Blockkedjans Lager 1- kontra Lager 2-skalningslösningar
Hem
Artiklar
Blockkedjans Lager 1- kontra Lager 2-skalningslösningar

Blockkedjans Lager 1- kontra Lager 2-skalningslösningar

Avancerad
Publicerad May 31, 2022Uppdaterad Sep 29, 2022
8m

TL;DR

Populariteten för krypto och blockkedjor vĂ€xer exponentiellt och det gör Ă€ven antalet anvĂ€ndare och transaktioner. Även om det Ă€r lĂ€tt att se hur revolutionerande blockkedjan Ă€r, har skalbarheten – ett systems kapacitet att vĂ€xa samtidigt som man tillgodoser ökad efterfrĂ„gan – alltid varit en utmaning. Offentliga blockkedjenĂ€tverk som Ă€r mycket decentraliserade och sĂ€kra kĂ€mpar ofta för att uppnĂ„ hög genomströmning. 

Detta beskrivs ofta som blockkedjans trilemma, som sÀger att det Àr praktiskt taget omöjligt för ett decentraliserat system att samtidigt uppnÄ lika höga nivÄer av decentralisering, sÀkerhet och skalbarhet. Realistiskt sett kan blockkedjenÀtverk bara ha tvÄ av dessa tre faktorer. 

Lyckligtvis arbetar dock tusentals entusiaster och experter med skalningslösningar. NÄgra av dessa lösningar Àr utformade för att justera arkitekturen för huvudblockkedjan (Lager 1), medan andra riktar sig till Lager 2-protokoll som fungerar ovanpÄ det underliggande nÀtverket.


Introduktion

Det finns massor av blockkedjor och kryptovalutor tillgÀngliga, sÄ du kanske inte vet om du anvÀnder en Lager 1- eller Lager 2-kedja. Det finns fördelar med att dölja blockkedjekomplexiteten, men det Àr vÀrt att förstÄ ett system som du investerar i eller anvÀnder. Efter att ha lÀst den hÀr artikeln förstÄr du skillnaderna mellan Lager 1- och Lager 2-blockkedjor och olika skalbarhetslösningar.


Vad Àr en Lager 1- kontra Lager 2-blockkedja?

Termen Lager 1 hÀnvisar till basnivÄn för en blockkedjearkitektur. Den Àr huvudstrukturen i ett blockkedjenÀtverk. Bitcoin, Ethereum och BNB Chain Àr exempel pÄ Lager 1-blockkedjor. Lager 2 avser nÀtverk byggda ovanpÄ andra blockkedjor. SÄ om Bitcoin Àr ett Lager 1 Àr Lightning Network som körs ovanpÄ det ett exempel pÄ ett Lager 2. 

FörbÀttringar av blockkedjenÀtverkets skalbarhet kan kategoriseras i Lager 1- och Lager 2-lösningar. En Lager 1-lösning Àndrar reglerna och mekanismerna för den ursprungliga blockkedjan direkt. En Lager 2-lösning anvÀnder ett externt, parallellt nÀtverk för att underlÀtta transaktioner och ta bort dem frÄn huvudkedjan.


Varför Àr blockkedjans skalbarhet viktig?

FörestĂ€ll dig att en ny motorvĂ€g byggs mellan en storstad och dess snabbt vĂ€xande förort. Eftersom mĂ€ngden trafik som passerar genom motorvĂ€gen ökar och trĂ€ngsel blir vanligt – sĂ€rskilt under rusningstid – kan den genomsnittliga tiden för att komma frĂ„n A till B öka avsevĂ€rt. Inte sĂ„ konstigt, med tanke pĂ„ att vĂ€ginfrastrukturen har sin begrĂ€nsade kapacitet och efterfrĂ„gan stĂ€ndigt vĂ€xer.

Vad kan myndigheterna göra för att hjÀlpa fler pendlare att resa snabbare via den hÀr rutten? En lösning skulle vara att förbÀttra sjÀlva motorvÀgen och lÀgga till extra körfÀlt pÄ varje sida av vÀgen. Detta Àr dock inte alltid praktiskt, eftersom det Àr en dyr lösning som skulle orsaka stora problem för dem som redan anvÀnder motorvÀgen. Ett alternativ Àr att tÀnka kreativt och övervÀga olika tillvÀgagÄngssÀtt som inte Àr förknippade med att göra förÀndringar i kÀrninfrastrukturen, till exempel genom att bygga ytterligare servicevÀgar eller till och med starta en spÄrvÀg lÀngs motorvÀgen.

I blockkedjeteknikens vÀrld skulle den primÀra motorvÀgen vara Lager 1 (huvudnÀtet), medan de ytterligare servicevÀgarna skulle vara Lager 2-lösningar (sekundÀra nÀtverk för att förbÀttra den totala kapaciteten).

Bitcoin, Ethereum och Polkadot betraktas alla som Lager 1-blockkedjor. De Àr basskiktet för blockkedjor som bearbetar och registrerar transaktioner för sina respektive ekosystem och har en egen kryptovaluta som vanligtvis anvÀnds för att betala avgifter och andra nyttoomrÄden. Polygon Àr ett exempel pÄ en Lager 2-skalningslösning för Ethereum. Polygon-nÀtverket gör regelbundet kontrollpunkter till Ethereums huvudnÀt för att uppdatera det om dess status.

Genomströmningskapaciteten Àr en viktig del av en blockkedja. Den Àr ett mÄtt pÄ hastighet och effektivitet som visar hur mÄnga transaktioner som kan bearbetas och registreras inom en viss tidsram. NÀr antalet anvÀndare ökar och antalet samtidiga transaktioner ökar kan en Lager 1-blockkedja bli lÄngsam och dyr att anvÀnda. Detta gÀller sÀrskilt för Lager 1-blockkedjor som anvÀnder en bevis pÄ arbete-mekanism i motsats till bevis pÄ insats. 


Aktuella Lager 1-problem

Bitcoin och Ethereum Àr bra exempel pÄ Lager 1-nÀtverk med skalningsproblem. BÄda sÀkrar nÀtverket genom en distribuerad konsensusmodell. Det innebÀr att alla transaktioner verifieras av flera noder innan de valideras. De sÄ kallade utvinningsnoderna tÀvlar alla om att lösa ett komplext berÀkningspussel och alla framgÄngsrika miners belönas i nÀtverkets egen kryptovaluta. 

Med andra ord krÀver alla transaktioner oberoende verifiering av flera noder innan de kan bekrÀftas. Detta Àr ett effektivt sÀtt att logga och registrera korrekta, verifierade data till blockkedjan, samtidigt som risken för attacker frÄn skadliga aktörer minskas. Men nÀr du vÀl har ett nÀtverk som Àr sÄ populÀrt som Ethereum eller Bitcoin blir efterfrÄgan pÄ genomströmning ett stÀndigt vÀxande problem. NÀr överbelastning sker i nÀtverket blir bekrÀftelsetiderna lÄngsammare och transaktionsavgifterna högre för anvÀndarna.


Hur fungerar Lager 1-skalningslösningar?

Det finns flera alternativ tillgĂ€ngliga för Lager 1-blockkedjor som kan öka dataflödet och den totala nĂ€tverkskapaciteten. NĂ€r det gĂ€ller blockkedjor som anvĂ€nder bevis pĂ„ arbete kan en övergĂ„ng till bevis pĂ„ insats vara ett alternativ för att öka antalet transaktioner per sekund (TPS) samtidigt som behandlingsavgifterna minskas. ÄndĂ„ finns det blandade Ă„sikter i kryptocommunityn om fördelarna och de lĂ„ngsiktiga konsekvenserna av bevis pĂ„ insats.

Skalningslösningar i Lager 1-nÀtverk introduceras vanligtvis av projektets utvecklingsteam. Beroende pÄ lösningen mÄste communityn göra en hÄrd eller mjuk gaffel frÄn nÀtverket. Vissa smÄ förÀndringar Àr bakÄtkompatibla, till exempel Bitcoin SegWit-uppdatering. 

Större förÀndringar, som att öka Bitcoin blockstorlek till 8 MB, krÀver en hÄrd gaffel. Detta skapar tvÄ versioner av blockkedjan, en med uppdateringen och en utan. Ett annat alternativ för att öka nÀtverkets genomströmning Àr horisontell delning. Detta delar upp en blockkedjas operationer i flera mindre sektioner som kan bearbeta data samtidigt, snarare Àn sekventiellt.


Hur fungerar Lager 2-skalningslösningar?

Som vi diskuterat förlitar sig Lager 2-lösningar pÄ sekundÀra nÀtverk som fungerar parallellt eller oberoende av huvudkedjan.

Sammanslagningar

Nollkunskaps-sammanslagningar (den vanligaste typen) paketerar Lager 2-transaktioner utanför kedjan och skickar in dem som en transaktion i huvudkedjan. Dessa system anvÀnder giltighetsbevis för att kontrollera transaktionernas integritet. TillgÄngarna hÄlls i den ursprungliga kedjan med ett överbryggande smart kontrakt och det smarta kontraktet bekrÀftar att sammanslagningen fungerar som avsett. Detta ger sÀkerheten till det ursprungliga nÀtverket, samt fördelarna med en mindre resurskrÀvande sammanslagning. 

Sidokedjor

Sidokedjor Àr oberoende blockkedjenÀtverk med sina egna uppsÀttningar av validerare. Detta innebÀr att det överbryggande smarta kontraktet pÄ huvudkedjan inte verifierar giltigheten för sidokedjenÀtverket. DÀrför mÄste du lita pÄ att sidokedjan fungerar korrekt, eftersom den kan kontrollera tillgÄngarna i den ursprungliga kedjan. 

Statskanaler

En statskanal Àr en tvÄvÀgskommunikationsmiljö mellan de handlande parterna. Parterna förseglar en del av den underliggande blockkedjan och ansluter den till en transaktionskanal utanför kedjan. Detta görs vanligtvis via ett förutbestÀmt smart kontrakt eller en multisignatur. Parterna utför sedan en transaktion eller ett parti transaktioner utanför kedjan, utan att omedelbart skicka transaktionsdata till den underliggande distribuerade huvudboken (alltsÄ huvudkedjan). NÀr alla transaktioner i uppsÀttningen Àr klara sÀnds kanalens slutliga "tillstÄnd" till blockkedjan för validering. Denna mekanism gör det möjligt att förbÀttra transaktionshastigheten och öka nÀtverkets totala kapacitet. Lösningar som Bitcoin Lightning Network och Ethereums Raiden fungerar baserat pÄ statskanaler.

Kapslade blockkedjor

Denna lösning bygger pÄ en uppsÀttning sekundÀra kedjor som ligger ovanpÄ den huvudsakliga, "överordnade" blockkedjan. Kapslade blockkedjor fungerar enligt de regler och parametrar som faststÀllts av moderkedjan. Huvudkedjan deltar inte i genomförandet av transaktioner, och dess roll Àr begrÀnsad till tvistlösning vid behov. Det dagliga arbetet delegeras till "barn"-kedjor som returnerar de bearbetade transaktionerna till huvudkedjan nÀr den Àr klar. OmiseGO:s Plasma-projekt Àr ett exempel pÄ en Lager 2-kapslad blockkedjelösning.


BegrÀnsningar för skalningslösningar för Lager 1 och Lager 2

BÄde Lager 1- och Lager 2-lösningar har unika fördelar och nackdelar. Att arbeta med Lager 1 kan ge den mest effektiva lösningen för storskaliga protokollförbÀttringar. Detta innebÀr dock ocksÄ att validerarna mÄste övertygas om att acceptera förÀndringar via en hÄrd gaffel.

Ett exempel dÄ validerare kanske inte vill göra detta Àr i bytet frÄn bevis pÄ arbete till bevis pÄ insats. Miners kommer att förlora inkomst genom denna övergÄng till ett effektivare system, vilket avskrÀcker dem frÄn att förbÀttra skalbarheten.

Lager 2 ger ett mycket snabbare sÀtt att förbÀttra skalbarheten. Beroende pÄ vilken metod som anvÀnds kan du dock förlora mycket av sÀkerheten frÄn den ursprungliga blockkedjan. AnvÀndarna litar pÄ nÀtverk som Ethereum och Bitcoin tack vare deras motstÄndskraft och bevisade sÀkerhet. Genom att ta bort aspekter frÄn Lager 1 mÄste man ofta lita pÄ Lager 2-teamet och nÀtverket för effektiviteten och sÀkerheten.


Vad Àr nÀsta steg efter Lager 1 och Lager 2?

En nyckelfrÄga Àr om vi ens kommer att behöva Lager 2-lösningar nÀr Lager 1-lösningar blir mer skalbara. Befintliga blockkedjor förbÀttras stÀndigt och nya nÀtverk skapas redan nu med god skalbarhet. Det kommer dock att ta lÄng tid för stora system att förbÀttra skalbarheten och det kan inte garanteras. Det mest troliga alternativet Àr att Lager 1-lösningar fokuserar pÄ sÀkerhet och tillÄter Lager 2-nÀtverk att skrÀddarsy sina tjÀnster till specifika anvÀndningsomrÄden. 

Inom en snar framtid finns det en god chans att stora kedjor som Ethereum fortfarande kommer att dominera tack vare deras stora anvÀndar- och utvecklarcommunity. Dess stora, decentraliserade valideringsuppsÀttning och betrodda rykte skapar dock en solid bas för riktade Lager 2-lösningar.


Sammanfattningsvis

Sedan krypto började har jakten pÄ förbÀttrad skalbarhet skapat ett tvÄdelat tillvÀgagÄngssÀtt med Lager 1-förbÀttringar och Lager 2-lösningar. Om du har en mÄngsidig kryptoportfölj finns det en god chans att du redan har exponering för bÄde Lager 1- och Lager 2-nÀtverk. Nu förstÄr du skillnaderna mellan de tvÄ, samt de olika metoderna för skalning som de erbjuder.