Что такое блокчейн первого уровня
Содержание
Введение
Что такое первый уровень
Масштабирование первого уровня
Что такое шардинг первого уровня
Первый уровень и второй уровень
Примеры блокчейнов первого уровня
Резюме
Что такое блокчейн первого уровня
ГлавнаяСтатьи
Что такое блокчейн первого уровня

Что такое блокчейн первого уровня

Новичок
Опубликовано Feb 22, 2022Обновлено Jul 29, 2022
9m

Осторожно! Много текста.

К первому уровню относятся основные сети, такие как Биткоин, BNB и Ethereum, и их базовая инфраструктура. Блокчейны первого уровня способны проверять и завершать транзакции без участия другой сети. Развитие блокчейна Биткоин показало, что улучшить масштабируемость сетей первого уровня довольно сложно. В качестве решения разработчики создали протоколы второго уровня, которые опираются на безопасность и консенсус в сети первого уровня. Lightning Network — один из примеров протокола второго уровня. Он позволяет пользователям свободно совершать транзакции, не записывая информацию в публичный блокчейн.


Введение

Первый уровень и второй уровень — это термины, которые помогают понять архитектуру различных блокчейнов, проектов и инструментов разработчика. Чтобы понять связь между Polygon и Ethereum или Polkadot и его парачейнами, необходимо изучить различные уровни блокчейна.



Что такое первый уровень

Сетями первого уровня называют основные блокчейны, к которым относятся BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Биткоин (BTC) и Solana. Их относят к первому уровню, потому что они служат главными сетями в своей экосистеме. Кроме них существуют и офчейн-решения — блокчейны второго уровня, построенные поверх основных.
Другими словами, протокол первого уровня обрабатывает и завершает транзакции в собственном блокчейне. У него также есть нативный токен, используемый для оплаты комиссий за транзакции.


Масштабирование первого уровня

Распространенная проблема сетей первого уровня — неспособность к масштабированию. Биткоин и другие крупные блокчейны с трудом справляются с обработкой транзакций в периоды повышенного спроса. Это связано с тем, что Биткоин использует механизм консенсуса Proof of Work (PoW), который требует значительных вычислительных ресурсов. 

Хотя Proof of Work обеспечивает децентрализацию и безопасность, он часто замедляет работу сети, когда объем транзакций становится слишком большим. В результате это приводит к увеличению времени подтверждения транзакций и стоимости комиссий.

Разработчики блокчейна работают над способами увеличения масштабируемости уже много лет, но до сих пор не пришли к единому решению. Возможные решения для масштабирования первого уровня включают:

1. Увеличение размера блока для обработки большего числа транзакций в каждом блоке.
2. Изменение механизма консенсуса, как в грядущем обновлении Ethereum 2.0.

3. Использование шардинга — формы разделения баз данных.

Реализовать улучшения для первого уровня достаточно сложно, поскольку не все пользователи сети на них согласятся. Это может привести к расколу сообщества или хардфорку, как это произошло с Биткоином и Bitcoin Cash в 2017 году.

SegWit

Один из примеров решения для масштабирования сетей первого уровня — обновление протокола SegWit. Ему удалось увеличить пропускную способность Биткоина за счет изменения способа организации данных блока (отказ от цифровых подписей для входа транзакции). Обновление освободило место для транзакций в блоках, не повлияв на безопасность сети. SegWit был реализован через софтфорк с обратной совместимостью. Это означает, что даже еще не прошедшие обновление ноды Биткоина способны обрабатывать транзакции.


Что такое шардинг первого уровня

Шардинг — это популярное решение для масштабирования первого уровня, используемое для увеличения пропускной способности транзакций. Он представляет собой форму разделения базы данных, которая может быть применена к распределенным реестрам блокчейна. Для распределения рабочей нагрузки и повышения скорости транзакций сеть и ее ноды разделяются на разные шарды. Каждый шард управляет подмножеством активности сети, то есть имеет собственные транзакции, ноды и отдельные блоки.

Шардинг избавляет ноды от необходимости хранить полную копию всего блокчейна. Вместо этого каждая нода сообщает основной цепи о выполненной работе, делясь состоянием локальных данных, включая баланс адресов и другие ключевые показатели.


Первый уровень и второй уровень

Первый уровень обладает определенными технологическими ограничениями, которые практически невозможно обойти в основном блокчейне. К примеру, Ethereum планирует обновление до Proof of Stake (PoS), но на разработку этого процесса ушли годы.
Некоторые способы использования просто не совместимы с первым уровнем из-за проблем с масштабируемостью. Например, Биткоин не подходит для игры на блокчейне из-за длительного времени транзакций. Тем не менее для игры по-прежнему можно использовать безопасность и децентрализацию первого уровня. Для этого просто нужно построить решение второго уровня поверх основной сети.

Lightning Network

Решения второго уровня основаны на первом уровне и используют его для завершения транзакций. Один из известных примеров — Lightning Network. В периоды большого спроса обработка транзакций в сети Биткоин может занять несколько часов. Lightning Network же позволяет пользователям совершать быстрые платежи в биткоинах за пределами основной сети, передавая в нее только окончательный баланс. По сути, обновление объединяет все транзакции в одну окончательную запись, экономя время и ресурсы. 


Примеры блокчейнов первого уровня

Давайте рассмотрим несколько примеров блокчейнов первого уровня. Они бывают разными, и многие из них имеют уникальные варианты использования. Они не ограничиваются Биткоином и Ethereum, причем каждая сеть по-разному решает проблемы децентрализации, безопасности и масштабируемости.

Elrond

Elrond — это сеть первого уровня, основанная в 2018 году и использующая шардинг для повышения производительности и масштабируемости. Блокчейн Elrond может обрабатывать более 100 000 транзакций в секунду (TPS). Его две уникальные особенности — протокол консенсуса Secure Proof of Stake (SPoS) и технология Adaptive State Sharding.

Функция Adaptive State Sharding — разделение и объединение шардов по мере сокращения и увеличения количества пользователей. Вся архитектура сети использует шардинг, включая ее состояние и транзакции. Валидаторы перемещаются между шардами, предотвращая злоупотребление ими.

EGLD — нативный токен сети, используемый для комиссий за транзакции, развертывания DApps и вознаграждения валидаторов. Кроме того, сеть Elrond сертифицирована Carbon Negative, так как она компенсирует выбросы CO2 своего механизма PoS.

Harmony

Harmony — это сеть первого уровня с механизмом консенсуса Effective Proof of Stake (EPoS) и поддержкой шардинга. Майннет этого блокчейна состоит из четырех шардов, каждый из которых параллельно создает и проверяет новые блоки. Каждый шард придерживает своей скорости, то есть все они могут иметь разную высоту блоков.
Для привлечения разработчиков и пользователей Harmony использует модель кроссчейн-финансов. Не требующие доверия мосты с Ethereum (ETH) и Биткоином играют ключевую роль, позволяя пользователям обмениваться токенами без рисков, связанных с мостами. Harmony планирует масштабировать Web3 за счет децентрализованных автономных организаций (DAO) и доказательств с нулевым разглашением.
Harmony набирает популярность среди пользователей, так как становится очевидно, что будущее DeFi (децентрализованных финансов) связано с мульти- и кроссчейн-возможностями. В основном эта сеть направлена на инфраструктуру NFT, инструменты DAO и межпротокольные мосты.

Ее нативный токен ONE используется для оплаты комиссий за транзакции. Его также можно разместить в стейкинге для участия в механизме консенсуса и управлении Harmony. За эти действия валидаторы сети получают вознаграждения за блок и комиссии за транзакции.

Celo

Celo — это сеть первого уровня, созданная в результате форка Go Ethereum (Geth) в 2017 году. Однако в нее были внесены некоторые существенные изменения, включая внедрение PoS и уникальной системы адресов. Экосистема Celo Web3 включает в себя DeFi, NFT и платежные решения с более чем сотней миллионов подтвержденных транзакций. Пользователи Celo в качестве публичного ключа могут использовать номер телефона или адрес электронной почты. Блокчейн легко запускается на стандартных компьютерах и не требует специального оборудования.
CELO — utility-токен, используемый для оплаты транзакций, обеспечения безопасности и вознаграждений. В сети Celo также есть стейблкоины cUSD, cEUR и cREAL, генерируемые пользователями. Их привязки поддерживаются механизмом, аналогичным DAI MakerDAO. При этом транзакции со стейблкоинами Celo можно оплачивать любым другим активом Celo.

Адресная система CELO и стейблкоины направлены на повышение доступности сети для новых пользователей, которых может пугать волатильность криптовалютного рынка.

THORChain

THORChain — это общедоступная децентрализованная кроссчейн-биржа (DEX). Она представляет собой сеть первого уровня, построенную с использованием Cosmos SDK. THORChain также использует механизм консенсуса Tendermint для проверки транзакций. Основная цель THORChain — обеспечить децентрализованную кроссчейн-ликвидность без необходимости привязывать или оборачивать активы. Сеть пользуется спросом кроссчейн-инвесторов, так как необходимость привязывать и оборачивать монеты сопряжена с дополнительным риском.

По сути, THORChain действует как управляющий хранилища, который контролирует ввод и вывод средств. Это помогает создать децентрализованную ликвидность и устранить централизованных посредников. RUNE — это нативный токен THORChain, используемый для оплаты комиссий за транзакции, управления, безопасности и проверки. 

Модель автоматического маркет-мейкера (AMM) THORChain использует RUNE в качестве базовой пары, позволяя обменять токен на любой другой поддерживаемый актив. В некотором смысле проект работает как кроссчейн Uniswap, где RUNE служит расчетным и безопасным активом для пулов ликвидности.

Kava

Kava — это блокчейн первого уровня, который сочетает скорость и совместимость Cosmos и поддержку разработчиков Ethereum. Kava Network имеет отдельный блокчейн для сред разработки EVM и Cosmos SDK. Поддержка IBC в кочейне Cosmos позволяет разработчикам развертывать децентрализованные приложения для беспрепятственного взаимодействия между экосистемами Cosmos и Ethereum. 

Kava использует механизм консенсуса Tendermint PoS, обеспечивающий мощную масштабируемость приложений в кочейне EVM. Сеть Kava Network, финансируемая KavaDAO, также предлагает открытые ончейн-поощрения разработчиков, предназначенные для вознаграждения ста лучших проектов в каждом кочейне в зависимости от использования. 

У этой сети есть KAVA — нативный токен, который выступает в роли utility-токена и токена управления, а также стейблкоин USDX, привязанный к доллару США. KAVA используют для оплаты комиссии за транзакции и размещения активов в стейкинге с целью достижения консенсуса в сети. Пользователи могут делегировать валидаторам KAVA, добавленные в стейкинг, чтобы получать долю эмиссии KAVA. Стейкеры и валидаторы также могут голосовать за предложения по управлению, определяющие параметры сети. 

IoTeX

IoTeX — это сеть первого уровня, основанная в 2017 году с целью объединить блокчейн с Интернетом вещей. Она дает пользователям контроль над данными, генерируемыми их устройствами, позволяя использовать «обеспеченные машинами DApps, активы и сервисы». Механизм сети обеспечивает хранение и безопасность информации своих пользователей.

Сочетание аппаратного и программного обеспечения IoTeX позволило разработать новое решение для эффективного управления конфиденциальностью и данными. Полученная система получения цифровых активов из реальных данных называется MachineFi.

IoTeX выпустила два полезных аппаратных продукта, известных как Ucam и Pebble Tracker. Ucam — это передовая камера домашней безопасности, которая позволяет следить за происходящим дома откуда угодно и в условиях полной конфиденциальности. Pebble Tracker — это интеллектуальный GPS с поддержкой 4G и функцией отслеживания и контроля. Он отслеживает не только данные GPS, но и погодные условия в реальном времени, включая температуру, влажность и качество воздуха.

IoTeX имеет несколько протоколов второго уровня, построенных поверх него. Блокчейн предоставляет инструменты для создания настраиваемых сетей, использующих IoT для завершения. Эти чейны также могут взаимодействовать друг с другом и обмениваться информацией через IoTeX. Разработчики могут легко создать новый подчейн для удовлетворения конкретных потребностей устройства IoT. Монеты IoTeX под названием IOTX используются для оплаты комиссий за транзакции, стейкинга, управления и проверки сети.



Резюме

Современная экосистема блокчейна имеет несколько сетей первого уровня и протоколов второго уровня. В них легко запутаться, но как только вы усвоите их принципы, вам станет легче понять их структуру. Эти знания могут быть полезны при изучении новых блокчейн-проектов, особенно когда они связаны с сетевой совместимостью и кроссчейн-решениями.