают безопасную среду для разработки вторичных сетей и приложений блокчейна. Этот основополагающий уровень решает трилемму блокчейна — концепцию, представленную соучредителем Ethereum Виталиком Бутериным , балансирующую безопасность, масштабируемость и децентрализацию посредством уникальных механизмов консенсуса, таких как доказательство работы (PoW) и доказательство доли (PoS) . Однако из-за присущих этим первичным сетям проблем с масштабируемостью появились решения второго уровня, такие как Optimism на Ethereum. Эти протоколы уровня 2 используют безопасность и доступность данных своих базовых сетей уровня 1, чтобы предложить расширенную функциональность без ущерба для децентрализации или безопасности.

По своей сути блокчейны первого уровня действуют как неизменяемый общедоступный реестр, записывая транзакции через асимметричные пары ключей, связанные с криптовалютными кошельками пользователей. Эта обработка транзакций регулируется отдельным механизмом консенсуса каждой платформы, который проверяет и завершает сделки или продажи. Несмотря на надежную безопасность и инфраструктуру, обеспечиваемую блокчейнами первого уровня, проблемы масштабируемости побудили к разработке протоколов второго уровня. Эти протоколы, построенные на основе уровня 1, направлены на расширение функциональности основной сети, предлагая решения проблем масштабируемости, при этом полагаясь на сеть уровня 1 для обеспечения фундаментальной безопасности и консенсуса.

Таким образом, блокчейны первого уровня являются краеугольным камнем сети блокчейнов, предлагая безопасную и децентрализованную платформу для обработки транзакций и служащую основой для дальнейших инноваций в пространстве блокчейнов. Их роль имеет решающее значение в поддержании распределенного реестра и обеспечении безопасности сети, а решения уровня 2 строятся на этой основе для повышения масштабируемости и функциональности.

Ключевые особенности блокчейна уровня 1

Большинство известных блокчейнов, включая Биткойн, Ethereum, Avalanche и Cardano, относятся к цепочкам уровня 1 (L1) из-за определенных общих характеристик. Эти цепочки имеют основополагающее значение для создания структуры и правил, определяющих экосистему блокчейна.

Производство блоков . Блоки, основные единицы блокчейна, производятся майнерами или валидаторами. Эти блоки представляют собой структуры данных, которые связаны с предыдущими блоками и включают сведения о многочисленных новых транзакциях, образуя публичный реестр, известный как блокчейн. Эта система гарантирует, что каждая транзакция записывается и поддается проверке.

Завершенность транзакции . Ключевой особенностью блокчейнов L1 является окончательность транзакции, которая гарантирует, что после того, как транзакция будет записана, ее нельзя будет изменить или отменить. Эта окончательность происходит исключительно в цепочке L1, обеспечивая постоянную запись транзакций в безотзывном состоянии, хотя время, необходимое для достижения окончательности, может варьироваться в зависимости от блокчейна.

Собственные активы : блокчейны L1 используют собственные криптовалюты, такие как BTC, ETH, ADA и DOGE, для облегчения комиссий за транзакции и вознаграждения участников сети. Эти монеты необходимы для работы цепочки L1. Напротив, такие токены , как UNI, DAI, LINK и SAND, обеспечивают децентрализованные приложения и сети, построенные на блокчейне L1.

Безопасность и механизм консенсуса . Безопасность имеет первостепенное значение в блокчейнах L1 и определяется используемым механизмом консенсуса , таким как «Доказательство работы» (PoW), «Доказательство доли» (PoS) или «Делегированное доказательство доли» (DPoS), а также правилами, регулирующими взаимодействие валидаторов. . Эти механизмы обеспечивают согласие между участниками сети и поддерживают безопасность сети, что делает блокчейны L1 высшим авторитетом в обеспечении безопасности экосистемы.

Решения по масштабируемости . Несмотря на свою основополагающую роль, блокчейны L1 сталкиваются с проблемами масштабируемости. Для решения этих проблем были реализованы различные стратегии, такие как сегментирование, сайдчейны и каналы состояний, чтобы увеличить пропускную способность транзакций без ущерба для эффективности.
Смарт-контракты . Многие блокчейны L1 также поддерживают смарт-контракты — самоисполняющиеся контракты с условиями соглашения, встроенными в код. Эти контракты автоматизируют и обеспечивают соблюдение соглашений, уменьшая зависимость от посредников и повышая прозрачность.

В заключение, блокчейны L1 являются основой экосистемы блокчейнов, обеспечивая необходимую инфраструктуру для обработки транзакций, безопасности и децентрализованных приложений. Они являются основным уровнем, который поддерживает широкий спектр функций: от окончательности транзакций и собственных активов до смарт-контрактов и решений масштабируемости, создавая основу для безопасного и эффективного децентрализованного будущего.

Каково основное ограничение уровня 1?

Блокчейны уровня 1 (L1) предназначены для реализации основных функций, присущих технологии блокчейн, с главной целью достижения оптимального баланса между децентрализацией, безопасностью и масштабируемостью. Эта задача, известная как трилемма блокчейна , подчеркивает сложность одновременной максимизации всех трех аспектов.

Исторически сложилось так, что новаторские сети L1, такие как Биткойн и Эфириум, были сосредоточены на обеспечении децентрализации и надежной безопасности, часто за счет масштабируемости. Это ограничение становится более выраженным по мере роста популярности сети, что приводит к перегрузке и замедлению времени транзакций. В ответ разработчики изучили различные стратегии повышения масштабируемости без значительного ущерба для децентрализации или безопасности.

Один из подходов предполагает увеличение размера блока , что позволяет включать больше транзакций в каждый блок, тем самым улучшая пропускную способность сети. Однако это решение требует от узлов обновления своего оборудования для управления более крупными блоками, что потенциально может привести к централизации, поскольку позволить себе участие могут позволить себе только те, у кого есть достаточные ресурсы.

Другая стратегия — принятие альтернативных механизмов консенсуса , таких как Proof of Stake (PoS), которые могут предложить более высокую скорость транзакций и снижение потребления ресурсов по сравнению с традиционной моделью Proof of Work (PoW). Критики, однако, утверждают, что PoS может привести к снижению безопасности и увеличению рисков централизации, поскольку контроль может сконцентрироваться среди меньшей группы заинтересованных сторон.

Шардинг представляет собой третье решение, при котором блокчейн делит свои данные на несколько меньших, управляемых сегментов или осколков, чтобы обеспечить более быструю обработку и уменьшить перегрузку сети. Хотя шардинг может значительно повысить масштабируемость, он усложняет управление связью между шардами, что потенциально может ослабить общую безопасность блокчейна.

Подводя итог, можно сказать, что блокчейны L1 являются основополагающими платформами, которые стремятся согласовать требования децентрализации, безопасности и масштабируемости. Благодаря таким инновациям, как увеличение размеров блоков, альтернативные механизмы консенсуса и сегментирование, разработчики постоянно экспериментируют и совершенствуют архитектуру блокчейна, чтобы лучше обслуживать растущую базу пользователей, сохраняя при этом целостность и надежность, которые являются отличительными чертами технологии блокчейн.

Примеры блокчейна уровня 1

Блокчейны уровня 1 составляют основу децентрализованной сети, предлагая различные решения трилеммы блокчейна: достижение децентрализации, безопасности и масштабируемости. В этом синтезе исследуются известные блокчейны первого уровня, подчеркиваются их уникальные свойства и вклад в экосистему.

Биткойн (BTC) : новаторская криптовалюта Биткойн почитается за свою безопасность и децентрализованный характер, работая на основе консенсусного механизма доказательства работы (PoW). Несмотря на надежную безопасность, архитектура Биткойна означает, что обработка транзакций может занять от 10 минут до часа, что свидетельствует о его позиции в качестве основополагающего уровня для передачи ценностей, но с проблемами масштабируемости.

Ethereum (ETH) : Ethereum произвел революцию в блокчейне благодаря своим возможностям смарт-контрактов, создав динамическую платформу, которая выходит за рамки простых транзакций с криптовалютой. Переходя от PoW к консенсусу с доказательством доли (PoS) посредством значительного обновления, известного как Merge, Ethereum стремится радикально сократить потребление энергии примерно на 99,95%, демонстрируя свою приверженность устойчивому развитию и одновременно повышая масштабируемость.

Algorand и Cardano : обе сети предлагают альтернативу платформе смарт-контрактов Ethereum. Algorand использует механизм чистого доказательства доли (PPoS) для обеспечения децентрализации и масштабируемости, в то время как Cardano , известный своей доступностью и эффективностью, реализует PoS для облегчения более 250 транзакций в секунду, что значительно превосходит предыдущую мощность Ethereum.

Polkadot (DOT) : Polkadot решает проблему совместимости, позволяя различным блокчейнам беспрепятственно взаимодействовать и передавать данные посредством консенсуса Nomination Proof of Stake (NPoS), подчеркивая общую модель безопасности.

Solana : Блокчейн третьего поколения, Solana, представляет доказательство истории (PoH) для достижения беспрецедентной скорости транзакций до 65 000 в секунду, стремясь решить проблемы масштабируемости, которые долгое время преследовали более ранние блокчейны.

Tezos (XTZ) : Tezos выделяется своим самоизменяющимся блокчейном, который может обновляться без необходимости форка — функция, которая значительно улучшает модель управления и безопасность. Используя механизм консенсуса «доказательство ставки» (PoS), Tezos фокусируется на формальной проверке смарт-контрактов, чтобы гарантировать их правильность и надежность, что делает его привлекательной платформой для приложений с высокими ставками в финансовом и других секторах.

Avalanche (AVAX) : Avalanche представляет новый механизм консенсуса, который позволяет быстро достичь консенсуса, обеспечивая высокую пропускную способность и низкую задержку в транзакциях. Он предназначен для поддержки огромного количества подсетей, создавая легко масштабируемую и настраиваемую сеть. Уникальная архитектура Avalanche позволяет ей функционировать как в качестве платформы для децентрализованных приложений, так и в качестве совместимой структуры для различных блокчейнов.

Cosmos (ATOM) : Cosmos позиционируется как «Интернет блокчейнов», целью которого является решение проблемы совместимости между блокчейнами. Благодаря протоколу межблокчейн-связи (IBC) Cosmos позволяет различным блокчейнам с легкостью передавать токены и другие данные друг другу, создавая более взаимосвязанную и масштабируемую экосистему блокчейнов.

Near Protocol (NEAR) : Near Protocol разработан, чтобы предложить удобную для разработчиков платформу с высокими скоростями и низкими затратами. Он использует технологию шардинга Nightshade для достижения масштабируемости без ущерба для безопасности. Акцент Near на удобстве использования распространяется как на разработчиков с его простыми и доступными возможностями смарт-контрактов, так и на пользователей благодаря простому управлению учетными записями и процессам транзакций.

Binance Smart Chain (BSC) : запущенная криптовалютной биржей Binance, BSC работает вместе с Binance Chain, предлагая высокопроизводительную сеть для смарт-контрактов и децентрализованных приложений. Он использует модель консенсуса, известную как доказательство владения (PoSA), которая сочетает в себе элементы PoS и делегированные полномочия для достижения баланса между скоростью, децентрализацией и безопасностью. BSC быстро завоевал популярность благодаря низким комиссиям за транзакции и высокой пропускной способности.

Zilliqa (ZIL) : Zilliqa — это новаторская блокчейн-платформа, которая представила технологию шардинга для решения проблем масштабируемости. Разделив сеть на более мелкие и более управляемые группы (шарды), Zilliqa может обрабатывать транзакции параллельно, значительно увеличивая свою пропускную способность. Архитектура Zilliqa позволяет достигать высоких скоростей транзакций без ущерба для безопасности или децентрализации.

Fantom (FTM) : Fantom — это высокопроизводительная, масштабируемая и безопасная платформа смарт-контрактов, разработанная для преодоления ограничений блокчейнов предыдущего поколения. Он использует специальный алгоритм консенсуса под названием Lachesis, который обеспечивает почти мгновенную завершенность транзакции. Это делает Fantom идеальной платформой для приложений децентрализованного финансирования (DeFi) и реального использования, где скорость и надежность имеют решающее значение.

Hedera Hashgraph (HBAR) : В отличие от традиционных блокчейнов, Hedera Hashgraph использует новый консенсусный подход, основанный на алгоритме хешграфа, который позволяет осуществлять быстрые, честные и безопасные транзакции с низким потреблением пропускной способности. Hedera стремится поддерживать широкий спектр приложений, от криптовалют до хранилищ файлов и смарт-контрактов, а ее модель управления обеспечивает стабильность и постоянные инновации.

Flow (FLOW) : Flow, разработанный командой CryptoKitties , представляет собой быстрый, децентрализованный и удобный для разработчиков блокчейн, предназначенный для нового поколения цифровых активов, игр и приложений. Уникальная многоцелевая архитектура Flow и модель ресурсо-ориентированного программирования обеспечивают высокий уровень масштабируемости и удобства использования, открывая путь к массовому внедрению блокчейна.

Terra (LUNA) : Terra — это протокол блокчейна, который поддерживает глобальные платежные системы со стабильными ценами посредством своих алгоритмических стейблкоинов . Сосредоточив внимание на стабильности и удобстве использования, Terra стремится стимулировать внедрение блокчейна среди основных пользователей. Его механизм консенсуса сочетает в себе безопасность PoS с экономической стабильностью, обеспечиваемой его стейблкоинами, поддерживая процветающую экосистему финансовых приложений.

Stellar (XLM) : Stellar фокусируется на содействии трансграничным транзакциям и обмену цифровыми активами, делая финансовые услуги более доступными и доступными. Его консенсусный протокол обеспечивает быстрые и эффективные расчеты, обслуживая широкий спектр финансовых приложений и услуг, направленных на объединение различных валютных систем по всему миру.

Algorand (ALGO) : механизм консенсуса Algorand с чистым доказательством доли (PPoS) обеспечивает полное участие, защиту и скорость в действительно децентрализованной сети. Он направлен на решение трилеммы блокчейна, обеспечивая масштабируемость, безопасность и децентрализацию, что делает его подходящим как для простых транзакций, так и для сложных смарт-контрактов.

EOSIO (EOS) : Разработанный с упором на масштабируемость и удобство для пользователя, EOSIO поддерживает тысячи транзакций в секунду с минимальными комиссиями. Он предлагает надежную платформу для децентрализованных приложений благодаря использованию консенсуса делегированного доказательства доли (DPoS), направленного на оптимизацию внедрения блокчейна для предприятий и частных лиц.

Tron (TRX) : Tron стремится децентрализовать Интернет посредством своего блокчейна с высокой пропускной способностью, масштабируемостью и высокой доступностью, поддерживая обширную экосистему dApps, особенно в секторе развлечений. Его механизм консенсуса делегированного доказательства доли (DPoS) облегчает быструю и эффективную обработку транзакций.

Polygon (MATIC) : Хотя Polygon в первую очередь известен как решение масштабирования уровня 2 для Ethereum, он также предоставляет основу для создания и подключения сетей блокчейнов, совместимых с Ethereum. Он объединяет лучшее из Ethereum и суверенных блокчейнов в полноценную многоцепочечную систему, повышающую масштабируемость и совместимость.

VeChain (VET) : VeChain специализируется на управлении цепочками поставок и бизнес-процессами на основе блокчейна, стремясь повысить прозрачность, отслеживаемость и эффективность. Он использует механизм консенсуса «доказательство авторитетности» (PoA), сочетая высокую производительность с экологичностью.

Ripple (XRP) : Ripple и связанная с ним криптовалюта XRP ориентированы на упрощение трансграничных платежных систем в реальном времени. Ripple стремится оптимизировать глобальные финансовые транзакции, делая их быстрее, надежнее и дешевле по сравнению с традиционными банковскими системами. Его консенсусный реестр, который не является блокчейном в традиционном смысле этого слова, использует уникальный процесс консенсуса между проверяющими серверами, обеспечивая пропускную способность и эффективность транзакций, которые выделяются в финансовом секторе. Сеть Ripple предназначена для обеспечения мгновенных расчетов, снижения комиссий за обмен и более эффективного использования оборотного капитала, что делает ее популярным выбором среди банков и финансовых учреждений для международных транзакций.

Celo (CELO) : Celo — это экосистема блокчейнов, ориентированная на повышение популярности криптовалют среди пользователей смартфонов. Используя номера телефонов в качестве открытых ключей, Celo стремится представить набор доступных и удобных для пользователя финансовых продуктов и услуг. Сеть поддерживает создание и использование стейблкоинов, таких как cUSD (доллар Celo) и cEUR (евро Celo), для облегчения стабильного обмена ценностями на своей платформе. Механизм консенсуса Celo «доказательство доли» (PoS) обеспечивает масштабируемость и безопасность, а его стремление снизить барьеры для доступа к финансам согласуется с его миссией по созданию более инклюзивной финансовой системы. Подход Celo к технологии блокчейн подчеркивает удобство использования и социальное воздействие, ориентируясь на реальные приложения, такие как денежные переводы и платежи, для расширения глобальных экономических возможностей.

Каждый блокчейн предлагает свой собственный подход к балансу децентрализации, безопасности и масштабируемости — от базовых платформ Биткойн и Эфириум до высокоскоростных сетей Соланы и Элронда. Вместе они образуют многогранный ландшафт, лежащий в основе децентрализованных приложений, формирующих будущее Интернета.

Обратите внимание, что Plisio также предлагает вам:

Создавайте крипто-счета в 2 клика and Принимать криптовалютные пожертвования

12 интеграции

6 библиотеки для самых популярных языков программирования

19 криптовалют и 12 блокчейн

Layer-1: Что это и как это работает в технологии блокчейн

Что такое слой 1?

Ключевые особенности блокчейна уровня 1

Каково основное ограничение уровня 1?

Примеры блокчейна уровня 1

Ready to Get Started?

Always know what you pay

Start your integration