Layer-1: Що це таке і як це працює в технології блокчейн

Блокчейни рівня 1, такі як Bitcoin, BNB Chain або Ethereum, служать основоположними мережами, що підтримують всю екосистему блокчейнів. Ці базові мережі разом із їхньою основною інфраструктурою розроблені для незалежної перевірки та завершення транзакцій без підтримки з боку зовнішніх мереж. Однак підвищення масштабованості цих мереж рівня 1 представляє значні проблеми, прикладом чого є труднощі, з якими стикаються біткойни.

У відповідь на ці проблеми з масштабованістю розробники запровадили протоколи рівня 2. Ці протоколи побудовані на основі мережі рівня 1, використовуючи її механізми безпеки та консенсусу для роботи. Яскравим прикладом такого рішення Layer-2 є Lightning Network Bitcoin , яка дозволяє користувачам проводити транзакції поза ланцюгом, перш ніж остаточно об’єднати їх у основний блокчейн.

Технологія блокчейн трансформувала, представивши нову парадигму безпечного та децентралізованого зберігання даних. Це сприяло появі ненадійних однорангових транзакцій, які кидають виклик встановленим нормам фінансових систем і систем управління. Технологія підтримується розподіленою книгою, яка підтримується мережею вузлів (комп’ютерів), кожен з яких відповідає за перевірку та запис нових транзакцій. Ця багаторівнева архітектура технології блокчейн розширює її функціональність, причому кожен рівень додає додаткові функції та можливості. В основі цієї архітектури лежить Layer-1, фундаментальний рівень, який встановлює основні правила та протоколи, що керують блокчейном, тим самим закладаючи основу для інноваційного потенціалу технології.

Що таке Рівень 1?

Мережі рівня 1 — це фундаментальні блокчейни, які служать основою ширшої екосистеми блокчейнів, включаючи такі відомі платформи, як Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH), BNB Smart Chain (BNB) і Solana . Ці мережі мають вирішальне значення, оскільки вони обробляють і завершують транзакції в межах власної інфраструктури, використовуючи власні токени для полегшення комісії за транзакції. Їх називають «рівнем 1», тому що вони формують основну структуру у відповідних екосистемах, відрізняючи їх від додаткових рішень, таких як протоколи поза мережами та протоколи рівня 2, призначені для розширення можливостей основних ланцюгів.

Блокчейни рівня 1, такі як Bitcoin і Ethereum, не тільки забезпечують необхідну інфраструктуру для обробки транзакцій, але й створюють безпечне середовище для розробки вторинних мереж і додатків блокчейнів. Цей фундаментальний рівень розглядає трилему блокчейну , концепцію, представлену співзасновником Ethereum Віталіком Бутеріним , збалансовуючи безпеку, масштабованість і децентралізацію за допомогою унікальних консенсусних механізмів, таких як proof-of-work (PoW) і proof-of-stake (PoS) . Однак через проблеми масштабованості, властиві цим основним мережам, з’явилися рішення рівня 2, такі як Optimism on Ethereum. Ці протоколи рівня 2 використовують безпеку та доступність даних базових мереж рівня 1, щоб запропонувати розширену функціональність без шкоди для децентралізації чи безпеки.

За своєю суттю блокчейни рівня 1 діють як незмінна публічна книга, записуючи транзакції через асиметричні пари ключів, пов’язані з криптовалютними гаманцями користувачів. Ця обробка транзакцій регулюється окремим механізмом консенсусу кожної платформи, який перевіряє та завершує угоди чи продажі. Незважаючи на надійну безпеку та інфраструктуру, яку забезпечують блокчейни рівня 1, проблеми з масштабованістю спонукали до розробки протоколів рівня 2. Ці протоколи, побудовані на основі рівня 1, мають на меті розширити функціональність основної мережі, пропонуючи рішення для проблем масштабованості, покладаючись на мережу рівня 1 для фундаментальної безпеки та консенсусу.

Таким чином, блокчейни рівня 1 є наріжним каменем мережі блокчейнів, пропонуючи безпечну та децентралізовану платформу для обробки транзакцій і слугуючи основою для подальших інновацій у просторі блокчейнів. Їхня роль є ключовою у підтримці розподіленої книги та захисті мережі, а рішення рівня 2 будуються на цій основі для покращення масштабованості та функціональності.

Основні характеристики блокчейну рівня 1

Більшість відомих блокчейнів, у тому числі Bitcoin, Ethereum, Avalanche і Cardano, класифікуються як ланцюги рівня 1 (L1) через специфічні спільні характеристики. Ці ланцюжки є фундаментальними для створення структури та правил, які визначають екосистему блокчейну.

Виробництво блоків : блоки, фундаментальні одиниці блокчейну, створюють майнери або валідатори. Ці блоки є структурами даних, які пов’язуються з попередніми блоками та включають деталі численних нових транзакцій, утворюючи публічну книгу, відому як блокчейн. Ця система гарантує, що кожна транзакція реєструється та піддається перевірці.

Остаточність транзакції : ключовою особливістю блокчейнів L1 є остаточність транзакції, яка гарантує, що після запису транзакції її неможливо змінити або скасувати. Ця остаточність відбувається виключно в ланцюжку L1, гарантуючи постійну реєстрацію транзакцій у стані, який неможливо відкликати, хоча час, необхідний для досягнення остаточності, може відрізнятися в різних блокчейнах.

Власні активи : блокчейни L1 використовують рідні криптовалюти, такі як BTC, ETH, ADA та DOGE, для полегшення комісії за транзакції та винагороди учасників мережі. Ці монети необхідні для роботи ланцюга L1. Навпаки, такі токени , як UNI, DAI, LINK і SAND, живлять децентралізовані програми та мережі, побудовані на блокчейні L1.

Безпека та механізм консенсусу : безпека має першорядне значення в блокчейнах L1, що визначається механізмом консенсусу , таким як «Доказ роботи» (PoW), «Доказ частки» (PoS) або «Делегований доказ частки» (DPoS), а також правилами, що регулюють взаємодію валідатора. . Ці механізми забезпечують згоду між учасниками мережі та підтримують безпеку мережі, що робить блокчейни L1 найвищим авторитетом у безпеці екосистеми.

Рішення для масштабованості : незважаючи на їх основоположну роль, блокчейни L1 стикаються з проблемами масштабованості. Щоб усунути ці проблеми, було впроваджено різні стратегії, такі як шардинг, сайдчейни та канали стану, щоб збільшити пропускну здатність транзакцій без шкоди для ефективності.
Смарт-контракти : багато блокчейнів рівня L1 також підтримують смарт-контракти — контракти, що виконуються самостійно, з умовами угоди, вбудованими в код. Ці контракти автоматизують і забезпечують виконання угод, зменшуючи залежність від посередників і підвищуючи прозорість.

Підсумовуючи, блокчейни L1 є основою екосистеми блокчейнів, забезпечуючи необхідну інфраструктуру для обробки транзакцій, безпеки та децентралізованих програм. Вони є основним рівнем, який підтримує широкий спектр функціональних можливостей, від остаточності транзакцій і власних активів до смарт-контрактів і рішень для масштабування, закладаючи основу для безпечного та ефективного децентралізованого майбутнього.

Що є основним обмеженням рівня 1?

Блокчейни рівня 1 (L1) створені для надання основних функцій, властивих технології блокчейну, з головною метою досягнення оптимального балансу між децентралізацією, безпекою та масштабованістю. Цей виклик, відомий як трилема блокчейну , підкреслює складність максимізації всіх трьох аспектів одночасно.

Історично піонерські мережі L1, такі як Bitcoin і Ethereum, зосереджувалися на забезпеченні децентралізації та надійної безпеки, часто за рахунок масштабованості. Це обмеження стає більш вираженим із зростанням поширення мережі, що призводить до перевантажень і сповільнення часу транзакцій. У відповідь розробники дослідили різні стратегії для підвищення масштабованості без суттєвої шкоди для децентралізації чи безпеки.

Один із підходів передбачає збільшення розміру блоку , що дозволяє включати більше транзакцій у кожен блок, тим самим покращуючи пропускну здатність мережі. Однак це рішення вимагає від вузлів оновити своє обладнання для керування більшими блоками, що потенційно може призвести до централізації, оскільки лише ті, хто має достатні ресурси, можуть дозволити собі брати участь.

Ще одна стратегія полягає в застосуванні альтернативних механізмів консенсусу , таких як Proof of Stake (PoS), які можуть запропонувати вищу швидкість транзакцій і зменшене споживання ресурсів порівняно з традиційною моделлю Proof of Work (PoW). Проте критики стверджують, що PoS може призвести до зниження безпеки та збільшення ризиків централізації, оскільки контроль може бути зосереджений серед меншої групи зацікавлених сторін.

Шардинг представляє третє рішення, коли блокчейн розділяє свої дані на кілька менших керованих сегментів або шардів, щоб сприяти швидшій обробці та зменшити перевантаження мережі. Хоча шардинг може значно підвищити масштабованість, він ускладнює керування зв’язком між сегментами, що потенційно може послабити загальну безпеку блокчейну.

Таким чином, блокчейни L1 є базовими платформами, які прагнуть узгодити вимоги децентралізації, безпеки та масштабованості. Завдяки таким інноваціям, як збільшення розмірів блоків, альтернативні механізми консенсусу та шардинг, розробники постійно експериментують і вдосконалюють архітектури блокчейнів, щоб краще обслуговувати зростаючі бази користувачів, зберігаючи при цьому цілісність і надійність, які є характерними рисами технології блокчейнів.

Приклади блокчейну рівня 1

Блокчейни рівня 1 утворюють основу децентралізованої мережі, пропонуючи різноманітні рішення для трилеми блокчейну щодо досягнення децентралізації, безпеки та масштабованості. Цей синтез досліджує видатні блокчейни рівня 1, підкреслюючи їхні унікальні атрибути та внесок в екосистему.

Біткоїн (BTC) : піонерська криптовалюта, біткойн, шанується за свою безпеку та децентралізований характер, що працює на основі механізму консенсусу «підтвердження роботи» (PoW). Незважаючи на надійну безпеку, архітектура біткойна означає, що обробка транзакцій може тривати від 10 хвилин до години, що свідчить про його позицію як базового рівня для передачі вартості, але з проблемами масштабованості.

Ethereum (ETH) : Ethereum зробив революцію в блокчейні завдяки можливості укладати розумні контракти, створивши динамічну платформу, яка виходить за рамки простих транзакцій у криптовалюті. Переходячи від PoW до консенсусу proof-of-stake (PoS) за допомогою значного оновлення, відомого як Merge, Ethereum прагне різко скоротити споживання енергії приблизно на 99,95%, демонструючи свою прихильність до сталого розвитку з одночасним підвищенням масштабованості.

Algorand і Cardano : обидві мережі пропонують альтернативу платформі смарт-контрактів Ethereum. Algorand використовує чистий механізм proof-of-stake (PPoS) для забезпечення децентралізації та масштабованості, тоді як Cardano , відомий своєю доступністю та ефективністю, реалізує PoS для забезпечення понад 250 транзакцій на секунду, значно перевищуючи попередню потужність Ethereum.

Polkadot (DOT) : Polkadot вирішує проблему сумісності, дозволяючи різним блокчейнам безперебійно спілкуватися та передавати дані через консенсус Nominated Proof of Stake (NPoS), наголошуючи на спільній моделі безпеки.

Solana : блокчейн третього покоління, Solana, представляє proof of History (PoH) для досягнення безпрецедентної швидкості транзакцій до 65 000 за секунду, щоб вирішити проблеми масштабованості, які давно мучать попередні блокчейни.

Tezos (XTZ) : Tezos виділяється своїм самозмінним блокчейном, який може самостійно оновлюватися без необхідності розгалуження, що значно покращує його модель управління та безпеку. Використовуючи механізм консенсусу proof-of-stake (PoS), Tezos зосереджується на формальній перевірці смарт-контрактів, щоб забезпечити їх правильність і надійність, що робить його привабливою платформою для додатків із високими ставками у фінансовому та інших секторах.

Avalanche (AVAX) : Avalanche представляє новий механізм консенсусу, який швидко досягає консенсусу, забезпечуючи високу пропускну здатність і низьку затримку в транзакціях. Він розроблений для підтримки величезної кількості підмереж, створюючи високомасштабовану та настроювану мережу. Унікальна архітектура Avalanche дозволяє йому функціонувати і як платформа для децентралізованих додатків, і як сумісна структура для різних блокчейнів.

Cosmos (ATOM) : Cosmos називають «Інтернетом блокчейнів», метою якого є вирішення проблеми сумісності між блокчейнами. Завдяки своєму протоколу Inter-Blockchain Communication (IBC) Cosmos дозволяє різним блокчейнам легко передавати один одному токени та інші дані, створюючи більш взаємопов’язану та масштабовану екосистему блокчейну.

Near Protocol (NEAR) : Near Protocol розроблено, щоб запропонувати зручну для розробників платформу з високою швидкістю та низькою ціною. Він використовує технологію шардингу під назвою Nightshade для досягнення масштабованості без шкоди для безпеки. Основна увага Near на зручності використання поширюється як на розробників із його простими та доступними можливостями смарт-контрактів, так і на користувачів завдяки простому управлінню обліковими записами та процесам транзакцій.

Binance Smart Chain (BSC) : запущена біржею криптовалют Binance, BSC працює разом із Binance Chain, щоб пропонувати високопродуктивну мережу для смарт-контрактів і децентралізованих програм. Він використовує консенсусну модель, відому як proof-of-staked-authority (PoSA), яка поєднує елементи PoS і делегованих повноважень для досягнення балансу між швидкістю, децентралізацією та безпекою. BSC швидко набув популярності завдяки низьким комісіям за транзакції та високій пропускній здатності.

Zilliqa (ZIL) : Zilliqa — новаторська блокчейн-платформа, яка представила технологію шардингу для вирішення проблем масштабованості. Розділивши мережу на менші, більш керовані групи (шарди), Zilliqa може обробляти транзакції паралельно, значно збільшуючи пропускну здатність. Архітектура Zilliqa дозволяє досягати високої швидкості транзакцій без шкоди для безпеки чи децентралізації.

Fantom (FTM) : Fantom — це високопродуктивна, масштабована та безпечна платформа смарт-контрактів, розроблена для подолання обмежень блокчейнів попереднього покоління. Він використовує спеціальний алгоритм консенсусу під назвою Lachesis, який забезпечує майже миттєве завершення транзакції. Це робить Fantom ідеальною платформою для програм децентралізованого фінансування (DeFi) і використання в реальному світі, де швидкість і надійність є вирішальними.

Hedera Hashgraph (HBAR) : на відміну від традиційних блокчейнів, Hedera Hashgraph використовує новий консенсусний підхід, заснований на алгоритмі хеш-графа, який дозволяє здійснювати швидкі, справедливі та безпечні транзакції з низьким споживанням пропускної здатності. Hedera прагне підтримувати широкий спектр додатків, від криптовалют до сховищ файлів і смарт-контрактів, а її модель управління забезпечує стабільність і постійні інновації.

Flow (FLOW) : Розроблений командою, що стоїть за CryptoKitties , Flow — це швидкий, децентралізований і зручний для розробників блокчейн, створений для нового покоління цифрових активів, ігор і програм. Унікальна багатофункціональна архітектура Flow і орієнтована на ресурси модель програмування забезпечують високий рівень масштабованості та зручності використання, прокладаючи шлях для широкого впровадження блокчейну.

Terra (LUNA) : Terra — це протокол блокчейну, який підтримує глобальні платіжні системи зі стабільною ціною через свої алгоритмічні стейблкойни . Зосереджуючись на стабільності та зручності використання, Terra прагне сприяти прийняттю блокчейну серед звичайних користувачів. Його механізм консенсусу поєднує безпеку PoS з економічною стабільністю, яку забезпечують стейблкойни, підтримуючи процвітаючу екосистему фінансових додатків.

Stellar (XLM) : Stellar зосереджується на сприянні транскордонним транзакціям і обміну цифровими активами, роблячи фінансові послуги більш доступними та доступними. Його консенсус-протокол дозволяє здійснювати швидкі та ефективні розрахунки, обслуговуючи широкий спектр фінансових програм і послуг, спрямованих на підключення різних валютних систем у всьому світі.

Algorand (ALGO) : Консенсусний механізм чистого підтвердження частки (PPoS) Algorand пропонує повну участь, захист і швидкість у справді децентралізованій мережі. Він спрямований на вирішення трилеми блокчейну, забезпечуючи масштабованість, безпеку та децентралізацію, що робить його придатним як для простих транзакцій, так і для складних смарт-контрактів.

EOSIO (EOS) : розроблений з акцентом на масштабованість і зручність для користувача, EOSIO підтримує тисячі транзакцій за секунду з мінімальними комісіями. Він пропонує надійну платформу для децентралізованих додатків завдяки використанню консенсусу делегованого підтвердження частки (DPoS), спрямованого на спрощення впровадження блокчейну для компаній і окремих осіб.

Tron (TRX) : Tron прагне децентралізувати Інтернет за допомогою блокчейну з високою пропускною здатністю, високою масштабованістю та високою доступністю, що підтримує величезну екосистему dApps, зокрема в секторі розваг. Його механізм консенсусу делегованого підтвердження частки (DPoS) сприяє швидкій та ефективній обробці транзакцій.

Polygon (MATIC) : відомий переважно як рішення для масштабування рівня 2 для Ethereum, Polygon також забезпечує структуру для побудови та підключення сумісних з Ethereum блокчейн-мереж. Він поєднує найкраще з Ethereum і суверенних блокчейнів у повноцінну систему з кількома ланцюжками, підвищуючи масштабованість і взаємодію.

VeChain (VET) : VeChain спеціалізується на управлінні ланцюгом поставок і бізнес-процесах на основі блокчейну з метою підвищення прозорості, відстеження та ефективності. Він використовує механізм консенсусу підтвердження повноважень (PoA), який поєднує високу продуктивність із екологічністю.

Ripple (XRP) : Ripple і пов’язана з ним криптовалюта XRP зосереджуються на створенні транскордонних платіжних систем у реальному часі. Ripple прагне оптимізувати глобальні фінансові транзакції, зробивши їх швидшими, надійнішими та менш витратними порівняно з традиційними банківськими системами. Його консенсусна книга, яка не є блокчейном у традиційному розумінні, використовує унікальний процес консенсусу серед серверів перевірки, пропонуючи пропускну здатність і ефективність транзакцій, які виділяються у фінансовому секторі. Мережа Ripple розроблена для забезпечення миттєвих розрахунків, нижчих комісій за обмін і більш ефективного використання оборотного капіталу, що робить її популярним вибором серед банків і фінансових установ для міжнародних транзакцій.

Celo (CELO) : Celo — це екосистема блокчейну, яка зосереджена на зростанні поширення криптовалют серед користувачів смартфонів. Використовуючи телефонні номери як відкритий ключ, Celo прагне представити набір доступних і зручних для користувача фінансових продуктів і послуг. Мережа підтримує створення та використання стейблкойнів, таких як cUSD (Celo Dollar) і cEUR (Celo Euro), щоб полегшити стабільний обмін цінностями на своїй платформі. Консенсусний механізм підтвердження частки (PoS) Celo забезпечує масштабованість і безпеку, а його прагнення зменшити перешкоди для фінансового доступу узгоджується з його місією побудувати більш інклюзивну фінансову систему. Підхід Celo до технології блокчейн наголошує на зручності використання та соціальному впливі, орієнтуючись на такі реальні додатки, як грошові перекази та платежі, щоб стимулювати розвиток глобальної економіки.

Кожен блокчейн пропонує власний підхід до балансу між децентралізацією, безпекою та масштабованістю, від базових платформ Bitcoin та Ethereum до високошвидкісних мереж Solana та Elrond. Разом вони утворюють багатогранний ландшафт, який лежить в основі децентралізованих програм, які формують майбутнє Інтернету.

Зверніть увагу, що Plisio також пропонує вам:

Створіть крипторахунки-фактури в 2 кліки and Приймайте криптовалютні пожертви

12 інтеграції

6 бібліотеки для найпопулярніших мов програмування

19 криптовалют і 12 блокчейн

Layer-1: Що це таке і як це працює в технології блокчейн

Що таке Рівень 1?

Основні характеристики блокчейну рівня 1

Що є основним обмеженням рівня 1?

Приклади блокчейну рівня 1

Ready to Get Started?

Always know what you pay

Start your integration