Co je vrstva 1 v blockchainu?
Obsah
Úvod
Co je vrstva 1?
Škálování vrstvy 1
Co je sharding vrstvy 1?
Vrstva 1 vs. vrstva 2
Příklady blockchainu vrstvy 1
Závěrem
Co je vrstva 1 v blockchainu?
DomůČlánky
Co je vrstva 1 v blockchainu?

Co je vrstva 1 v blockchainu?

Začátečníci
Zveřejněno Feb 22, 2022Aktualizováno Jul 29, 2022
9m

TL;DR

Vrstva 1 označuje základní síť, jako je Bitcoin, BNB Chain nebo Ethereum, a její základní infrastrukturu. Blockchainy vrstvy 1 mohou ověřovat a finalizovat transakce bez potřeby další sítě. Zlepšování škálovatelnosti sítí vrstvy 1 je obtížné, jak jsme viděli u Bitcoinu. Jako řešení vývojáři vytvářejí protokoly vrstvy 2, které se z hlediska bezpečnosti a konsenzu spoléhají na síť vrstvy 1. Jedním z příkladů protokolu vrstvy 2 je síť Lightning Network Bitcoinu. Umožňuje uživatelům volně provádět transakce před jejich zaznamenáním do hlavního chainu.


Úvod

Vrstva 1 a vrstva 2 jsou pojmy, které nám pomáhají pochopit architekturu různých blockchainů, projektů a vývojových nástrojů. Pokud jste někdy přemýšleli o vztahu mezi Polygonem a Ethereem nebo Polkadotem a jeho parachainy, pomůže vám seznámení se s různými vrstvami blockchainu.



Co je vrstva 1?

Síť vrstvy 1 je jiný název pro základní blockchain. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) a Solana jsou protokoly vrstvy 1. Označujeme je jako vrstvu 1, protože se jedná o hlavní sítě v rámci jejich ekosystému. Na rozdíl od vrstvy 1 máme off-chainy a další řešení vrstvy 2, která jsou postavena nad hlavními blockchainy.
Jinými slovy protokol je vrstvou 1, pokud zpracovává a dokončuje transakce ve vlastním blockchainu. Mají také vlastní nativní token, který se používá k placení transakčních poplatků.


Škálování vrstvy 1

Běžným problémem sítí vrstvy 1 je jejich neschopnost škálovat. Bitcoin a další velké blockchainy mají v době zvýšené poptávky problémy se zpracováním transakcí. Bitcoin používá konsensuální mechanismus Proof of Work (PoW), který vyžaduje velké množství výpočetních zdrojů. 

Sítě PoW sice zajišťují decentralizaci a bezpečnost, ale při příliš vysokém objemu transakcí mají také tendenci se zpomalovat. To prodlužuje dobu potvrzení transakcí a zdražuje poplatky.

Vývojáři blockchainu pracují na řešeních škálovatelnosti již mnoho let, ale stále probíhá mnoho diskusí o nejlepších alternativách. Pro škálování na první vrstvě mezi některé možnosti patří např:

1. Zvětšení velikosti bloku, což umožní zpracovat více transakcí v každém bloku.
2. Změna použitého mechanismu konsenzu, jako například v nadcházející aktualizaci Etherea 2.0.

3. Implementace shardingu. Což je forma segmentace databáze.

Zlepšení vrstvy 1 vyžadují značné úsilí při realizaci. V mnoha případech nebudou se změnou souhlasit všichni uživatelé sítě. To může vést k rozdělení komunity nebo dokonce k hard forku, jako se to stalo v případě Bitcoinu a Bitcoin Cash v roce 2017.

SegWit

Jedním z příkladů řešení pro škálování vrstvy 1 je SegWit (segregated witness) v Bitcoinu. Ten zvýšil propustnost Bitcoinu tím, že změnil způsob organizace dat bloků (digitální podpisy již nejsou součástí vstupních dat transakcí). Tato změna uvolnila více místa pro transakce v bloku, aniž by ovlivnila bezpečnost sítě. SegWit byl implementován prostřednictvím zpětně kompatibilního soft forku. To znamená, že i uzly Bitcoinu, které ještě nebyly aktualizovány tak, aby zahrnovaly SegWit, jsou stále s to zpracovávat transakce.


Co je sharding vrstvy 1?

Sharding je oblíbené řešení škálování na vrstvě 1, které se používá ke zvýšení propustnosti transakcí. Tato technika je formou segmentace databáze, kterou lze aplikovat na distribuované účetní knihy blockchainu. Síť a její uzly jsou rozděleny na různé shardy, aby se rozložila pracovní zátěž a zvýšila rychlost transakcí. Každý shard spravuje podmnožinu činnosti celé sítě, což znamená, že má vlastní transakce, uzly a samostatné bloky.

Díky shardingu není nutné, aby každý uzel udržoval úplnou kopii celého blockchainu. Místo toho každý uzel hlásí dokončenou práci zpět do hlavního chainu, aby sdílel stav svých lokálních dat, včetně zůstatku adres a dalších klíčových metrik.


Vrstva 1 vs. vrstva 2

Pokud jde o vylepšení, ne vše je řešitelné na vrstvě 1. Kvůli technologickým omezením je obtížné nebo téměř nemožné provést některé změny v hlavní blockchainové síti. Ethereum například přechází na Proof of Stake (PoS), ale vývoj tohoto procesu trval roky.
Některé případy použití prostě nemohou fungovat na vrstvě 1 z důvodu problémů se škálovatelností. Blockchainová hra by nemohla reálně používat síť Bitcoin kvůli dlouhým transakčním časům. Hra však přesto může chtít využít zabezpečení a decentralizaci vrstvy 1. Nejlepší možností je stavět nad sítí s řešením vrstvy 2.

Síť Lightning Network

Řešení vrstvy 2 navazují na vrstvu 1 a spoléhají se na ni při dokončování svých transakcí. Známým příkladem je síť Lightning Network. Zpracování transakcí v síti Bitcoin může při velkém provozu trvat i několik hodin. Lightning Network umožňuje uživatelům provádět rychlé platby svými bitcoiny mimo hlavní chain a konečný zůstatek je později nahlášen zpět do hlavního chainu. To v podstatě spojuje transakce všech do jednoho konečného záznamu, čímž se šetří čas a zdroje. 


Příklady blockchainu vrstvy 1

Když už víme, co je vrstva 1, podívejme se na několik příkladů. Existuje obrovské množství blockchainů vrstvy 1 a mnohé z nich podporují jedinečné způsoby použití. Není to všechno Bitcoin a Ethereum a každá síť má jiné řešení trilematu technologie blockchainu, tedy decentralizace, bezpečnosti a škálovatelnosti.

Elrond

Elrond je síť vrstvy 1 založená v roce 2018, která využívá sharding ke zlepšení svého výkonu a škálovatelnosti. Blockchain Elrond dokáže zpracovat více než 100 000 transakcí za sekundu (TPS). Jeho dvě jedinečné hlavní vlastnosti jsou konsenzuální protokol SPoS (Secure Proof of Stake) a Adaptive State Sharding.

Adaptive state sharding probíhá prostřednictvím rozdělování a slučování shardů podle toho, jak síť ztrácí nebo získává uživatele. Celá architektura sítě je rozdělena na shardy, včetně jejího stavu a transakcí. Validátory se také přesouvají mezi jednotlivými shardy, čímž se snižuje možnost nepřátelského převzetí shardu.

Nativní token Elrond EGLD se používá pro transakční poplatky, nasazení decentralizovaných aplikací a odměňování uživatelů, kteří se účastní validačního mechanismu sítě. Síť Elrond je také certifikována jako uhlíkově negativní, protože kompenzuje více emisí CO2, než za kolik odpovídá její mechanismus PoS.

Harmony

Harmony je síť s mechanismem EPoS (Effective Proof of Stake) na vrstvě 1 s podporou shardingu. Hlavní síť blockchainu má čtyři shardy, z nichž každý paralelně vytváří a ověřuje nové bloky. Každý shard to může dělat svou vlastní rychlostí, což znamená, že všechny mohou mít různou výšku bloku.
Společnost Harmony v současné době využívá strategii „Cross-chain finance“, aby přilákala vývojáře a uživatele. Klíčovou roli hrají mosty k Ethereu (ETH) a Bitcoinu bez potřeby důvěry, které uživatelům umožňují vyměňovat tokeny bez obvyklých rizik spojených s úschovou, která se u mostů vyskytují. Hlavní vize Harmony pro škálování Web3 se opírá o decentralizované autonomní organizace (DAO) a důkazy s nulovou znalostí.
Zdá se, že budoucnost DeFi  (decentralizované finance) je založena na možnostech multi-chainu a cross-chainu, což činí překlenovací služby Harmony pro uživatele atraktivní. Hlavními oblastmi, na které se zaměřují, jsou infrastruktura NFT, nástroje DAO a meziprotokolové mosty.

Její nativní token ONE se používá k placení poplatků za síťové transakce. Lze jej také stakovat za účelem účasti na mechanismu konsenzu a správě Harmony. Úspěšní validátoři tak získávají odměny za bloky a transakční poplatky.

Celo

Celo je síť vrstvy 1, která se v roce 2017 odštěpila od Go Ethereum (Geth). Provedla však několik významných změn, včetně implementace PoS a systému unikátních adres. Ekosystém Celo Web3 zahrnuje DeFi, NFT a platební řešení a má potvrzeno více než 100 milionů transakcí. V systému Celo může kdokoli použít telefonní číslo nebo e-mailovou adresu jako veřejný klíč. Blockchain lze snadno provozovat na běžných počítačích a nevyžaduje speciální hardware.
Hlavním tokenem sítě Celo je CELO, standardní užitkový token pro transakce, zabezpečení a odměny. Síť Celo má také stablecoiny cUSD, cEUR a cREAL. Ty jsou generovány uživateli a jejich vazby jsou udržovány mechanismem podobným DAI od MakerDAO. Také transakce provedené stablecoiny Celo lze zaplatit jakýmkoli jiným aktivem Celo.

Cílem adresového systému a stablecoinu CELO je zpřístupnit kryptoměnu a zlepšit její přijetí. Volatilita kryptoměnového trhu a obtížnost pro nováčky může být ale pro mnohé odrazující.

THORChain

THORChain je cross-chainová decentralizovaná burza (DEX) bez nutnosti povolení. Jedná se o síť vrstvy 1 postavenou s využitím Cosmos SDK. K ověřování transakcí používá také mechanismus konsenzu Tendermint. Hlavním cílem THORChain je umožnit decentralizovanou likviditu napříč chainy bez nutnosti aktiva vázat (peg) nebo balit. Pro multi-chainové investory přidává vázání a balení k procesu další riziko.

THORChain funguje jako správce trezoru, který sleduje vklady a výběry. To pomáhá vytvářet decentralizovanou likviditu a odstraňuje centralizované zprostředkovatele. Nativní token THORChainu je RUNE, který se používá k placení transakčních poplatků a také při správě, zabezpečení a ověřování. 

Model THORChainu zvaný Automatizovaný tvůrce trhu (AMM) využívá RUNE jako základní pár, což znamená, že RUNE můžete vyměnit za jakékoli jiné podporované aktivum. Svým způsobem projekt funguje jako cross-chainový Uniswap, přičemž RUNE je vypořádací a bezpečnostní aktivum pro pooly likvidity.

Kava

Kava je blockchain vrstvy 1, který kombinuje rychlost a interoperabilitu Cosmos s podporou vývojářů Etherea. Díky architektuře „co-chain“ obsahuje síť Kava samostatný blockchain pro vývojová prostředí EVM i Cosmos SDK. Ve spojení s podporou IBC v co-chainu Cosmos to vývojářům umožňuje nasazovat decentralizované aplikace, které hladce spolupracují mezi ekosystémy Cosmos a Ethereum. 

Kava využívá mechanismus konsenzu Tendermint PoS, který aplikacím v chainu EVM poskytuje účinnou škálovatelnost. Síť Kava, kterou financuje KavaDAO, je také vybavena otevřenými pobídkami pro vývojáře na chainu, které jsou určeny k odměňování 100 nejlepších projektů na každém co-chainu na základě jejich využití. 

Kava má nativní užitkový a správní token KAVA a stablecoin USDX, který je navázaný na americký dolar. KAVA se používá k úhradě transakčních poplatků a je stakován validátory pro generování konsenzu sítě. Uživatelé mohou delegovat své stakované tokeny KAVA na validátory, aby získali podíl na emisích tokenů KAVA. Stakeři a validátoři mohou také hlasovat o návrzích na správu, které určují parametry sítě. 

IoTeX

IoTeX je síť vrstvy 1 založená v roce 2017 se zaměřením na kombinaci blockchainu a internetu věcí. Uživatelé tak mají kontrolu nad daty, která jejich zařízení generují, což umožňuje „strojově podporované decentralizované aplikace, aktiva a služby".“ Vaše osobní údaje mají hodnotu a jejich správa prostřednictvím blockchainu zaručuje bezpečné vlastnictví.

Kombinace hardwaru a softwaru IoTeX poskytuje lidem nové řešení kontroly soukromí a dat bez ztráty uživatelského komfortu. Systém, který uživatelům umožňuje získávat digitální aktiva z jejich reálných dat, se nazývá MachineFi.

IoTeX vydal dva významné hardwarové produkty známé jako Ucam a Pebble Tracker. Ucam je pokročilá domácí bezpečnostní kamera, která uživatelům umožňuje sledovat jejich domovy odkudkoli a v naprostém soukromí. Pebble Tracker je inteligentní GPS s podporou 4G a funkcí sledování a dohledávání. Sleduje nejen údaje GPS, ale také údaje o prostředí v reálném čase, včetně teploty, vlhkosti a kvality vzduchu.

Pokud jde o architekturu blockchainu, IoTeX má nad sebou řadu protokolů vrstvy 2. Blockchain poskytuje nástroje pro vytváření vlastních sítí, které používají IoTeX pro finalizaci. Tyto chainy mohou také vzájemně komunikovat a sdílet informace prostřednictvím IoTeX. Vývojáři pak mohou snadno vytvořit nový podřízený blockchain, který bude vyhovovat specifickým potřebám jejich zařízení internetu věcí. Coin IoTeX, IOTX, se používá pro transakční poplatky, stakování, správu a ověřování v síti.



Závěrem

Dnešní ekosystém blockchainu má několik sítí vrstvy 1 a protokolů vrstvy 2. Je snadné se v tom zamotat, ale jakmile pochopíte základní pojmy, bude snazší celkové struktuře a architektuře porozumět. Tyto znalosti mohou být užitečné při studiu nových blockchainových projektů, zejména pokud se zaměřují na interoperabilitu sítí a řešení napříč chainy.