Vad är lager 1 i en blockkedja?

TL;DR

Lager 1 hänvisar till ett basnätverk, såsom Bitcoin, BNB-kedjan eller Ethereum och dess underliggande infrastruktur. Lager 1-blockkedjor kan validera och slutföra transaktioner utan behov av ett annat nätverk. Att göra förbättringar för skalbarheten för lager 1-nätverk är svårt, vilket vi har sett med Bitcoin. Som en lösning skapar utvecklare lager 2-protokoll som förlitar sig på lager 1-nätverket för säkerhet och konsensus. Bitcoins Lightning-nätverket är ett exempel på ett lager 2-protokoll. Det tillåter användare att göra fria transaktioner innan de registreras i huvudkedjan.

Introduktion

Lager 1 och lager 2 är termer som hjälper oss att förstå arkitekturen för olika blockkedjor, projekt och utvecklingsverktyg. Om du någonsin har undrat över förhållandet mellan Polygon och Ethereum eller Polkadot och dess parakedjor, kommer du förstå detta bättre genom att lära dig om de olika blockkedjelagren.

Vad är lager 1?

Ett lager 1-nätverk är ett annat namn för en basblockkedja. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) och Solana är alla lager 1-protokoll. Vi kallar dem lager 1 eftersom dessa är huvudnätverken inom deras ekosystem. Till skillnad från lager 1 har vi lösningar utanför kedjan och andra lager 2-lösningar som byggs ovanpå huvudkedjorna.

Med andra ord är ett protokoll lager 1 när det bearbetar och slutför transaktioner i sin egen blockkedja. De har också sin egen token, som används för att betala transaktionsavgifter.

Lager 1-skalning

Ett vanligt problem med lager 1-nätverken är deras oförmåga att skala. Bitcoin och andra stora blockkedjor har kämpat för att bearbeta transaktioner ju mer efterfrågan ökar. Bitcoin använder konsensusmekanismen bevis på arbete (PoW), vilket kräver mycket beräkningsresurser.

Även om PoW säkerställer decentralisering och säkerhet, tenderar PoW-nätverk också att sakta ner när transaktionsvolymen är för hög. Detta ökar bekräftelsetiderna för transaktionerna och gör avgifterna dyrare.

Blockkedjeutvecklare har arbetat med skalbarhetslösningar i många år, men det pågår fortfarande mycket diskussion om vilka som är de bästa alternativen. Lager 1-skalning inkluderar dessa alternativ:

1. Ökar blockstorleken, vilket gör att fler transaktioner kan bearbetas i varje block.

2. Ändrar konsensusmekanismen som används, till exempel med den kommande Ethereum 2.0-uppdateringen.

3. Implementerar sharding. Detta är en form av databaspartitionering.

Förbättringar av lager 1 kräver betydande arbete för implementeringen. I många fall kommer inte alla nätverksanvändare att gå med på ändringen. Detta kan leda till en splittring inom communityn eller till och med en hård gaffel, vilket hände med Bitcoin och Bitcoin Cash 2017.

SegWit

Ett exempel på en lager 1-lösning för skalning är Bitcoins SegWit (segregerat vittne). Detta ökade Bitcoins genomströmning genom att ändra hur blockdata organiseras (digitala signaturer blev inte längre en del av transaktionsinmatningen). Förändringen frigjorde mer utrymme för transaktioner per block, utan att påverka nätverkets säkerhet. SegWit implementerades via en bakåtkompatibel, mjuk gaffel. Detta innebär att även Bitcoin-noderna som ännu inte är uppdaterade för att inkludera SegWit fortfarande kan behandla transaktionerna.

Vad är lager 1-sharding?

Sharding är en populär skalningslösning i lager 1 som används för att öka transaktionsgenomströmningen. Tekniken är en form av databaspartitionering som kan appliceras på blockkedjedistribuerade orderböcker. Ett nätverk och dess noder är uppdelade i olika sharder för att sprida arbetsbelastningen och förbättra transaktionshastigheten. Varje shard hanterar en delmängd av hela nätverkets aktivitet, vilket innebär att den har sina egna transaktioner, noder och separata block.

Med sharding finns det inget behov för varje nod att behålla en fullständig kopia av hela blockkedjan. Istället rapporterar varje nod det slutförda arbetet tillbaka till huvudkedjan för att dela tillståndet för deras lokala data, inklusive adressernas balans och andra nyckeltal.

Lager 1 kontra lager 2

När det kommer till förbättringar är inte allt lösbart i lager 1. På grund av tekniska begränsningar är vissa förändringar svåra eller nästan omöjliga att göra på det huvudsakliga blockkedjenätverket. Ethereum, till exempel, uppgraderar till bevis på insats (PoS), men denna process har tagit år att utveckla.

Vissa användningsområden kan helt enkelt inte fungera med lager 1 på grund av skalbarhetsproblem. Ett blockkedjespel kan i praktien inte använda Bitcoin-nätverket på grund av de långa transaktionstiderna. Däremot kanske spelet fortfarande vill använda lager 1:s säkerhet och decentralisering. Det bästa alternativet är att bygga en lager-2-lösning ovanpå nätverket.

Lightning-nätverket

Lager 2-lösningar bygger på lager 1 och förlitar sig på att det slutför dess transaktioner. Ett känt exempel är Lightning-nätverket. Bitcoin-nätverket med tung trafik kan ta timmar att bearbeta transaktioner. Lightning-nätverket låter användarna göra snabba betalningar med sina Bitcoin utanför huvudkedjan och den slutliga balansen rapporteras tillbaka till huvudkedjan senare. Detta samlar i princip allas transaktioner till en sista post, vilket sparar tid och resurser.

Exempel på lager 1-blockkedjor

Nu när vi vet vad lager 1 är kan vi titta på några exempel. Det finns ett stort utbud av lager 1-blockkedjor och många stödjer unika användningsområden. Det handlar inte bara om Bitcoin och Ethereum och varje nätverk har olika lösningar på blockkedjeteknikens trilemma decentralisering, säkerhet och skalbarhet.

Elrond

Elrond är ett lager 1-nätverk grundat 2018, som använder sharding för att förbättra sin prestanda och skalbarhet. Elronds blockkedja kan behandla över 100 000 transaktioner per sekund (TPS). Dess två unika huvudegenskaper är dess säkra bevis på insats (SPoS) konsensusprotokoll och Adaptive State Sharding.

Adaptive State Sharding sker via shard-delningar och går samman när nätverket tappar eller får nya användare. Nätverkets hela arkitektur är delad, inklusive dess tillstånd och transaktioner. Validerarna flyttar också mellan sharder, vilket minskar risken för ett farligt övertagande av en shard.

Elronds egen token EGLD används för transaktionsavgifter, distribution av DApps och belöningar till användare som deltar i nätverkets valideringsmekanism. Dessutom är Elrond-nätverket certifierat kol-negativt, eftersom det kompenserar för mer CO2 än vad dess PoS-mekanism är ansvarig för.

Harmony

Harmony är ett effektivt bevis på insats (EPoS) och ett lager 1-nätverk med stöd för sharding. Blockkedjans huvudnät har fyra sharder som var och en skapar och verifierar nya block parallellt. En shard kan göra detta i sin egen hastighet, vilket betyder att de alla kan ha olika block-höjder.

Harmony använder för närvarande en "tvärkedjefinans"-strategi för att locka utvecklare och användare. Trustless-broar till Ethereum (ETH) och Bitcoin spelar en nyckelroll, vilket gör att användarna kan byta ut sina token utan de vanliga frihetsberövande riskerna med broar. Harmonys huvudsakliga vision för att skala Web3 bygger på decentraliserade autonoma organisationer (DAO:er) och nollkunskapsbevis.

Framtiden för DeFi (Decentralized Finance) verkar vara inställd på möjligheter med flera kedjor och tvärkedjor, vilket gör Harmonys överbryggande tjänster attraktiva för användarna. NFT-infrastruktur, DAO-verktyg och interprotokollbryggor är de viktigaste fokusområdena.

Dess egen token ONE används för att betala nätverkstransaktionsavgifter. Den kan också satsas på att delta i Harmonys konsensusmekanism och styrning. Detta ger blockbelöningar och transaktionsavgifter till framgångsrika validerare.

Celo

Celo är ett lager 1-nätverk från Go Ethereum (Geth) från 2017. Det har dock gjort några betydande förändringar, inklusive implementering av PoS och ett unikt adressystem. Celo Web3-ekosystemet inkluderar DeFi, NFT:er och betalningslösningar med fler än 100 miljoner bekräftade transaktioner. På Celo kan vem som helst använda ett telefonnummer eller en e-postadress som en offentlig nyckel. Blockkedjan körs enkelt med vanliga datorer och kräver ingen speciell hårdvara.

Celos huvudtoken är CELO som är ett standardverktyg för transaktioner, säkerhet och belöningar. Celo-nätverket har också cUSD, cEUR och cREAL som stablecoin. Dessa genereras av användarna och deras kopplingar underhålls av en mekanism som liknar MakerDAO:s DAI. Dessutom kan transaktioner gjorda med Celo-stablecoin betalas med vilken annan Celo-tillgång som helst.

CELO:s adressystem och stablecoin syftar till att göra krypto mer tillgängligt och förbättra anpassningen. Volatiliteten på kryptomarknaden och svårigheterna för nykomlingar kan vara en utmaning för många.

THORChain

THORChain är en decentraliserad börs (DEX) med en tvärkedja utan behörighet. Den är ett lager 1-nätverk byggt med hjälp av Cosmos SDK. Den använder också Tendermints konsensusmekanism för att validera transaktioner. Huvudmålet med THORChain är att möjliggöra decentraliserad likviditet via tvärkedjan, utan att behöva ansluta eller slå in tillgångar. För flerkedjeinvesterare lägger koppling och inpackning ytterligare risker till processen.

I själva verket fungerar THORChain som en kassahanterare som övervakar insättningar och uttag. Detta hjälper till att skapa decentraliserad likviditet och tar bort centraliserade mellanhänder. RUNE är THORChains egen token, som används för att betala transaktionsavgifter och även för styrning, säkerhet och validering.

THORChains Automated Market Maker (AMM)-modell använder RUNE som baspar, vilket innebär att du kan byta RUNE mot vilken annan tillgång som helst. På ett sätt fungerar projektet som en tvärkedja av Uniswap, där RUNE är en avräknings- och säkerhetstillgång för likviditetspooler.

Kava

Kava är en lager 1-blockkedja som kombinerar hastigheten och interoperabiliteten hos Cosmos med utvecklarstödet från Ethereum. Med hjälp av en "co-chain"-arkitektur har Kava Network en distinkt blockkedja för både EVM- och Cosmos SDK-utvecklingsmiljöer. Detta gör det möjligt för utvecklare att distribuera decentraliserade applikationer som samverkar sömlöst mellan Cosmos och Ethereums ekosystem tillsammans med IBC-stöd på Cosmos co-chain.

Kava använder Tendermint PoS-konsensusmekanismen, vilket ger kraftfull skalbarhet till applikationerna i EVM-co-chain. Kava-nätverket finansieras av KavaDAO och har även öppna utvecklar-incitament på kejdan, utformade för att belöna de 100 bästa projekten i varje co-chain baserat på användning.

Kava har en egen nytto- och styrningstoken, KAVA och ett stablecoin kopplat till US-dollarn, USDX. KAVA används för att betala för transaktionsavgifter och satsas av validerare för att skapa nätverkskonsensus. Användarna kan delegera sin insatta KAVA till validerare för att tjäna en del av KAVA-utsläppen. Stakers och validerare kan även rösta om styrningsförslag som dikterar nätverkets parametrar.

IoTeX

IoTeX är ett lager 1-nätverk som grundades 2017, med fokus på att kombinera blockkedjan med sakernas internet. Detta ger användarna kontroll över de data som deras enheter genererar, vilket möjliggör "maskinstödda DApps, tillgångar och tjänster". Din personliga information har ett värde och att hantera den via blockkedjan garanterar säkert ägande.

IoTeX:s kombination av hårdvara och mjukvara ger en ny lösning för människor att kontrollera sin integritet och data, utan att offra användarupplevelsen. Systemet som gör det möjligt för användare att tjäna digitala tillgångar från sin verkliga data kallas MachineFi.

IoTeX släppte två intressanta hårdvaruprodukter, kända som Ucam och Pebble Tracker. Ucam är en avancerad hemsäkerhetskamera som låter användarna övervaka sina hem var som helst och med fullständig integritet. Pebble Tracker är en smart GPS med 4G-stöd och spårningsfunktioner. Den spårar inte bara GPS-data, utan även miljödata i realtid inklusive temperatur, luftfuktighet och luftkvalitet.

När det gäller blockkedjearkitektur har IoTeX ett antal lager 2-protokoll byggda ovanpå. Blockkedjan tillhandahåller verktyg för att skapa anpassade nätverk som använder IoTeX för slutförandet. Dessa kedjor kan även interagera med varandra och dela information via IoTeX. Utvecklarna kan sedan enkelt skapa en ny underkedja för att möta de specifika behoven hos deras IoT-enhet. IoTeX:s coin, IOTX, används för transaktionsavgifter, staking, styrning och nätverksvalidering.

Sammanfattningsvis

Dagens blockkedjeekosystem har flera lager 1-nätverk och lager 2-protokoll. Det är lätt att bli förvirrad, men så fort du förstår de grundläggande begreppen är det lättare att förstå den övergripande strukturen och arkitekturen. Denna kunskap kan vara användbar när du studerar nya blockkedjeprojekt, särskilt när de fokuserar på nätverkskompatibilitet och tvärkedjelösningar.