Блокчейны первого уровня: Основа децентрализованных сетей

Почему архитектура Layer 1 имеет значение

Когда вы отправляете биткойны или проводите транзакцию в Ethereum, вы полагаетесь на блокчейн уровня 1 — базовую сеть, которая обрабатывает и завершает вашу транзакцию независимо. Но что именно делает блокчейн “уровнем 1” и почему вам стоит обращать внимание на это различие?

Ответ заключается в том, как блокчейн-сети решают основную проблему отрасли: способность быть децентрализованными, безопасными и масштабируемыми одновременно. Блокчейны первого уровня составляют основу криптоэкосистемы, непосредственно валидируя транзакции без зависимости от другого уровня сети. Биткойн, Эфириум, BNB Chain и Солана все работают как протоколы первого уровня, что означает, что они поддерживают свои собственные нативные токены и обрабатывают транзакции на своей инфраструктуре.

Проблема масштабируемости, с которой сталкивается каждый уровень 1

Вот в чем реальность: создание действительно безопасной и децентрализованной сети имеет свою цену. Биткойн, самая безопасная блокчейн 1 уровня, обрабатывает всего около 7 транзакций в секунду. Почему? Механизм консенсуса Proof of Work ставит безопасность и децентрализацию выше пропускной способности транзакций. Когда спрос возрастает, время подтверждения увеличивается, а комиссии взлетают.

Это основное ограничение, с которым разработчики боролись на протяжении многих лет. Изменение механизма консенсуса, увеличение размеров блоков или внедрение шардинга — все потенциальные улучшения уровня 1 — требуют огромных усилий по координации. Не все согласны с обновлениями. Иногда разногласия приводят к хардфоркам, как это было, когда Bitcoin Cash отделился от Bitcoin в 2017 году.

Как сети первого уровня пытаются масштабироваться

Существует несколько стратегий для улучшения пропускной способности первого уровня:

Увеличение размера блока: В каждый блок может поместиться больше транзакций, но это имеет свои недостатки в децентрализации.

Изменения механизма консенсуса: Переход Ethereum от Proof of Work к Proof of Stake через обновление версии 2.0 демонстрирует, как сети развивают свои основные протоколы.

Технология шардинга: Вместо того чтобы каждый узел хранил всю блокчейн-сеть, сеть делится на несколько шардов. Каждый шардинг обрабатывает свой собственный подмножество транзакций независимо, а затем сообщает обратно в основную цепь. Это значительно увеличивает общую пропускную способность без ущерба для безопасности.

Решения мягкого форка: пример SegWit биткойна (segreGated witness) показывает, как работают обратимо совместимые обновления. Перестраивая, как организованы данные транзакций, SegWit освободил место в блоке для дополнительных транзакций, не требуя немедленного обновления каждого узла.

Разнообразные решения Layer 1 для различных случаев использования

Экосистема блокчейна не ограничивается только Биткоином и Эфириумом. Десятки альтернативных сетей первого уровня по-разному решают проблему масштабируемости:

Elrond доводит шардирование до предела, обрабатывая более 100,000 транзакций в секунду благодаря своему механизму адаптивного шардирования. Вся архитектура сети — состояние, транзакции и валидаторы — функционирует в шардированной форме, что значительно снижает риск атак на уровне шардов.

Harmony реализует Эффективный Доказательство доли с четырьмя независимыми шардов на своем основном блокчейне. Каждый шард может создавать и проверять блоки в своем собственном темпе, что позволяет истинную параллельную обработку. Кросс-цепные мосты сети к Ethereum и Bitcoin позиционируют ее как уровень интероперабельности для многосетевого финансирования.

Celo ответвился от Go Ethereum в 2017 году, но значительно изменился, внедрив механизм Proof of Stake и ориентированные на мобильные функции. Вместо традиционных адресов кошельков пользователи Celo могут проводить транзакции, используя номера телефонов или адреса электронной почты. Сеть поддерживает несколько стейблкоинов (cUSD, cEUR, cREAL), созданных для снижения барьеров на пути к принятию криптовалют.

THORChain функционирует как децентрализованная биржа с кросс-цепочными возможностями, построенная на Cosmos SDK. Вместо обертывания или привязки активов — что вводит риски хранения — THORChain действует как менеджер хранилища, облегчая обмен нативными активами между различными блокчейнами. RUNE служит как расчетным активом, так и механизмом безопасности для всех ликвидных пулов.

Kava объединяет экосистемы Cosmos и Ethereum благодаря своей архитектуре ко-цепей. Разработчики могут создавать проекты как в среде EVM, так и в среде Cosmos SDK, обеспечивая безупречную совместимость между обоими. Программы поощрения на цепочке Kava вознаграждают лучшие проекты на основе метрик использования.

IoTeX стал пионером на пересечении блокчейна и Интернета вещей (IoT). Сеть позволяет данным, генерируемым устройствами, стать ценными цифровыми активами через свою платформу MachineFi. Пользователи сохраняют полное владение своей конфиденциальностью, участвуя в экосистеме аппаратного обеспечения (Ucam камер, Pebble Tracker GPS-устройств) и программных решений.

Первый уровень против второго уровня: когда вам нужны оба

Не каждую проблему можно решить на первом уровне. Иногда ограничения слишком фундаментальны. Блокчейн-игра не может реально функционировать на Биткойне — подтверждение транзакций занимает часы, что делает игровой процесс невозможным. Тем не менее, игре все еще нужна модель безопасности Биткойна и преимущества децентрализации.

Введите решения второго уровня. Эти протоколы строятся поверх сетей первого уровня, унаследуя их безопасность и решая проблемы с пропускной способностью. Сеть Lightning Bitcoin является примером этого подхода. Вместо того чтобы записывать каждую оплату непосредственно в основную цепь Bitcoin, Lightning объединяет транзакции в одно окончательное расчетное действие. Пользователи свободно совершают транзакции вне цепи с почти мгновенной скоростью, а затем консолидированный баланс возвращается в Bitcoin, когда они закончили.

Разделение между уровнем 1 и уровнем 2 отражает прагматичную реальность: ни одна сеть не решает каждую проблему оптимально. Блокчейны уровня 1 устанавливают основу доверия. Решения уровня 2 оптимизируют опыт сверху.

Путь вперед для инфраструктуры уровня 1

Сегодняшний блокчейн-ландшафт включает множество конкурирующих сетей уровня 1, каждая из которых имеет свои подходы к вопросу масштабируемости. Понимание архитектуры уровня 1 помогает вам разумно оценивать новые проекты — независимо от того, создают ли они свои собственные базовые сети или строят мосты между существующими.

Эволюция продолжается. Сети продолжают экспериментировать с новыми механизмами консенсуса, техниками шардинга и протоколами межсетевого общения. То, приоритетом чего является блокчейн — максимальная децентрализация, высокая пропускная способность или специализированные случаи использования, зависит от его проектных решений на уровне 1. Эти фундаментальные решения оказывают влияние на всю экосистему.