TL;DR
Lag 1 refererer til et basisnetværk såsom Bitcoin, BNB Chain eller Ethereum og dets underliggende infrastruktur. Lag 1-blockchains kan validere og afslutte transaktioner uden behov for et andet netværk. Det er vanskeligt at forbedre skalerbarheden af lag 1-netværk, som vi har set med Bitcoin. Som en løsning opretter udviklere lag 2-protokoller, der er afhængige af lag 1-netværket for sikkerhed og konsensus. Bitcoins Lightning Network er et eksempel på en lag 2-protokol. Den giver brugerne mulighed for at foretage transaktioner frit, før de registreres i hovedkæden.
Introduktion
Lag 1 og lag 2 er udtryk, der hjælper os med at forstå arkitekturen i forskellige blockchains, projekter og udviklingsværktøjer. Hvis du nogensinde har spekuleret over forholdet mellem Polygon og Ethereum eller Polkadot og deres parachains, vil det hjælpe at lære om de forskellige blockchain-lag.
Hvad er lag 1?
Et lag 1-netværk er et andet navn for en basis-blockchain. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) og Solana er alle lag 1-protokoller. Vi refererer til dem som lag 1, fordi disse er de vigtigste netværk i deres økosystem. I modsætning til lag 2 har vi løsninger uden for blockchain og andre lag 2-løsninger, der er bygget oven på hovedkæderne.
Med andre ord er en protokol lag 1, når den behandler og afslutter transaktioner på sin egen blockchain. De har også deres eget oprindelige token, der bruges til at betale for transaktionsgebyrer.
Lag 1-skalering
Et almindeligt problem med lag 1-netværk er deres manglende evne til at skalere. Bitcoin og andre store blockchains har kæmpet for at behandle transaktioner i tider med øget efterspørgsel. Bitcoin bruger konsensusmekanismen Proof-of-Work (PoW), som kræver mange beregningsmæssige ressourcer.
Mens PoW sikrer decentralisering og sikkerhed, har PoW-netværk også en tendens til at bremse, når mængden af transaktioner er for høj. Dette øger transaktionsbekræftelsestiderne og gør gebyrer dyrere.
Blockchain-udviklere har arbejdet på skalerbarhedsløsninger i mange år, men der er stadig mange diskussioner om hvad de bedste alternativer er. For lag 1-skalering inkluderer nogle muligheder:
1. Forøgelse af blokstørrelse, så flere transaktioner kan behandles i hver blok.
2. Ændring af den anvendte konsensusmekanisme såsom med den kommende Ethereum 2.0-opdatering.
3. Implementering af sharding. En form for databasepartitionering.
Lag 1-forbedringer kræver betydeligt arbejde at implementere. I mange tilfælde er det ikke alle netværksbrugere, der vil acceptere ændringen. Dette kan føre til fællesskabsopdelinger eller endda en forgrening (hard fork), som det skete med Bitcoin og Bitcoin Cash i 2017.
SegWit
Et eksempel på en lag 1-løsning til skalering er Bitcoins SegWit (adskilt vidne). Dette øgede Bitcoins gennemstrømning ved at ændre den måde, blokdata er organiseret på (digitale signaturer er ikke længere en del af transaktionsinputtet). Ændringen frigjorde mere plads til transaktioner pr. blok uden at påvirke netværkets sikkerhed. SegWit blev implementeret via en bagudkompatibel soft fork. Dette betyder, at selv bitcoin-noder, der endnu ikke er opdateret til at omfatte SegWit, stadig er i stand til at behandle transaktioner.
Hvad er lag 1-sharding?
Sharding er en populær lag 1-skaleringsløsning, der bruges til at øge transaktionshastigheden. Teknikken er en form for databasepartitionering, der kan anvendes på blockchain-distribuerede hovedbøger. Et netværk og dets noder er opdelt i forskellige "shards" (dele) for at sprede arbejdsbyrden og forbedre transaktionshastigheden. Hver shard administrerer et undersæt af hele netværkets aktivitet, hvilket betyder, at den har sine egne transaktioner, noder og separate blokke.
Med sharding er der ikke behov for, at hver node opretholder en fuld kopi af hele blockchainen. I stedet rapporterer hver node det udførte arbejde tilbage til hovedkæden for at dele tilstanden for deres lokale data, herunder adressernes saldo og andre vigtige målinger.
Lag 1 vs. lag 2
Når det kommer til forbedringer, er det ikke alt, der kan løses på lag 1. På grund af teknologiske begrænsninger er visse ændringer vanskelige eller næsten umulige at foretage på blockchainens hovednetværk. Ethereum opgraderer f.eks. til Proof of Stake (PoS), men denne proces har taget år at udvikle.
Nogle use cases kan simpelthen ikke fungere med lag 1 på grund af skalerbarhedsproblemer. Et blockchain-spil kan realistisk set ikke bruge Bitcoin-netværket på grund af de lange transaktionstider. Spillet vil dog stadig bruge lag 1's sikkerhed og decentralisering. Den bedste mulighed er at bygge oven på netværket med en lag 2-løsning.
Lightning Network
Lag 2-løsninger bygger på lag 1 og er afhængige af det for at afslutte sine transaktioner. Et berømt eksempel er Lightning Network. I tilfælde af tung trafik kan det tage Bitcoin-netværket timer at behandle transaktioner. Lightning Network giver brugerne mulighed for at foretage hurtige betalinger med deres bitcoin fra hovedkæden, og den endelige saldo rapporteres tilbage til hovedkæden senere. Dette er i bund og grund det væsentlige i alles transaktioner i en endelig post, hvilket sparer tid og ressourcer.
Eksempler på lag 1-blockchain
Nu hvor vi ved, hvad lag 1 er, så lad os se på nogle eksempler. Der er et stort udvalg af lag 1-blockchains, og mange understøtter unikke use cases. Det er ikke kun Bitcoin og Ethereum, og hvert netværk har forskellige løsninger til blockchain-teknologiens trilemma af decentralisering, sikkerhed og skalerbarhed.
Elrond
Elrond er et lag 1-netværk grundlagt i 2018, der bruger sharding til at forbedre dets ydeevne og skalerbarhed. Elrond-blockchainen kan behandle over 100.000 transaktioner pr. sekund (TPS). Dens to unikke hovedfunktioner er dens SPoS-konsensusprotokol (Secure Proof of Stake) og Adaptive State Sharding.
Adaptive State Sharding sker via shard-splits og fusionerer efterhånden som netværket taber eller vinder brugere. Hele netværkets arkitektur er opdelt ("sharded"), herunder dets tilstand og transaktioner. Validatorer bevæger sig også mellem dele, hvilket reducerer chancen for en ondsindet overtagelse af en del.
Elronds tilhørende token EGLD bruges til transaktionsgebyrer, implementering af DApps og belønning af brugere, der deltager i netværkets valideringsmekanisme. Elrond-netværket er også certificeret kulstofnegativt, da det kompenserer for mere CO2, end dets PoS-mekanisme er ansvarlig for.
Harmony
Harmony er et EPoS-netværk (Effective Proof of Stake) i lag 1 med understøttelse af sharding. Blockchainens hovednet har fire shards, der hver opretter og verificerer nye blokke parallelt. Et shard kan gøre dette i sin egen hastighed, hvilket betyder, at de alle kan have forskellige blokhøjder.
Harmony bruger i øjeblikket en "Cross-Chain Finance"-strategi for at tiltrække udviklere og brugere. Tillidsløse broer til Ethereum (ETH) og Bitcoin spiller en nøglerolle, der giver brugerne mulighed for at udveksle deres tokens uden de sædvanlige frihedsberøvende risici, der ses med broer. Harmonys hovedvision for skalering af Web3 er afhængig af decentraliserede autonome organisationer (DAO'er) og vidensløse beviser.
Fremtiden for DeFi (Decentraliseret finansiering) ser ud til at være indstillet på muligheder med flere kæder og cross-chain, hvilket gør Harmonys brotjenester attraktive for brugerne. NFT-infrastruktur, DAO-værktøj og interprotokolbroer er de vigtigste fokusområder.
Den tilhørende token, ONE, bruges til at betale netværkstransaktionsgebyrer. Den kan også stakes for at deltage i Harmonys konsensusmekanisme og styring. Dette giver succesfulde validatorer blokbelønninger og transaktionsgebyrer.
Celo
Celo er et lag 1-netværk, der er forgrenet fra Go Ethereum (Geth) i 2017. Det har dog foretaget nogle væsentlige ændringer, herunder implementering af PoS og et unikt adressesystem. Celo Web3-økosystemet inkluderer DeFi, NFT'er og betalingsløsninger med mere end 100 millioner transaktioner bekræftet. På Celo kan alle bruge et telefonnummer eller en e-mailadresse som en offentlig nøgle. Blockchainen kan let køres med standardcomputere og kræver ikke særlig hardware.
Celos vigtigste token er CELO, et standardværktøjstoken til transaktioner, sikkerhed og belønninger. Celo-netværket har også cUSD, cEUR og cREAL som stablecoins. Disse genereres af brugere, og deres tilknytning vedligeholdes af en mekanisme svarende til MakerDAO's DAI. Transaktioner foretaget med Celo-stablecoins kan også betales med ethvert andet Celo-aktiv.
CELO's adressesystem og stablecoin sigter mod at gøre krypto mere tilgængelig og forbedre anvendelsen. Kryptomarkedets volatilitet og vanskeligheder for nytilkomne kan være nedslående for mange.
THORChain
THORChain er en decentraliseret børs cross-chain uden krav om tilladelse (DEX). Det er et lag 1-netværk bygget ved hjælp af Cosmos SDK. Det bruger også Tendermint-konsensusmekanismen til validering af transaktioner. Hovedformålet med THORChain er at gøre decentraliseret cross-chain-likviditet muligt uden behov for at binde eller pakke aktiver. For investorer med flere kæder tilføjer tilknytning og indpakning yderligere risiko til processen.
I virkeligheden fungerer THORChain som en boksadministrator, der overvåger indsættelser og hævninger. Dette hjælper med at skabe decentraliseret likviditet og fjerner centraliserede formidlere. RUNE er THORChains tilhørende token, der bruges til at betale transaktionsgebyrer såvel som til styring, sikkerhed og validering.
THORChains Automated Market Maker-model (AMM) bruger RUNE, der fungerer som basispar, hvilket betyder, at du kan swappe RUNE til ethvert andet understøttet aktiv. På en måde fungerer projektet som en cross-chain-Uniswap, hvor RUNE er et afregnings- og sikkerhedsaktiv for likviditetspuljer.
Kava
Kava er en lag 1-blockchain, der kombinerer Cosmos' hastighed og interoperabilitet med udviklerstøtten fra Ethereum. Ved hjælp af en "co-chain"-arkitektur har Kava Network en særskilt blockchain til både EVM- og Cosmos SDK-udviklingsmiljøer. Sammen med IBC-understøttelse på Cosmos-co-chain gør dette det muligt for udviklere at implementere decentraliserede applikationer, der fungerer problemfrit mellem Cosmos- og Ethereum-økosystemerne.
Kava bruger Tendermint PoS-konsensusmekanismen, hvilket giver kraftig skalerbarhed til applikationerne på EVM-co-chain. Kava-netværket, der er finansieret af KavaDAO, har også åbne udviklerincitamenter på kæden designet til at belønne de 100 bedste projekter på hver co-chain baseret på brug.
Kava har et tilhørende utility- og styringstoken, KAVA, og en USD-tilknyttet stablecoin, USDX. KAVA bruges til at betale for transaktionsgebyrer og stakes af validatorer for at skabe netværkskonsensus. Brugere kan delegere deres stakede KAVA til validatorer for at tjene en andel af KAVA-emissioner. Stakere og validatorer kan også stemme om styringsforslag, der dikterer netværkets parametre.
IoTeX
IoTeX er et lag 1-netværk grundlagt i 2017, der har til fokus at kombinere blockchain med tingenes internet. Dette giver brugerne kontrol over de data, deres enheder genererer, hvilket giver mulighed for "maskinstøttede DApps, aktiver og tjenester". Dine personlige oplysninger har værdi, og styring af dem via blockchain garanterer sikkert ejerskab.
IoTeX's kombination af hardware og software giver en ny løsning, så folk kan kontrollere deres privatliv og data, uden at det går ud over brugeroplevelsen. Systemet, der gør det muligt for brugere at tjene digitale aktiver fra deres virkelige data, kaldes MachineFi.
IoTeX udgav to bemærkelsesværdige hardwareprodukter kendt som Ucam og Pebble Tracker. Ucam er et avanceret hjemmesikkerhedskamera, der giver brugerne mulighed for at overvåge deres hjem hvor som helst og med fuldstændigt privatliv. Pebble Tracker er en smart GPS med 4G-understøttelse og "track-and-trace"-funktioner. Den sporer ikke kun GPS-data, men også miljødata i realtid, herunder temperatur, fugtighed og luftkvalitet.
Med hensyn til blockchain-arkitektur har IoTeX en række lag 2-protokoller bygget oven på den. Blockchainen giver værktøjer til at oprette tilpassede netværk, der bruger IoTeX til færdiggørelse. Disse kæder kan også interagere med hinanden og dele oplysninger via IoTeX. Udviklere kan derefter nemt oprette en ny underkæde for at imødekomme de specifikke behov på deres IoT-enhed. IoTeXs mønt, IOTX, bruges til transaktionsgebyrer, staking, styring og netværksvalidering.
Sammenfatning
Nutidens blockchain-økosystem har adskillige lag 1-netværk og lag 2-protokoller. Det er let at blive forvirret, men så snart du forstår de grundlæggende begreber, bliver det lettere at forstå den overordnede struktur og arkitektur. Denne viden kan være nyttig, når man studerer nye blockchain-projekter, især når de fokuserer på netværksinteroperabilitet og cross-chain-løsninger.