Резюме
Популярността на криптовалутите и блокчейна нараства експоненциално, както и броят на потребителите и трансакциите. Макар че е лесно да се види колко революционен е блокчейнът, мащабируемостта – капацитетът на системата да расте, като същевременно поема нарастващото търсене – винаги е била предизвикателство. Публичните блокчейн мрежи, които са силно децентрализирани и сигурни, често се борят да постигнат висока пропускателна способност.
Това често се описва като трилема на блокчейн, което гласи, че е практически невъзможно една децентрализирана система едновременно да постигне еднакво високи нива на децентрализация, сигурност и мащабируемост. Реално погледнато, блокчейн мрежите могат да имат само два от три фактора.
За щастие обаче хиляди ентусиасти и експерти работят върху решения за мащабиране. Някои от тези решения са предназначени рязко да изменят архитектурата на основната блокчейн (слой 1), докато други са насочени към протоколи от слой 2, които работят върху основната мрежа.
Въведение
С голям брой налични блокчейни и криптовалути, може да не знаете дали използвате верига от слой 1 или слой 2. Има предимства при скриването на сложността на блокчейн, но си струва да разберете системата, в която инвестирате или използвате. С тази статия ще разберете разликите между блокчейните от слой 1 и слой 2 и различни решения за мащабируемост.
Какво представлява Блокчейн от Слой 1 срещу Слой 2?
Терминът Слой 1 се отнася до базовото ниво на блокчейн архитектурата. Това е основната структура на блокчейн мрежата. Биткойн, Ethereum и BNB Chain са примери за блокчейн от слой 1. Слой 2 се отнася до мрежи, изградени върху други блокчейни. Така че, ако Биткойн е слой 1, Lightning Network, която работи върху него, е пример за слой 2.
Подобренията в мащабируемостта на блокчейн мрежата могат да бъдат категоризирани в решения на слой 1 и слой 2. Решение от слой 1 ще промени директно правилата и механизмите на оригиналния блокчейн. Решението от слой 2 ще използва външна, паралелна мрежа, за да улесни трансакциите извън основната верига.
Защо мащабируемостта на блокчейн е важна?
Представете си, че се строи нова магистрала между голям град и бързо развиващото се предградие. Тъй като количеството трафик, преминаващ през магистралата, се увеличава и задръстванията все по-чести – особено в пиковите часове – средното време за достигане от А до Б може да се увеличи значително. Нищо чудно, като се има предвид, че пътната инфраструктура е с ограничен капацитет и търсенето непрекъснато расте.
Сега, какво могат да направят властите, за да помогнат на повече пътуващи по този маршрут да пътуват по-бързо? Едно решение би било да се подобри самата магистрала, като се добавят допълнителни ленти от всяка страна на пътя. Това обаче не винаги е практично, тъй като е скъпо решение, което би причинило значителни проблеми на тези, които вече използват магистралата. Друг вариант е да проявите креативност и да разгледате различни подходи, които не са свързани с извършване на промени в основната инфраструктура, като например изграждане на допълнителни обслужващи пътища или дори пускане на лека железопътна транзитна линия по магистралата.
В света на блокчейн технологията основната магистрала ще бъде слой 1 (основната мрежа), докато допълнителните обслужващи пътища ще бъдат решения от слой 2 (вторична мрежа за подобряване на общия капацитет).
Биткойн, Ethereum и Polkadot се считат за блокчейн от слой 1. Те са блокчейни от основния слой, които обработват и записват трансакции за съответните им екосистеми, включващи нативна криптовалута – обикновено се използва за плащане на такси и предоставяне на по-широка полезност. Polygon е един пример за решение за мащабиране на слой 2 за Ethereum. Мрежата Polygon редовно ангажира контролни точки към основната мрежа на Ethereum, за да я актуализира за нейното състояние.
Възможността за пропускателна способност е жизненоважен елемент на блокчейн. Това е мярка за скорост и ефективност, която показва колко трансакции могат да бъдат обработени и записани в рамките на определен период от време. Тъй като броят на потребителите се увеличава и броят на едновременните трансакции се увеличава, блокчейн от слой 1 може да стане бавен и скъп за използване. Това е особено вярно за блокчейните от слой 1, които използват механизъм за доказателство за работа, за разлика от доказателство за залог.
Текущи проблеми от слой 1
Биткойн и Ethereum са добри примери за мрежи от слой 1 с проблеми с мащабирането. И двете от тези мрежи поддържат мрежата защитена с разпределен консенсусен модел. Това означава, че всички трансакции се проверяват от множество възли, преди да бъдат валидирани. Всички така наречени възли за копаене се състезават за решаване на сложен изчислителен пъзел, а успешните копачи се възнаграждават в нативната криптовалута на мрежата.
С други думи, всички трансакции изискват независима верификация на няколко възела, преди да бъдат потвърдени. Това е ефективен начин за регистриране и записване на коректни, проверени данни в блокчейна, като същевременно намалява риска от атака от злонамерени участници. Въпреки това, след като имате мрежа, толкова популярна като Ethereum или Биткойн, търсенето на пропускателна способност става все по-нарастващ проблем. Във времена на претоварване на мрежата потребителите ще се сблъскат с по-бавно време за потвърждение и по-високи такси за трансакции.
Как работят решенията за мащабиране от слой 1?
Има няколко опции, налични за блокчейните от слой 1, които могат да увеличат пропускателната способност и общия капацитет на мрежата. В случая на блокчейните, използващи Доказателство за работа, преходът към Доказателство за залог може да бъде опция за увеличаване на трансакциите в секунда (TPS), като същевременно се намаляват таксите за обработка. Все пак в крипто общността има смесени възгледи относно ползите и дългосрочните последици от Доказателството за залог.
Решенията за мащабиране в мрежи от слой 1 обикновено се въвеждат от екипа по разработка на проекта. В зависимост от решението, общността ще трябва да направи твърдо или меко разклонение на мрежата. Някои малки промени са обратно съвместими, като SegWit актуализацията на Биткойн.
По-големите промени, като увеличаване на размера на блока на Биткойн до 8MB, изискват твърдо разклонение. Това създава две версии на блокчейна, една с актуализацията и една без. Друга възможност за увеличаване на пропускателната способност на мрежата е фрагментирането. Това разделя операциите на блокчейн на множество по-малки секции, които могат да обработват данни едновременно, а не последователно.
Как работят решенията за мащабиране от слой 2?
Както беше обсъдено, решенията от слой 2 разчитат на вторични мрежи, които работят паралелно или независимо от основната верига.
Rollup-и
Rollup-ите с нулево знание (най-често срещаният вид) обединяват трансакции от слой 2 извън веригата и ги изпращат като една трансакция в главната верига. Тези системи използват доказателства за валидност за проверка на целостта на трансакциите. Активите се държат в оригиналната верига със свързващ интелигентен договор и интелигентният договор потвърждава, че rollup-ът функционира по предназначение. Това осигурява сигурността на оригиналната мрежа с предимствата на по-малко ресурсоемкия rollup.
Странични вериги
Страничните вериги са независими блокчейн мрежи със собствени набори от валидатори. Това означава, че свързващият интелигентен договор в основната верига не проверява валидността на мрежата от страничната верига. Следователно, трябва да се доверите, че страничната верига работи правилно, тъй като е в състояние да контролира активите в оригиналната верига.
Канали на състоянието
Каналът на състоянието е двупосочна комуникационна среда между страните по сделката. Страните запечатват част от основния блокчейн и я свързват с канал за трансакции извън веригата. Това обикновено се прави чрез предварително договорен интелигентен договор или мултиподпис. След това страните изпълняват трансакция или партида от трансакции извън веригата, без незабавно да подават данни за трансакциите към основния разпределен регистър (т.е. главната верига). След като всички трансакции в комплекта са завършени, крайното „състояние“ на канала се излъчва към блокчейна за валидиране. Този механизъм позволява да се подобри скоростта на трансакциите и да се увеличи общият капацитет на мрежата. Решения като Lightning Network на Bitcoin и Raiden на Ethereum работят въз основа на каналите на състоянието.
Вложени блокчейни
Това решение разчита на набор от вторични вериги, които се намират върху главния, „родителски“ блокчейн. Вложените блокчейни работят според правилата и параметрите, зададени от родителската верига. Основната верига не участва в изпълнението на трансакции и нейната роля е ограничена до разрешаване на спорове, когато е необходимо. Ежедневната работа се делегира на „детски“ вериги, които връщат обработените трансакции в главната верига при завършване извън основната верига. Проектът Plasma на OmiseGO е екземпляр на вложено блокчейн решение от слой 2.
Ограничения на решенията за мащабиране на слой 1 и слой 2
Решенията както от слой 1, така и от слой 2 имат уникални предимства и недостатъци. Работата със слой 1 може да осигури най-ефективното решение за мащабни подобрения на протокола. Това обаче също означава, че валидаторите трябва да бъдат убедени да приемат промени чрез твърдо разклонение.
Един възможен пример, когато валидаторите може да не искат да направят това, е промяната от Доказателство за работа на Доказателство за залог. Копачите ще загубят доходи от това преминаване към по-ефективна система, което ще ги демотивира от подобряване на мащабируемостта.
Слой 2 предоставя много по-бърз начин за подобряване на мащабируемостта. Въпреки това, в зависимост от използвания метод, можете да загубите голяма част от сигурността на оригиналния блокчейн. Потребителите се доверяват на мрежи като Ethereum и Биткойн заради тяхната устойчивост и опит в сигурността. Като премахвате аспекти от слой 1, често трябва да разчитате на екипа и мрежата на слой 2 относно ефективността и сигурността.
Какво следва след Слой 1 и Слой 2?
Един ключов въпрос е дали изобщо ще се нуждаем от решения от слой 2, тъй като слой 1 става по-мащабируем. Съществуващите блокчейни виждат подобрения, а новите мрежи вече са създадени с добра мащабируемост. Въпреки това ще отнеме много време на основните системи да подобрят своята мащабируемост и това не е гарантирано. Най-вероятният вариант е слой 1 да се съсредоточи върху сигурността и да позволи на мрежите от слой 2 да приспособят услугите си към конкретни случаи на употреба.
В близко бъдеще има голям шанс големите вериги като Ethereum все още да доминират поради голямата си общност от потребители и разработчици. Въпреки това, неговият голям, децентрализиран набор от валидатори и надеждна репутация създава солидна база за целеви решения от слой 2.
Заключителни мисли
Откакто стартира криптото, търсенето на подобрена мащабируемост създаде двустранен подход с подобрения на слой 1 и решения на слой 2. Ако имате разнообразно крипто портфолио, има голям шанс вече да сте изложени както на мрежи от слой 1, така и от слой 2. Сега разбирате разликите между двете, както и различните подходи за мащабиране, които предлагат.