Что такое слой в блокчейне и криптовалютах? простое определение

Введение

Независимо от того, являетесь ли вы начинающим инвестором или энтузиастом технологий, понимание уровней имеет важное значение для ориентации в сложном мире криптовалют. В английском языке «layer» означает «слой». В экосистеме блокчейна каждый уровень представляет собой уровень инфраструктуры, который опирается на протоколы и технологии, направленные на повышение производительности сети.

Каждый слой играет определенную роль в общем функционировании блокчейна. Эти уровни представляют собой техническую основу, которая позволяет реализовать более сложные решения, такие как более быстрые, дешевые и безопасные транзакции. Например, хотя биткоин очень безопасен и децентрализован, его масштабируемость остается ограниченной, что ограничивает его способность обрабатывать большое количество транзакций. Напротив, блокчейны вроде Solana чрезвычайно быстры, но страдают от высокой степени централизации. Именно в этом контексте возникла концепция слоев как ответ на преодоление этих проблем.

В экосистеме блокчейна существует несколько типов слоев , каждый из которых играет свою роль в улучшении сетей. Понимание этих уровней необходимо не только для понимания того, как работают криптовалюты, но и для выявления проблем, с которыми они сталкиваются.

Почему слои так важны для блокчейна?

Уровни играют решающую роль в решении ключевых задач блокчейна, включая масштабируемость , безопасность и децентрализацию .

Это трио, часто называемое «трилеммой блокчейна», представляет собой три фундаментальные проблемы, которые пытаются преодолеть различные уровни.

Уровни предназначены для повышения эффективности сети, обеспечивая при этом взаимодействие между различными системами . Каждый уровень специализируется на определенном аспекте: например, уровень 1 обрабатывает базовые транзакции, в то время как решения уровня 2 выполняют более сложные операции, не перегружая основной блокчейн.

Такое разделение задач помогает улучшить масштабируемость и снизить транзакционные издержки . Но это еще не все: слои также стимулируют инновации. Например, такие решения, как объединения и сайдчейны второго уровня , помогают усилить децентрализацию , оптимизируя транзакции и повышая производительность сети.

слои открывают новые захватывающие перспективы для экосистемы блокчейна и позволяют преодолеть текущие ограничения сетей. Благодаря им блокчейны могут развиваться более эффективно, быстро и безопасно.

Трилемма криптовалюты:

Критерии	Описание	Влияние на другие критерии
Безопасность	Защита от атак и мошенничества.	Может снизить масштабируемость и децентрализацию .
Децентрализация	Отсутствие централизованного контроля над сетью.	Может ограничить масштабируемость и усложнить безопасность .
Масштабируемость	Возможность обработки большого количества транзакций.	Может поставить под угрозу безопасность и децентрализацию .

Что такое слой 0?

Уровень 0 не является блокчейном как таковым.

Когда мы говорим об «Уровне O», некоторые люди вспоминают проекты с таким названием, которые используют протокол, обеспечивающий связь между различными блокчейнами. На самом деле речь идет не о дополнительном слое, а скорее о языке, совместимом с несколькими слоями 1 и 2, что упрощает передачу криптовалют между этими слоями и блокчейнами.

Другие считают, что «уровень 0» — это инфраструктура, которая поддерживает уровень 1, например, сети майнеров, которые обеспечивают и управляют консенсусом Proof of Work для Bitcoin, или сети, которые позволяют узлам в блокчейне общаться друг с другом. Все сводится к базовой инфраструктуре, необходимой для функционирования Уровня 1.

Инфраструктура, поддерживающая уровень 0

В первой концепции уровень 0 составляет основу архитектуры блокчейна, выступая в качестве фундамента, на котором могут быть построены другие уровни, обеспечивая взаимосвязь и совместимость между различными блокчейнами.

Сюда входят такие основные элементы, как узлы , которые проверяют и подтверждают транзакции, серверы , на которых работают эти узлы, и, конечно же, пользователи , которые взаимодействуют с протоколом. Вы также обнаружите майнеров как часть консенсусного уровня Proof of Work или валидаторов (в зависимости от используемого консенсуса), а также Интернет и все его компоненты.

Связь между различными блокчейнами

Уровень 0 не только служит общей основой, но и обеспечивает связь между различными блокчейнами. Идея состоит в том, чтобы не добавлять новые слои поверх существующих блокчейнов, а строить их непосредственно на этой основе , тем самым способствуя взаимодействию между двумя различными блокчейнами.

Идея состоит в том, чтобы создать экосистему, в которой каждый блокчейн может работать автономно, будучи при этом подключенным к другим. Благодаря интегрированным протоколам связи и системам консенсуса эти платформы позволяют подключать несколько блокчейнов, чтобы они могли обмениваться данными, не ставя под угрозу их безопасность или децентрализацию. Это также позволяет проектам, основанным на разных блокчейнах, взаимодействовать без необходимости полагаться на централизованного посредника, что делает всю экосистему более устойчивой и безопасной.

Например , Cosmos или Polkadot являются протоколами уровня 0 . Они нацелены на решение таких проблем, как совместимость, масштабируемость и безопасность, предоставляя комплект средств разработки программного обеспечения (SDK) для упрощения создания новых блокчейнов.

Cosmos (ATOM) позволил создать Finance Chain и Terra благодаря использованию одного и того же уровня 0 , то есть одной и той же общей базы.

Аналогичным образом Polkadot предлагает комплект разработки и систему связи, которая позволяет различным блокчейнам, таким как Moonbeam , Acala или Astar , разрабатываться и работать в его сети благодаря этой общей базе .

Что такое слой 1?

В отличие от уровня 0 , который обеспечивает взаимодействие между различными блокчейнами, уровень 1 представляет собой автономный блокчейн, который работает независимо, имея собственные правила и механизмы.

Уровень 1 — это сам блокчейн . Это базовая инфраструктура, на которой основаны все приложения, протоколы и смарт -контракты . Вот несколько примеров уровня 1: биткоин, Эфириум , Солана, Кардано , Полкадот , Элронд . Каждый из этих блокчейнов имеет свои собственные протоколы и технические характеристики.

 Он включает в себя такие фундаментальные уровни, как уровни данных, сети, консенсуса и активации транзакций. Другими словами, уровень 1 представляет собой независимую публичную цепочку, имеющую свой собственный механизм консенсуса. Сети уровня 1 часто представляют собой децентрализованные сети, в которых узлы (компьютеры, участвующие в сети) проверяют транзакции, обеспечивая безопасность и прозрачность.

Транзакции обрабатываются и проверяются непосредственно на блокчейне уровня 1 , и каждый блокчейн имеет свой собственный токен ( ETH для Ethereum , BTC для Bitcoin и т. д.). Однако блокчейн уровня 1 сталкивается с трудностями трилеммы: он может быть безопасным и децентрализованным, но часто за счет масштабируемости.

Как работает слой 1

Слой 1 обычно состоит из нескольких основных компонентов: уровня консенсуса , который устанавливает правила сети, уровня исполнения , который управляет транзакциями, механизмов безопасности для защиты сети и инструментов управления для управления изменениями. Они также управляют данными, а не только транзакциями. Основная цель — обеспечить действительность транзакций, сохранив при этом целостность децентрализованного реестра. Например, Bitcoin, благодаря консенсусу Proof-of -Work , считается одной из самых безопасных и децентрализованных сетей.

Работа уровня 1 основана на алгоритмическом консенсусе , который позволяет проверять транзакции и добавлять новые блоки в цепочку. Биткоин использует Proof of Work ( PoWER ) для проверки транзакций, в то время как Ethereum недавно принял Proof of Stake ( PoS ) , что позволяет проверять блоки более экологичным и быстрым способом.

блокчейн уровня 1 также имеет собственный токен , который играет центральную роль в сети. Например, Bitcoin (BTC) и Ethereum (ETH) — это токены , используемые для оплаты комиссий за транзакции и вознаграждения валидаторов (майнеров или стекеров ), которые обеспечивают безопасность сети.

Развитие уровня 1

Разработчики активно работают над решениями по улучшению масштабируемости и снижению затрат на уровне 1 . Например, Ethereum представил Ethereum 2.0 , цель которого — улучшить скорость транзакций и потребление энергии за счет внедрения Proof of Stake ( PoS ) . Аналогичным образом, Solana выделяется своей способностью обрабатывать тысячи транзакций в секунду благодаря своей технологии Proof of History ( PoH ) , что делает ее одной из самых быстрых сетей на рынке.

Преимущества и недостатки Tableau Layer 1

Преимущества	Недостатки
Безопасность и децентрализация : уровни 1, как правило, наиболее безопасны благодаря хорошо отлаженным механизмам консенсуса.	Ограниченная масштабируемость : например, Bitcoin может обрабатывать около 7 транзакций в секунду (TPS), а Ethereum — около 30. Это может создавать узкие места в периоды высокого спроса.
Суверенитет сети : каждый блокчейн уровня 1 является автономным и работает независимо от других, что обеспечивает независимость.	Высокие комиссии : во время перегрузки сети комиссии могут стать очень высокими. Майнеры отдают приоритет транзакциям с более высокими комиссиями, что увеличивает издержки пользователей.

Что такое слой 2?

Уровни 2 накладываются на уровни 1 , что позволяет снизить нагрузку на основной блокчейн, в частности, за счет улучшения масштабируемости без ущерба для безопасности и децентрализации. Цель состоит в том, чтобы обрабатывать гораздо больше транзакций, намного быстрее, используя при этом преимущества безопасности уровня 1 . В отличие от уровня 1 , который является независимым блокчейном, уровень 2 строится на уже существующей инфраструктуре, используя механизмы безопасности и децентрализации базового блокчейна. Например, такие решения, как Polygon (MATIC) или Lightning Network для Bitcoin, могут обрабатывать тысячи транзакций в секунду, что намного больше, чем может обрабатывать Layer 1, такой как Ethereum или Bitcoin , в одиночку.

Распространенная аналогия: покупки в супермаркете. В первом сценарии вы платите за каждый купленный товар, что приводит к множеству транзакций. Во втором случае вы заполняете корзину и совершаете только две транзакции на кассе. Эта система сокращает количество транзакций, сохраняя тот же результат. Аналогичным образом, уровень 2 оптимизирует масштабируемость, обрабатывая операции за пределами уровня 1, записывая только самое необходимое.

уровни 2 необходимы для решения проблемы перегрузки сети, поскольку они обрабатывают часть транзакций перед их отправкой обратно в основной блокчейн.

сети уровня 2 снижают перегрузку сетей уровня 1 , позволяя обрабатывать больше транзакций в секунду, не перегружая основной блокчейн. Эти решения обеспечивают улучшенную масштабируемость и сниженные комиссии , что имеет решающее значение для массового внедрения технологий блокчейна, особенно для децентрализованных приложений ( dApps ) и смарт- контрактов .

Многие инвесторы делают ставку на Layer 2, чтобы сделать их максимально масштабируемыми. Некоторые уже отмечают неотъемлемые ограничения существующих блокчейнов, в то время как другие полагают, что Layer 2 также можно использовать для запуска новых криптовалют.

Как работает слой 2

Решения уровня 2 используют различные подходы для оптимизации блокчейна уровня 1 . Наиболее распространенными из них являются сайдчейны , роллапы и каналы состояний . Каждый подход имеет свои преимущества и механизмы.

• Сайдчейны : Мы больше не можем говорить о «втором слое»; Это просто параллельный блокчейн, который взаимодействует с первым. Это независимые блокчейны, но подключенные к основному блокчейну (уровень 1). Они позволяют обрабатывать определенные транзакции, обеспечивая при этом совместимость с уровнем 1 .

Каналы состояний используются в таких решениях, как Lightning Network для Bitcoin, Raiden Network для Ethereum и Celer для других блокчейнов.

Представьте себе, что кто-то совершает с вами несколько транзакций. В конце он отправляет вам сводку обменов (что вы отправили, получили и что вам вернули). Все это делается за пределами основного блокчейна, который используется только для открытия и закрытия канала, что позволяет избежать его перегрузки.

Это позволяет выполнять многие вычисления во второй цепочке, тем самым снижая нагрузку на первую.

• Государственные каналы или каналы состояния: они позволяют обрабатывать транзакции вне блокчейна между двумя сторонами и отправлять окончательный результат в блокчейн только после завершения транзакции.

Государственные каналы передают информацию на основной канал только тогда, когда они открыты и закрыты, что ограничивает частоту связи.

Напротив, накопительные пакеты отправляют наборы информации более регулярно, что повышает безопасность, позволяя основной цепочке постоянно отслеживать происходящее. Это позволяет выполнять более сложные и ресурсоемкие вычисления, чем в государственных каналах.

• Накопления : они объединяют несколько транзакций вне блокчейна, а затем записывают их как одну транзакцию в базовом блокчейне. Два типа роллапов : оптимистичный Накопительные пакеты и ZK- накопители .

Оптимисты​ Накопительные транзакции работают на основе доверия с задержкой подтверждения в основной цепочке для проверки действительности транзакций. Это быстро, но если обнаружена ошибка, для ее отмены потребуется комиссия за транзакцию. Эту технологию используют такие сети, как Arbitrum и Optimism . Возможны задержки и отказы в выплатах.

ZK -Roll Ups или доказательства неразглашения являются более продвинутыми. Zk -rollups позволяют быстро обрабатывать большое количество транзакций, подтверждая их действительность без раскрытия всех деталей основному блокчейну.  Они используют математические доказательства ( нулевое разглашение) Доказательства ) для подтверждения транзакций без необходимости их полного раскрытия.

Это позволяет подтверждать корректность транзакций, не дожидаясь задержек и не перегружая основной блокчейн.

Например, они позволяют продемонстрировать при каждой транзакции наличие финансовых возможностей, необходимых для совершения платежа. Примерами компаний, использующих эту технологию, являются Stackware и Aztec .

Подводя итог, можно сказать, что ZK-Roll Ups считаются более безопасными и эффективными, хотя их внедрение все еще находится на стадии разработки. Существуют также другие решения, такие как Plasma и Validum , которые основаны на схожих принципах.

Таблица: Основные решения уровня 2, их преимущества и недостатки:

Подход	Описание	Преимущества	Недостатки
Сайдчейны	Параллельный блокчейн, подключенный к уровню 1.	— Разгружает уровень 1. — Совместимость.	— Менее безопасно. — Риск централизации.
Государственные каналы	Оффчейн-транзакции с обобщением в блокчейне.	— Быстрые транзакции. — Меньше нагрузки на блокчейн.	— Ограничено обменами между двумя сторонами. — Снижение частоты связи.
Оптимистичный Свертывания	Объединяет транзакции вне сети, проверяемые основной сетью после задержки.	— Скорость. — Масштабируемость.	— Крайний срок подтверждения. — Плата за отмену ошибок.
ZK — Накопители	Использует математические доказательства для проверки, не раскрывая деталей.	— Безопасно и быстро. — Никаких задержек подтверждения.	— Принятие в разработке. — Техническая сложность.

Примеры уровня 2

Во многих проектах для повышения производительности используются решения уровня 2 . Вот несколько примеров:

• Ethereum и роллапы : Ethereum использует Optimistic Rollups и ZK-Roll Ups для увеличения мощности обработки транзакций.
• Polygon : изначально разработанный как решение уровня 2 для Ethereum , Polygon развился и предлагает различные решения по масштабированию с помощью сайдчейнов и роллапов .
• Lightning Network (Биткойн) : Lightning Network — это решение уровня 2 для Биткойна, которое обеспечивает мгновенные платежи с очень низкими комиссиями путем создания каналов платежей вне сети .

Преимущества и недостатки Tableau Layer 2

Преимущества уровня 2	Недостатки уровня 2
Улучшенная масштабируемость : обработка тысяч и даже миллионов транзакций в секунду без снижения скорости сети уровня 1.	Безопасность : Дополнительные риски (централизация боковой цепи , уязвимости роллапов ).
Более низкие комиссии за транзакции : транзакции вне сети облагаются более низкими комиссиями, чем транзакции уровня 1.	Техническая сложность : сложная реализация, требующая доработок со стороны разработчиков.
Улучшенный пользовательский интерфейс : повышенная скорость и снижение затрат делают использование приложений более гибким и доступным.	Взаимодействие : проблемы совместимости между различными решениями и блокчейнами, замедляющие внедрение.

Подводя итог, можно сказать, что уровни 2 необходимы для расширения возможностей блокчейнов уровня 1 , сохраняя при этом их безопасность, децентрализацию и решая проблемы масштабируемости.

Что такое слой 3?

Уровень 3 — довольно расплывчатое понятие, которое может означать несколько вещей в зависимости от источника. Действительно, определения значительно различаются от сайта к сайту. В целом, уровень 3 может быть дополнительным уровнем после уровня 2 (но сейчас более актуально сосредоточиться на уровне 2, поскольку в этой области еще предстоит провести много исследований и разработок ). 

Слой 3 — это своего рода Слой 2 Слоя 2 . Он совершенствует некоторые конкретные аспекты Уровня 2, делая их еще более эффективными. Эти слои часто специализируются на определенных функциях, таких как улучшение масштабируемости , усиление безопасности или обеспечение анонимности .

Важно не путать уровень 2 и уровень 3. Уровень 2 служит основой для взаимодействия блокчейнов, в то время как уровень 3 обеспечивает взаимодействие между блокчейнами, которые не имеют общей базы (уровень 0), такими как Bitcoin и Ethereum , которые не могут обмениваться данными напрямую без посредничества уровня 3.

Уровни 3 также могут соответствовать определенным функциям или приложениям, созданным на основе сети уровня 2, что позволяет удовлетворять определенные потребности. Наконец, некоторые дополнительные уровни могут быть сосредоточены исключительно на управлении данными или других конкретных задачах.

Дополнительный слой за пределами слоя 2

Мы согласны с тем, что уровень 2 позволяет нам оптимизировать определенные аспекты блокчейна и его инфраструктуры. Что ж, уровень 3 позволит вам оптимизировать некоторые весьма специфические аспекты уровня 2. Все эти блокчейны, уровень 2 и уровень 1, не могут взаимодействовать друг с другом. А третий уровень предоставит решение, которое позволит блокчейнам взаимодействовать друг с другом.

Ответ на конкретные потребности

Блокчейны уровня 3 часто называют блокчейнами, ориентированными на конкретные приложения , поскольку они действительно имеют узкую специализацию в своем использовании. По сути, это конкретные подчасти Уровня 2, которые позволят улучшить различные аспекты. У нас будет уровень 3 для масштабируемости, уровень 3 для безопасности, для анонимности и т. д.

Использовать

Уровень 3 направлен на упрощение взаимодействия между различными блокчейнами. Например, они позволяют использовать один адрес для отправки ETH ( Ethereum ) на адрес Bitcoin или для хранения Bitcoin на адресе Ethereum . В настоящее время многие люди совершают ошибку, отправляя биткоины на адрес Ethereum , что приводит к необратимой потере своих средств.

Хотя уровень 3 пока малоизвестен, он представляет собой важный шаг вперед в оптимизации блокчейна. Известным проектом в этой области является Stackware — продукт уровня 3, который значительно повышает масштабируемость за счет более эффективного управления стеком технологий и снижения перегрузки уровня 2.

Появление	Описание
Общая концепция	Дополнительные слои за пределами слоя 2, специализирующиеся на определенных функциях (масштабируемость, безопасность, анонимность).
Связь со слоем 2	Оптимизировать и усовершенствовать отдельные аспекты уровня 2.
Взаимодействие	Обеспечить связь между различными блокчейнами (например, Bitcoin и Ethereum ).
Конкретные приложения	Специализируется на улучшении таких аспектов, как масштабируемость, безопасность или анонимность.
Пример проекта	Stackware : улучшает масштабируемость за счет оптимизации управления на уровне 2 и снижения перегрузки.
Полезность для пользователей	Позволяет отправлять криптовалюту между различными блокчейнами без потери средств.

Заключение

В связи с быстрым развитием технологий блокчейна понимание различных уровней становится необходимым для понимания основных вопросов трилеммы блокчейна, таких как безопасность , масштабируемость и децентрализация . Это также обеспечивает лучшее понимание решений, предлагаемых различными криптовалютными платформами , которые стремятся решить эти проблемы, одновременно повышая общую эффективность сетей.

Проблема в том, что эти три аспекта невозможно оптимизировать одновременно. Вот тут-то и появляется слой 2 . Уровень 2, по-видимому, в целом или частично является ключевым решением для масштабируемости блокчейна.

Однако это не происходит за счет основных ценностей децентрализованного сообщества, таких как безопасность и настоящая децентрализация, ценностей, которые в первую очередь гарантируются Уровнем 1, например, Биткоином.

Подводя итог, можно сказать, что уровень 0 на самом деле представляет собой основу: базовую инфраструктуру, своего рода корень системы, которая позволяет всему остальному функционировать. Уровень 1 — это сам блокчейн , это архитектура сетей, таких как Bitcoin или Ethereum . Уровень 2 улучшает эту архитектуру, оптимизируя масштабируемость, например, для Bitcoin с помощью таких решений, как Lightning Network. Наконец, уровень 3 касается приложений и соединений между различными блокчейнами, обеспечивая взаимодействие и функциональность систем.

Вопросы масштабируемости блокчейна являются ключевыми. Инновационные решения, позволяющие их решить, будут становиться все более ценными по мере их внедрения.

В конечном итоге понимание этих технологических вопросов поможет выявить инвестиционные возможности и получить реальное преимущество.