Czym Jest Warstwa 1 w Blockchainie?
Spis Treści
Wprowadzenie
Czym jest warstwa 1?
Skalowanie warstwy 1
Czym jest sharding warstwy 1?
Warstwa 1 a Warstwa 2
Przykłady blockchaina warstwy 1
Przemyślenia końcowe
Czym Jest Warstwa 1 w Blockchainie?
Strona GłównaArtykuły
Czym Jest Warstwa 1 w Blockchainie?

Czym Jest Warstwa 1 w Blockchainie?

Początkujący
Opublikowane Feb 22, 2022Zaktualizowane Jul 29, 2022
9m

TL;DR

Warstwa 1 odnosi się do sieci bazowej, takiej jak Bitcoin, BNB Chain lub Ethereum, oraz infrastruktury bazowej. Blockchainy warstwy 1 mogą weryfikować i finalizować transakcje bez potrzeby korzystania z innej sieci. Wprowadzanie ulepszeń w skalowalności sieci warstwy 1 jest trudne, jak widzieliśmy w przypadku Bitcoina. Jako rozwiązanie programiści tworzą protokoły warstwy 2, które opierają się na sieci warstwy 1 w celu zapewnienia bezpieczeństwa i konsensusu. Bitcoin's Lightning Network jest jednym z przykładów protokołu warstwy 2. Pozwala użytkownikom na swobodne dokonywanie transakcji przed ich zarejestrowaniem w głównym łańcuchu.


Wprowadzenie

Warstwa 1 i warstwa 2 to terminy, które pomagają nam zrozumieć architekturę różnych blockchainów, projektów i narzędzi programistycznych. Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś(-aś) się nad relacją między Polygonem, Ethereum, czy Polkadot i jego parachainami, pomocne będzie poznanie różnych warstw blockchain.



Czym jest warstwa 1?

Sieć warstwy 1 to inna nazwa podstawowego blockchaina. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) i Solana to protokoły warstwy 1. Nazywamy je warstwą 1, ponieważ są to główne sieci w ich ekosystemie. W przeciwieństwie do warstwy 1, mamy łańcuchy off-chain i inne rozwiązania warstwy 2, które są zbudowane na głównych łańcuchach.
Innymi słowy, protokół jest warstwą 1, gdy przetwarza i finalizuje transakcje na własnym blockchainie. Mają też własny token natywny, który służy do opłacania opłat transakcyjnych.


Skalowanie warstwy 1

Częstym problemem z sieciami warstwy 1 jest ich niezdolność do skalowania. Bitcoin i inne duże blockchainy mają problemy z przetwarzaniem transakcji w czasach zwiększonego popytu. Bitcoin wykorzystuje mechanizm konsensusu Proof of Work (PoW), który wymaga dużej ilości zasobów obliczeniowych. 

Podczas gdy PoW zapewnia decentralizację i bezpieczeństwo, sieci PoW mają tendencję do spowalniania, gdy wolumen transakcji jest zbyt wysoki. Wydłuża to czas potwierdzenia transakcji i podnosi opłaty.

Deweloperzy Blockchain pracowali nad rozwiązaniami skalowalności od wielu lat, ale wciąż toczy się wiele dyskusji na temat najlepszych alternatyw. W przypadku skalowania warstwy 1 niektóre opcje obejmują:

1. Zwiększenie rozmiaru bloku, umożliwiające przetwarzanie większej liczby transakcji w każdym bloku.
2. Zmiana stosowanego mechanizmu konsensusu, na przykład w przypadku nadchodzącej aktualizacji Ethereum 2.0.

3. Implementacja shardingu. Forma partycjonowania bazy danych.

Implementacja usprawnień w warstwie 1 wymaga znacznej pracy. W wielu przypadkach nie wszyscy użytkownicy sieci zgodzą się na zmianę. Może to prowadzić do podziałów społeczności, a nawet hard forka, jak to miało miejsce w przypadku Bitcoin i Bitcoin Cash w 2017.

SegWit

Jednym z przykładów rozwiązania warstwy 1 do skalowania jest SegWit Bitcoina (segregated witness). Zwiększyło to przepustowość Bitcoina poprzez zmianę sposobu organizacji danych bloku (podpisy cyfrowe nie są już częścią danych wejściowych transakcji). Zmiana uwolniła więcej miejsca na transakcje na każdy blok, bez wpływu na bezpieczeństwo sieci. SegWit został zaimplementowany za pomocą kompatybilnego wstecznie soft forka. Oznacza to, że nawet węzły Bitcoina, które nie zostały jeszcze zaktualizowane do SegWit, nadal są w stanie przetwarzać transakcje.


Czym jest sharding warstwy 1?

Sharding to popularne rozwiązanie do skalowania warstwy 1, używane do zwiększania przepustowości transakcji. Technika ta jest formą partycjonowania bazy danych, którą można zastosować do rozproszonych ledgerów blockchain. Sieć i jej węzły są podzielone na różne shardy, aby rozłożyć obciążenie i poprawić szybkość transakcji. Każdy shard zarządza podzbiorem aktywności całej sieci, co oznacza, że ma własne transakcje, węzły i oddzielne bloki.

Dzięki shardingowi nie ma potrzeby, aby każdy węzeł utrzymywał pełną kopię całego blockchaina. Zamiast tego każdy węzeł raportuje wykonaną pracę do głównego łańcucha, aby udostępnić stan swoich danych lokalnych, w tym saldo adresów i inne kluczowe wskaźniki.


Warstwa 1 a Warstwa 2

Jeśli chodzi o ulepszenia, nie wszystko da się rozwiązać w warstwie 1. Ze względu na ograniczenia technologiczne pewne zmiany są trudne lub prawie niemożliwe do wykonania w głównej sieci blockchain. Na przykład Ethereum uaktualnia się do wersji Proof of Stake (PoS), ale proces ten rozwijał się przez lata.
Niektóre przypadki użycia po prostu nie są kompatybilne z warstwą 1 z powodu problemów ze skalowalnością. Gra blockchain nie może realistycznie korzystać z sieci Bitcoin ze względu na długi czas transakcji. Jednak taka gra może nadal chcieć korzystać z zabezpieczeń i decentralizacji warstwy 1. Najlepszą opcją jest budowanie na danej sieci za pomocą rozwiązania warstwy 2.

Lightning Network

Rozwiązania warstwy 2 opierają się na warstwie 1 i polegają na niej przy finalizowaniu transakcji. Jednym ze znanych przykładów jest Lightning Network. Przetwarzanie transakcji w sieci Bitcoin o dużym natężeniu ruchu może zająć wiele godzin. Lightning Network pozwala użytkownikom dokonywać szybkich płatności za pomocą Bitcoinów poza głównym łańcuchem, a końcowe saldo jest później zgłaszane z powrotem do głównego łańcucha. To zasadniczo łączy wszystkie transakcje w jeden ostateczny zapis, oszczędzając czas i zasoby. 


Przykłady blockchaina warstwy 1

Teraz gdy wiemy, czym jest warstwa 1, spójrzmy na kilka przykładów. Istnieje ogromna różnorodność blockchainów warstwy 1, a wiele z nich obsługuje unikalne przypadki użycia. Nie wszystko sprowadza się do Bitcoina i Ethereum, każda sieć ma inne rozwiązania dla trilematu technologii blockchain – decentralizacji, bezpieczeństwa i skalowalności.

Elrond

Elrond to sieć warstwy 1 założona w 2018, która wykorzystuje sharding do poprawy wydajności i skalowalności. Blockchain Elrond może przetwarzać ponad 100 000 transakcji na sekundę (TPS). Jego dwie unikalne główne cechy to protokół konsensusu Secure Proof of Stake (SPoS) i Adaptive State Sharding.

Adaptive State Sharding odbywa się za pośrednictwem dzielenia shradów i scalania, gdy sieć traci lub zyskuje użytkowników. Cała architektura sieci jest podzielona na shrady, w tym jej stan i transakcje. Walidatorzy również przemieszczają się między shradami, zmniejszając ryzyko złośliwego przejęcia shrada.

Natywny token EGLD jest używany do opłat transakcyjnych, wdrażania DApps i nagradzania użytkowników, którzy uczestniczą w mechanizmie walidacji sieci. Ponadto sieć Elrond ma certyfikat Carbon Negative, ponieważ kompensuje więcej CO2 niż odpowiada za swój mechanizm PoS.

Harmony

Harmony to sieć warstwy 1 z obsługą shardingu, wykorzystująca mechanizm Effective Proof of Stake (EPoS). Sieć główna blockchaina składa się z czterech shardów, z których każdy tworzy i weryfikuje równolegle nowe bloki. Shard może to zrobić we własnym tempie, co oznacza, że każdy z nich może mieć różne wysokości bloków.
Harmony stosuje obecnie strategię „Cross-Chain Finance”, aby przyciągnąć programistów i użytkowników. Mosty Trustless do Ethereum (ETH) i Bitcoina odgrywają kluczową rolę, umożliwiając użytkownikom wymianę ich tokenów bez zwykłego ryzyka związanego z powiernictwem, jakie można spotkać w przypadku mostów. Główna wizja Harmony w zakresie skalowania Web3 opiera się na zdecentralizowanych organizacjach autonomicznych (DAO) i dowodach zero-knowledge.
Przyszłość DeFi (zdecentralizowanych finansów) wydaje się być nastawiona na multi- i cross-chainowe możliwości, dzięki czemu usługi pomostowe Harmony są atrakcyjne dla użytkowników. Infrastruktura NFT, oprzyrządowanie DAO i mosty między protokołami to główne obszary zainteresowania.

Natywny token, ONE, służy do opłat transakcyjnych w sieci. Można również go stakować w mechanizmie konsensusu i zarządzania Harmony. Zapewnia w ten sposób nagrody blokowe walidatorom i opłaty transakcyjne.

Celo

Celo to sieć warstwy 1 zforkowana z Go Ethereum (Geth) w 2017. Wprowadziła jednak kilka istotnych zmian, w tym wdrożenie PoS i unikalnego systemu adresowego. Ekosystem Celo Web3 obejmuje DeFi, NFT i rozwiązania płatnicze, z ponad 100 milionami potwierdzonych transakcji. W Celo każdy może użyć numeru telefonu lub adresu e-mail jako klucza publicznego. Blockchain można łatwo uruchomić na standardowych komputerach i nie wymaga specjalnego sprzętu.
Głównym tokenem Celo jest CELO, standardowy token użytkowy do transakcji, bezpieczeństwa i nagród. Sieć Celo ma również cUSD, cEUR i cREAL jako stablecoiny. Są one generowane przez użytkowników, a ich pegi są utrzymywane przez mechanizm podobny do DAI MakerDAO. Ponadto transakcje dokonane za pomocą stablecoinów Celo można opłacić dowolnym innym aktywem Celo.

System adresowy CELO i stablecoin mają na celu zwiększenie dostępności kryptowalut i poprawę adopcji. Zmienność rynku kryptowalut i trudność wejścia dla nowicjuszy mogą niestety zniechęcać.

THORChain

THORChain to cross-chainowa zdecentralizowana giełda (DEX). Jest to sieć warstwy 1 zbudowana przy użyciu zestawu Cosmos SDK. Wykorzystuje również mechanizm konsensusu Tendermint do walidacji transakcji. Głównym celem THORChain jest umożliwienie zdecentralizowanej płynności między łańcuchami, bez konieczności peggowania lub wrappowania aktywów. W przypadku inwestorów multi-chainowych peggowanie i wrappowanie stanowi dodatkowe ryzyko dla procesu.

W efekcie THORChain działa jako menedżer skarbca, który monitoruje wpłaty i wypłaty. Pomaga to w tworzeniu zdecentralizowanej płynności i usuwa scentralizowanych pośredników. RUNE to natywny token THORChain, używany do płacenia opłat transakcyjnych, a także do zarządzania, bezpieczeństwa i walidacji. 

Model Automated Market Maker (AMM) firmy THORChain wykorzystuje RUNE działające jako para bazowa, co oznacza, że możesz zamienić RUNE na dowolny inny obsługiwany zasób. W pewnym sensie projekt działa jak cross-chain Uniswap, a RUNE jest aktywem rozliczeniowym i zabezpieczającym dla pul płynności.

Kava

Kava to blockchain warstwy 1, który łączy szybkość i interoperacyjność Cosmos ze wsparciem programistycznym Ethereum. Wykorzystując architekturę „co-chaina”, sieć Kava oferuje odrębny blockchain zarówno dla środowisk programistycznych EVM, jak i Cosmos SDK. W połączeniu z obsługą IBC w co-chainie Cosmos umożliwia to programistom wdrażanie zdecentralizowanych aplikacji, które bezproblemowo współpracują między ekosystemami Cosmos i Ethereum. 

Kava wykorzystuje mechanizm konsensusu Tendermint PoS, zapewniając potężną skalowalność aplikacji w co-chainie EVM. Ufundowana przez KavaDAO sieć Kava Network oferuje również otwarte zachęty dla programistów on-chain, mające na celu nagradzanie 100 najlepszych projektów w każdym co-chainie w oparciu o wykorzystanie. 

Kava ma natywny token narzędziowy i zarządzania, KAVA, oraz stablecoina peggowanego w dolarach amerykańskich, USDX. KAVA służy do opłacania opłat transakcyjnych i jest stawiana przez weryfikatorów w celu wygenerowania konsensusu sieciowego. Użytkownicy mogą delegować swoje postawione KAVA do walidatorów, aby uzyskać udział w emisji KAVA. Stakujący i walidatorzy mogą również głosować nad propozycjami zarządzania, które dyktują parametry sieci. 

IoTeX

IoTeX to sieć warstwy 1 założona w 2017 z naciskiem na połączenie blockchainu z Internet of Things. Daje to użytkownikom kontrolę nad danymi generowanymi przez ich urządzenia, pozwalając na „obsługiwane maszynowo aplikacje, zasoby i usługi”. Twoje dane osobowe mają wartość, a zarządzanie nimi za pośrednictwem blockchaina gwarantuje bezpieczną własność.

Połączenie sprzętu i oprogramowania IoTeX zapewnia nowe rozwiązanie do kontroli swojej prywatność i danych bez poświęcania doświadczenia użytkownika. System, który umożliwia użytkownikom zdobywanie zasobów cyfrowych na podstawie ich rzeczywistych danych, nazywa się MachineFi.

IoTeX wypuściło dwa godne uwagi produkty sprzętowe znane jako Ucam i Pebble Tracker. Ucam to zaawansowana kamera ochrony domu, która pozwala użytkownikom monitorować ich domy z dowolnego miejsca i z zachowaniem pełnej prywatności. Pebble Tracker to inteligentny GPS z obsługą 4G i funkcjami śledzenia. Śledzi nie tylko dane GPS, ale także dane środowiskowe w czasie rzeczywistym, w tym temperaturę, wilgotność i jakość powietrza.

Jeśli chodzi o architekturę blockchain, IoTeX ma wiele wbudowanych protokołów warstwy 2. Blockchain zapewnia narzędzia do tworzenia niestandardowych sieci wykorzystujących IoTeX do finalizacji. Te łańcuchy mogą również wchodzić ze sobą w interakcje i udostępniać informacje za pośrednictwem IoTeX. Deweloperzy mogą następnie łatwo stworzyć nowy sub-chain, aby spełnić specyficzne potrzeby swojego urządzenia IoT. Moneta IoTeX, IOTX, służy do opłat transakcyjnych, stakingu, zarządzania i walidacji sieci.



Przemyślenia końcowe

Dzisiejszy ekosystem blockchain ma kilka sieci warstwy 1 i protokołów warstwy 2. Łatwo jest się w tym wszystkim pogubić, ale gdy tylko zrozumiesz podstawowe pojęcia, prościej będzie Ci załapać ogólną strukturę i architekturę. Ta wiedza może być przydatna podczas badania nowych projektów blockchain, zwłaszcza gdy koncentrują się na interoperacyjności sieci i rozwiązaniach cross-chain.