Co to jest Layer0, Layer1, Layer2, Layer3 w Blockchain? – Kryptopolita

Blockchain to rewolucyjna technologia pozwalająca na bezpieczną i przejrzystą wymianę danych. Wykorzystuje szereg warstw do przechowywania i przetwarzania informacji, które są określane jako warstwy 0-3. Każda warstwa ma swój własny cel i funkcję, co pozwala na stworzenie kompleksowego systemu, który może obsługiwać szeroką gamę transakcji.

Blockchain jest definiowany jako technologia rozproszonej księgi rachunkowej (DLT), która ułatwia bezpieczną i zaufaną wymianę zasobów cyfrowych między dwiema lub więcej stronami. Jest to unikalny system, który działa jako otwarta, zdecentralizowana sieć do przechowywania danych na wielu komputerach jednocześnie.

Layer1

W celu weryfikacji i finalizacji transakcji warstwa 1 jest podstawowym łańcuchem bloków, na którym można zbudować wiele innych warstw. Mogą działać niezależnie od innych łańcuchów bloków.

Warstwę 1 można podzielić na trzy segmenty:

1. Warstwa Danych – odpowiedzialna za przechowywanie wszelkich danych związanych z transakcjami w sieci. Obejmuje to takie rzeczy, jak historia transakcji, salda, adresy itp. Ta warstwa pomaga również zweryfikować każdą transakcję za pomocą algorytmów kryptograficznych (haszowania), aby zapewnić dokładność i bezpieczeństwo.
2. Warstwa sieciowa – odpowiedzialna za obsługę komunikacji pomiędzy użytkownikami w sieci blockchain. Odpowiada za rozgłaszanie transakcji i innych komunikatów w sieci, a także weryfikowanie dokładności i zasadności tych komunikatów.
3. Warstwa konsensusu – umożliwia blockchainowi osiągnięcie porozumienia w sprawie zbioru zasad, których muszą przestrzegać wszyscy użytkownicy podczas przeprowadzania transakcji. Zapewnia, że ​​wszystkie transakcje są ważne i aktualne, wykorzystując algorytmy konsensusu, takie jak Proof of Work, Proof of Stake lub Byzantine Fault Tolerance.
4. Warstwa aplikacji/inteligentnej umowy to miejsce, w którym większość funkcji odbywa się w sieci blockchain. Ta warstwa zawiera kod (lub inteligentne kontrakty), który można wykorzystać do konstruowania aplikacji działających na szczycie ekosystemu blockchain. Aplikacje te są w stanie wykonywać transakcje i przechowywać dane w bezpieczny, rozproszony sposób. Nie wszystkie protokoły warstwy 1 mają funkcję inteligentnego kontraktu.

Przykładami takich sieci są Bitcoin, Solana, Ethereum, Cardano— z których wszystkie mają swój własny token natywny. Ten token jest używany zamiast opłat transakcyjnych i służy jako zachęta dla uczestników sieci do przyłączenia się do sieci.

Chociaż monety te mają różne nominały w zależności od projektu bazowego, ich cel pozostaje niezmieniony: zapewnienie mechanizmu wsparcia ekonomicznego dla funkcjonalności łańcucha bloków.

Sieci warstwy 1 mają problemy ze skalowaniem, ponieważ blockchain ma trudności z przetworzeniem liczby transakcji wymaganych przez sieć. Powoduje to drastyczny wzrost opłat transakcyjnych.

Blockchain Trilemma, termin ukuty przez Vitalika Buterina, jest często przywoływany podczas omawiania potencjalnych rozwiązań tego problemu; zasadniczo wymaga zrównoważenia decentralizacji, bezpieczeństwa i skalowalności.

Wiele z tych podejść ma swoje własne kompromisy; takie jak finansowanie superwęzłów – tym samym zakup superkomputerów i dużych serwerów – w celu zwiększenia skalowalności, ale tworząc z natury scentralizowany łańcuch bloków.

Podejścia do rozwiązania trylematu blockchain:

Zwiększ rozmiar bloku

Zwiększenie rozmiaru bloku sieci warstwy 1 może efektywnie przetwarzać więcej transakcji. Jednak utrzymanie nieskończenie dużego bloku nie jest możliwe, ponieważ większe bloki oznaczają wolniejsze prędkości transakcji ze względu na zwiększone wymagania dotyczące danych i mniejszą decentralizację. Działa to jako ograniczenie skalowalności poprzez wzrost rozmiaru bloków, ograniczając wzrost wydajności potencjalnym kosztem zmniejszonego bezpieczeństwa.

Zmień mechanizm konsensusu

Chociaż mechanizmy proof-of-work (POW) nadal istnieją, są one mniej trwałe i mniej skalowalne niż ich odpowiedniki typu proof-of-stake (POS). Właśnie dlatego Ethereum przeszło z POW na POS; celem jest zapewnienie bezpieczniejszego i bardziej niezawodnego algorytmu konsensusu, który daje lepsze wyniki pod względem skalowalności.

Sharding

Sharding to technika partycjonowania bazy danych wykorzystywana do skalowania wydajności rozproszonych baz danych. Poprzez segmentację i dystrybucję księgi blockchain w wielu węzłach, sharding oferuje zwiększoną skalowalność, która zwiększa przepustowość transakcji, ponieważ wiele fragmentów może przetwarzać transakcje równolegle. Powoduje to lepszą wydajność i znacznie skrócony czas przetwarzania w porównaniu z tradycyjnym podejściem szeregowym.

Podobne do jedzenia ciasta podzielonego na kawałki. W ten sposób, nawet przy wzroście ilości danych lub jakimkolwiek przeciążeniu sieci, sieci podzielone na fragmenty są znacznie bardziej wydajne, ponieważ wszystkie uczestniczące węzły współpracują synchronicznie przy przetwarzaniu transakcji.

Layer2

Protokoły warstwy 2 są zbudowane na bazie łańcucha bloków warstwy 1, aby rozwiązać problemy ze skalowalnością bez przeciążania warstwy podstawowej.

Odbywa się to poprzez utworzenie drugorzędnej struktury, określanej jako „poza łańcuchem”, która zapewnia lepszą przepustowość komunikacji i krótsze czasy transakcji niż w przypadku warstwy 1.

Korzystanie z protokołów warstwy 2 zwiększa prędkość transakcji i zwiększa przepustowość transakcji, co oznacza, że ​​można przetwarzać więcej transakcji jednocześnie w określonym czasie. Może to być niezwykle korzystne, gdy główna sieć jest przeciążona i zwalnia, ponieważ pomaga obniżyć koszty opłat transakcyjnych i poprawić ogólną wydajność.

Oto kilka sposobów, w jakie Layer2s rozwiązuje trillemę skalowalności:

Kanały

Kanały zapewniają rozwiązanie warstwy 2, które umożliwia użytkownikom zawieranie wielu transakcji poza łańcuchem, zanim zostanie to zgłoszone w warstwie podstawowej. Pozwala to na szybsze i bardziej efektywne transakcje. Istnieją dwa rodzaje kanałów: kanały płatnicze i kanały państwowe. Kanały płatności umożliwiają tylko płatności, podczas gdy kanały państwowe umożliwiają znacznie szersze działania, takie jak te, które normalnie miałyby miejsce w łańcuchu bloków, takie jak radzenie sobie z inteligentnymi kontraktami.

Wadą jest to, że uczestniczący użytkownicy muszą być znani w sieci, dlatego otwarty udział nie wchodzi w rachubę. Ponadto wszyscy użytkownicy będą musieli zablokować swoje tokeny w inteligentnej umowie multi-sig przed zaangażowaniem się w kanał.

Plazma

Stworzona przez Josepha Poona i Vitalika Buterina platforma Plazmy wykorzystuje inteligentne kontrakty i drzewa numeryczne do tworzenia „łańcuchów podrzędnych”, które są kopiami oryginalnego łańcucha blokowego — znanego również jako „łańcuch macierzysty”.

Ta metoda umożliwia przeniesienie transakcji z łańcucha podstawowego do łańcucha podrzędnego, poprawiając w ten sposób szybkość transakcji i zmniejszając opłaty transakcyjne, i dobrze sprawdza się w określonych przypadkach, takich jak portfele cyfrowe.

Twórcy Plazmy zaprojektowali ją specjalnie po to, aby żaden użytkownik nie mógł dokonać transakcji przed upływem określonego okresu oczekiwania.

Jednak tego systemu nie można wykorzystać do skalowania inteligentnych umów ogólnego przeznaczenia.

Łańcuchy boczne

Łańcuchy boczne, które są łańcuchami bloków działającymi równolegle do głównego łańcucha bloków lub warstwy 1, mają kilka odrębnych cech, które odróżniają je od klasycznych łańcuchów bloków. Łańcuchy boczne mają własne, niezależne łańcuchy bloków, często wykorzystujące różne mechanizmy konsensusu i mające inne wymagania dotyczące rozmiaru bloku niż warstwa 1.

Jednak pomimo faktu, że łańcuchy boczne mają własne niezależne łańcuchy, nadal łączą się z warstwą 1 za pomocą współdzielonej maszyny wirtualnej. Oznacza to, że wszelkie kontrakty lub transakcje, które można wykorzystać w sieciach warstwy 1, są również dostępne do wykorzystania w łańcuchach bocznych, tworząc ekspansywną infrastrukturę interoperacyjności między dwoma typami łańcuchów.

Rollupy

Rollupy realizują skalowanie poprzez grupowanie wielu transakcji w łańcuchu bocznym w pojedynczą transakcję w warstwie podstawowej i używanie SNARK (zwięzły nieinteraktywny argument wiedzy) jako dowodów kryptograficznych.

Chociaż istnieją dwa rodzaje rollupów – rollupy ZK i rollupy Optimistic – różnice polegają na ich zdolności do poruszania się między warstwami.

Optymistyczne pakiety zbiorcze wykorzystują maszynę wirtualną, która umożliwia łatwiejszą migrację z warstwy 1 do warstwy 2, podczas gdy pakiety ZK rezygnują z tej funkcji w celu zwiększenia wydajności i szybkości.

Layer0

Protokoły warstwy 0 odgrywają kluczową rolę w umożliwianiu przemieszczania zasobów, doskonaleniu doświadczenia użytkownika i zmniejszaniu przeszkód związanych z interoperacyjnością między łańcuchami. Protokoły te zapewniają projektom blockchain w warstwie 1 skuteczne rozwiązanie przeciwdziałające głównym problemom, takim jak trudność w poruszaniu się między ekosystemami warstwy 1.

Nie istnieje tylko jeden projekt zestawu protokołów warstwy 0; różne mechanizmy konsensusu i parametry blokowe mogą być przyjęte do celów różnicowania. Niektóre tokeny warstwy 0 służą jako skuteczny filtr antyspamowy, ponieważ użytkownicy muszą postawić te tokeny, zanim uzyskają dostęp do powiązanych ekosystemów.

Cosmos to protokół warstwy 0, znany z pakietu narzędzi typu open source, składającego się z Tendermint, Cosmos SDK i IBC. Te oferty umożliwiają programistom bezproblemowe tworzenie własnych rozwiązań blockchain w interoperacyjnym środowisku; architektura mutualistyczna umożliwia komponentom swobodną interakcję ze sobą. Ta oparta na współpracy wizja wirtualnego świata została urzeczywistniona w Cosmoshood, ponieważ została z miłością ukuta przez jej oddanych zwolenników – pozwalając sieciom blockchain na niezależny rozwój, a jednocześnie istniejąc zbiorowo, ucieleśniając „Internet Blockchain”.

Innym częstym przykładem jest Polkadot.

Layer3

Warstwa 3 to protokół, który zasila rozwiązania oparte na łańcuchu bloków. Zwykle nazywana „warstwą aplikacji”, zawiera instrukcje przetwarzania protokołów warstwy 1. Umożliwia to poprawne działanie dappów, gier, rozproszonej pamięci masowej i innych aplikacji opartych na platformie blockchain.

Bez tych aplikacji same protokoły warstwy 1 miałyby dość ograniczoną użyteczność; Warstwa 3 jest niezbędna do odblokowania ich mocy.

warstwa 4?

Warstwa 4 nie istnieje, omówione warstwy nazywane są czterema warstwami łańcucha bloków, ale to dlatego, że w świecie programowania zaczynamy liczyć od 0.

Wnioski

Skalowalność sieci blockchain w dużym stopniu zależy od ich architektury i stosowanego stosu technologii. Każda warstwa sieci służy ważnemu celowi, umożliwiając większą przepustowość i interoperacyjność z innymi łańcuchami bloków. Protokoły warstwy 1 tworzą warstwę podstawową lub główny łańcuch bloków, podczas gdy łańcuchy boczne, pakiety zbiorcze i protokoły warstwy 0 zapewniają dodatkowe wsparcie dla skalowania.

Protokoły warstwy 3 zapewniają instrukcje umożliwiające użytkownikom dostęp do aplikacji zbudowanych na całym systemie. Razem wszystkie te elementy przyczyniają się do stworzenia potężnej, pozbawionej zaufania infrastruktury, zdolnej do bezpiecznej obsługi transakcji na dużą skalę.