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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
