Резюме
Слой 1 се отнася до базова мрежа, като Bitcoin, BNB Chain или Ethereum, и нейната основна инфраструктура. Блокчейните от слой 1 могат да валидират и финализират трансакции без нужда от друга мрежа. Правенето на подобрения в мащабируемостта на мрежите от слой 1 е трудно, както видяхме при Bitcoin. Като решение разработчиците създават протоколи от слой 2, които разчитат на мрежата от слой 1 за сигурност и консенсус. Lightning Network на Bitcoin е един пример за протокол от слой 2. Той позволява на потребителите да правят трансакции свободно, преди да ги запишат в основната верига.
Въведение
Слой 1 и слой 2 са термини, които ни помагат да разберем архитектурата на различните блокчейни, проекти и инструменти за разработка. Ако някога сте се чудили за връзката между Polygon и Ethereum или Polkadot и неговите парачейни, научаването за различните слоеве на блокчейн ще ви помогне.
Какво е слой 1?
Мрежа от слой 1 е друго име за базов блокчейн. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) и Solana са протоколи от слой 1. Ние ги наричаме слой 1, защото това са основните мрежи в тяхната екосистема. За разлика от слой 1, имаме off-chain-и и други решения от слой 2, които са изградени върху главните вериги.
С други думи, протоколът е слой 1, когато обработва и финализира трансакции в своя собствен блокчейн. Те също имат свой собствен токен, използван за плащане на такси за трансакции.
Мащаб на слой 1
Често срещан проблем с мрежите от слой 1 е тяхната неспособност за мащабиране. Биткойн и други големи блокчейни се борят да обработват трансакции във времена на повишено търсене. Биткойн използва консенсусния механизъм за Доказателство за работа (PoW), който изисква много изчислителни ресурси.
Докато PoW гарантира децентрализация и сигурност, мрежите на PoW също са склонни да се забавят, когато обемът на трансакциите е твърде голям. Това увеличава времето за потвърждение на трансакцията и оскъпява таксите.
Разработчиците на блокчейни работят върху решения за мащабируемост от много години, но все още се водят много дискусии относно най-добрите алтернативи. За мащабиране от слой 1 някои опции включват:
1. Увеличаване на размера на блока, което позволява да се обработват повече трансакции във всеки блок.
2. Промяна на използвания консенсусен механизъм, като например с предстоящата актуализация на Ethereum 2.0.
3. Внедряване на фрагментиране. Форма на разделяне на база данни.
Подобренията от слой 1 изискват внедряване на значителна работа. В много случаи не всички потребители на мрежата ще се съгласят с промяната. Това може да доведе до разделяне на общността или дори твърди разклонения, както се случи с Биткойн и Bitcoin Cash през 2017 г.
SegWit
Един пример за решение за мащабиране от слой 1 е SegWit (сегрегиран свидетел) на Биткойн. Това увеличи производителността на Биткойн чрез промяна на начина, по който са организирани блоковите данни (дигиталните подписи вече не са част от въвеждането на трансакцията). Промяната освободи повече място за трансакции на блок, без да засяга сигурността на мрежата. SegWit беше реализиран чрез обратно съвместимо меко разклонение. Това означава, че дори Биткойн възлите, които все още не са актуализирани, за да включват SegWit, все още могат да обработват трансакции.
Какво е фрагментиране на слой 1?
Фрагментирането е популярно решение за мащабиране от слой 1, използвано за увеличаване на производителността на трансакциите. Техниката е форма на разделяне на база данни, която може да се приложи към книгите, разпределени в блокчейн. Мрежата и нейните възли са разделени на различни фрагменти, за да разпределят натоварването и да подобрят скоростта на трансакциите. Всеки фрагмент управлява подмножество от дейността на цялата мрежа, което означава, че има свои собствени трансакции, възли и отделни блокове.
С фрагментирането няма нужда всеки възел да поддържа пълно копие на целия блокчейн. Вместо това всеки възел докладва извършената работа на главната верига, за да сподели състоянието на своите локални данни, включително баланса на адресите и други ключови показатели.
Слой 1 спрямо Слой 2
Когато става въпрос за подобрения, не всичко е разрешимо на слой 1. Поради технологични ограничения някои промени са трудни или почти невъзможни за извършване в основната блокчейн мрежа. Ethereum, например, надгражда до Доказателство за залог (PoS), но този процес отне години, за да се развие.
Някои случаи на употреба просто не могат да работят със слой 1 поради проблеми с мащабируемостта. Една блокчейн игра не може реалистично да използва Биткойн мрежата поради продължителното време на трансакциите. Въпреки това, играта може все пак да иска да използва сигурността и децентрализацията на слой 1. Най-добрият вариант е да се гради върху мрежата с решение от слой 2.
Lightning Network
Решенията от слой 2 се основават на слой 1 и разчитат на него, за да финализират своите трансакции. Един известен пример е Lightning Network. Обработката на трансакции при натоварен трафик на Биткойн мрежата може да отнеме часове. Lightning Network позволява на потребителите да извършват бързи плащания със своите биткойни извън основната верига, а крайният баланс се докладва обратно на основната верига по-късно. Това по същество обединява трансакциите на всички в един окончателен запис, спестявайки време и ресурси.
Примери за блокчейн от слой 1
Сега, когато знаем какво е слой 1, нека разгледаме някои примери. Има огромно разнообразие от блокчейни от слой 1 и много от тях поддържат уникални случаи на употреба. Не всичко е Биткойн и Ethereum и всяка мрежа има различни решения за трилемата на блокчейн технологията за децентрализация, сигурност и мащабируемост.
Elrond
Elrond е мрежа от слой 1, основана през 2018 г., която използва фрагментиране, за да подобри своята производителност и мащабируемост. Блокчейнът на Elrond може да обработва над 100 000 трансакции за секунда (TPS). Двете му уникални основни характеристики са неговият протокол за консенсус за Сигурно доказателство за залог (SPoS) и адаптивно фрагментиране на състоянието.
Адаптивното фрагментиране на състоянието става чрез разделяне и сливане на фрагменти, когато мрежата губи или печели потребители. Цялата архитектура на мрежата е фрагментирана, включително нейното състояние и трансакции. Валидаторите също се движат между фрагменти, намалявайки вероятността от злонамерено поглъщане на фрагмент.
EGLD, собственият токен на Elrond, се използва за такси за трансакции, внедряване на DApp-ове и награждаване на потребители, които участват в механизма за валидиране на мрежата. Освен това мрежата на Elrond е сертифицирана като въглеродно отрицателна, тъй като компенсира повече CO2, отколкото е произвел нейният PoS механизъм.
Harmony
Harmony е ефективно доказателство за залог (EPoS), мрежа от слой 1 с поддръжка за фрагментиране. Основната мрежа на блокчейн има четири фрагмента, всеки от които паралелно създава и проверява нови блокове. Един фрагмент може да направи това със собствена скорост, което означава, че всички те могат да имат различни височини на блокчейна.
Понастоящем Harmony използва стратегия за „финансиране с кръстосан блокчейн“, за да привлече разработчици и потребители. Мостове без доверие към Ethereum (ETH) и Биткойн играят ключова роля, позволявайки на потребителите да обменят своите токени без обичайните рискове за депозиране, наблюдавани при мостовете. Основната визия на Harmony за мащабиране на Web3 разчита на децентрализирани автономни организации (DAO) и доказателства за нулеви знания.
Бъдещето на DeFi (децентрализирани финанси) изглежда е насочено към multi-chain и cross-chain възможности, което прави мостовите услуги на Harmony привлекателни за потребителите. NFT инфраструктурата, инструментите за DAO и мостовете между протоколите са основните области на фокус.
Нейният собствен токен ONE се използва за плащане на такси за мрежови трансакции. Той може също да бъде стейкнат за участие в механизма за консенсус и управление на Harmony. Това осигурява успешните валидатори с блок награди и такси за трансакции.
Celo
Celo е мрежа от слой 1, разклонена от Go Ethereum (Geth) през 2017 г. Тя обаче направи някои значителни промени, включително внедряване на PoS и уникална адресна система. Екосистемата Celo Web3 включва DeFi, NFT-та и решения за плащане, с повече от 100 милиона потвърдени трансакции. В Celo всеки може да използва телефонен номер или имейл адрес като публичен ключ. Блокчейнът се управлява лесно със стандартни компютри и не изисква специален хардуер.
Основният токен на Celo е CELO, стандартен помощен токен за трансакции, сигурност и награди. Мрежата Celo също има cUSD, cEUR и cREAL като стейбълкойни. Те се генерират от потребители и техните връзки се поддържат от механизъм, подобен на DAI на MakerDAO. Също така трансакциите, направени със стейбълкойни Celo, могат да бъдат плащани с всеки друг актив на Celo.
Адресната система и стейбълкойнът на CELO целят да направят криптовалутите по-достъпни и да подобрят приемането. Волатилността на криптовалутния пазар и трудностите за новодошлите могат да бъдат обезкуражаващи за мнозина.
THORchain
THORChain е децентрализирана борса (DEX) без разрешение на кръстосан блокчейн. Това е мрежа от слой 1, изградена с помощта на Cosmos SDK. Тя също използва механизма за консенсус на Tendermint за валидиране на трансакции. Основната цел на THORChain е да позволи ликвидност на децентрализиран кръстосан блокчейн без необходимост от фиксиране или опаковане на активи. За multi-chain инвеститори, фиксирането и опаковането добавят допълнителен риск към процеса.
Всъщност THORChain действа като мениджър на трезор, който наблюдава депозити и тегления. Това помага за създаването на децентрализирана ликвидност и премахва централизираните посредници. RUNE е собственият токен на THORChain, използван за плащане на такси за трансакции, а също и за управление, сигурност и валидиране.
Моделът Автоматизиран маркет мейкър (AMM) на THORChain използва RUNE, действащ като базова двойка, което означава, че можете да размените RUNE с всеки друг поддържан актив. В известен смисъл проектът работи като кръстосан блокчейн Uniswap, като RUNE е актив за сетълмент и сигурност за ликвидни пулове.
Kava
Kava е блокчейн от слой 1, който съчетава скоростта и оперативната съвместимост на Cosmos с поддръжката на разработчиците на Ethereum. Използвайки архитектура на „съвместна верига“ (co-chain), мрежата на Kava разполага с отделен блокчейн за двете среди за разработка на EVM и на Cosmos SDK. В съчетание с поддръжката на IBC в съвместната верига на Cosmos, това позволява на разработчиците да внедряват децентрализирани приложения, които взаимодействат безпроблемно между екосистемите Cosmos и Ethereum.
Kava използва консенсусния механизъм Tendermint PoS, осигурявайки мощна мащабируемост на приложенията в съвместната веригата на EVM. Финансирана от KavaDAO, мрежата на Kava също предлага отворени стимули за разработчици в съвместна верига, предназначени да възнаградят 100-те най-добри проекта във всяка съвместна верига въз основа на употребата.
Kava има собствен токен за полезност и управление, KAVA, и обвързан с щатския долар стейбълкойн, USDX. KAVA се използва за плащане на такси за трансакции и се стейква от валидатори за генериране на мрежов консенсус. Потребителите могат да делегират своите стейкнати KAVA на валидатори, за да спечелят дял от емисиите на KAVA. Заинтересованите лица и валидаторите могат също да гласуват за предложения за управление, които диктуват параметрите на мрежата.
IoTeX
IoTeX е мрежа от слой 1, основана през 2017 г. с фокус върху комбинирането на блокчейн с Интернет на нещата. Това дава на потребителите контрол върху данните, генерирани от техните устройства, позволявайки „машинно поддържани DApp-ове, активи и услуги“. Вашата лична информация има стойност и управлението ѝ чрез блокчейн гарантира сигурна собственост.
Комбинацията от хардуер и софтуер на IoTeX предоставя ново решение за хората да контролират поверителността на своите лични данни, без да жертват потребителското изживяване. Системата, която позволява на потребителите да печелят дигитални активи от техните реални данни, се нарича MachineFi.
IoTeX пусна два забележителни хардуерни продукта, известни като Ucam и Pebble Tracker. Ucam е усъвършенствана камера за домашна сигурност, която позволява на потребителите да наблюдават домовете си отвсякъде и с пълна поверителност. Pebble Tracker е интелигентен GPS с 4G поддръжка и възможности за проследяване. Той не само проследява GPS данни, но и данни за околната среда в реално време, включително температура, влажност и качество на въздуха.
По отношение на блокчейн архитектурата, IoTeX има редица протоколи от слой 2, изградени върху него. Блокчейнът предоставя инструменти за създаване на персонализирани мрежи, които използват IoTeX за финализиране. Тези вериги могат да взаимодействат и една с друга, както и да споделят информация чрез IoTeX. След това разработчиците могат лесно да създадат нова подверига, която да отговаря на специфичните нужди на своето IoT устройство. Криптовалутата на IoTeX, IOTX, се използва за такси за трансакции, стейкинг, управление и валидиране на мрежата.
Заключителни мисли
Днешната блокчейн екосистема има няколко мрежи от слой 1 и протоколи от слой 2. Лесно е да се объркате, но веднага щом схванете основните концепции, разбирането на цялостната структура и архитектура става по-лесно. Тези знания могат да бъдат полезни при изучаване на нови блокчейн проекти особено когато се фокусират върху оперативната съвместимост на мрежата и cross-chain решения.