Что такое блокчейны уровня 1?

Децентрализация является определяющей характеристикой виртуальных валют, таких как Bitcoin (BTC), но отсутствие центрального органа власти не означает, что криптовалюты хаотичны. На самом деле, все наоборот — когда люди глубже изучают техническую архитектуру криптосетей, их часто поражает сложность и организация криптотехнологий. Криптовалюты, вероятно, не работали бы без надежных и самодостаточных протоколов для обработки безопасных одноранговых (P2P) переводов. Для многих криптопроектов блокчейн уровня 1 (L1) служит основой их программной архитектуры, что делает его лучшим местом для изучения этой новой и сложной технологии.

Что такое блокчейн уровня 1?

Блокчейны уровня 1 (L1) представляют собой фундаментальный слой криптовалютной архитектуры, служа децентрализованными программными протоколами, которые формируют основу для многих цифровых валют. Эти протоколы функционируют как создатели правил и их исполнители в криптоэкосистеме. Базовый код протокола L1 устанавливает всеобъемлющие стандарты, которым должны следовать узлы сети (компьютеры) для безопасной передачи, проверки и публикации новых транзакций в публичном платежном реестре.

Блокчейн L1 содержит все необходимые инструкции, регулирующие работу криптовалюты, включая обработку транзакций, меры безопасности и правила сетевого консенсуса. Поскольку блокчейны L1 существуют на первом этаже архитектуры криптовалюты, их правильно описывают как фундамент или базовый слой. Разработчики часто используют термины "основная сеть" и L1 взаимозаменяемо, поскольку протокол L1 охватывает все критические детали, необходимые для работы и функциональности криптовалюты.

Как работают блокчейны уровня 1 в криптовалютах?

Каждая криптовалюта использует уникальные стандарты кодирования и протоколы для работы своей сети, но все блокчейны L1 требуют механизма консенсуса для установления доверия между децентрализованными операторами узлов. Механизмы консенсуса используют сложные алгоритмы для установки и применения правил надлежащей обработки криптоплатежей.

Два основных механизма консенсуса доминируют в ландшафте блокчейнов L1. Блокчейн Bitcoin использует модель консенсуса proof-of-work (PoW), в которой компьютеры соревнуются в решении сложных алгебраических уравнений каждые 10 минут для публикации новых переводов BTC в платежном реестре. В отличие от этого, блокчейны L1, такие как Ethereum (ETH) и Solana (SOL), используют механизм консенсуса proof-of-stake (PoS), где узлы блокируют криптовалюту на блокчейне, чтобы получить возможность валидировать транзакции.

Чтобы стимулировать участие, и PoW, и PoS сети вознаграждают операторов узлов, которые успешно публикуют блоки, нативной криптовалютой. Например, узлы Bitcoin получают вознаграждения в BTC, в то время как узлы Ethereum получают ETH. Помимо алгоритмов консенсуса, блокчейны L1 включают дополнительные процедуры безопасности для обеспечения целостности процесса и сдерживания злонамеренных участников. Многие блокчейны PoS применяют политики "слэшинга", которые конфискуют застейканную криптовалюту у операторов узлов, нарушающих правила. Bitcoin требует шести отдельных подтверждений для обеспечения действительности перевода BTC перед окончательной публикацией в реестре.

Протоколы уровня 1 также управляют комиссиями за транзакции (газовыми сборами) и графиками выпуска криптовалюты. Блокчейн L1 Bitcoin автоматически сокращает циркуляцию BTC каждые четыре года посредством события, называемого "халвинг". В отличие от этого, L1 Ethereum имеет динамический механизм выпуска и сжигания ETH, который автоматически регулирует циркуляцию ETH на основе сетевой активности. После обновления EIP-1559 в 2021 году Ethereum сжигает часть каждой пользовательской комиссии для управления уровнем инфляции ETH.

Примеры блокчейнов уровня 1

Bitcoin представил структуру для успешных блокчейнов L1 в 2009 году, вдохновив сотни последующих криптовалют на разработку собственных цепочек L1. Наиболее широко используемые сегодня криптовалюты полагаются на блокчейны L1 для защиты своих сетей.

Bitcoin был запущен в 2009 году псевдонимным криптографом Сатоши Накамото, представляя старейшую и крупнейшую криптовалюту. Блокчейн L1 BTC использует энергоемкий алгоритм консенсуса PoW, где узлы соревнуются каждые 10 минут в решении математических задач и публикации новых транзакций.

Ethereum занимает второе место после Bitcoin по рыночной капитализации и позволяет сторонним разработчикам создавать децентрализованные приложения (dApps) на своем протоколе L1. Изначально запущенный в 2015 году как блокчейн L1 с PoW по образцу алгоритма консенсуса Bitcoin, Ethereum перешел на консенсус PoS после обновления "Merge" в 2022 году.

Litecoin (LTC) появился как криптовалюта, предназначенная для быстрых и доступных P2P транзакций виртуальной валюты. Хотя Litecoin использует другой алгоритм в своей архитектуре L1, он поддерживает механизм консенсуса PoW, аналогичный сети Bitcoin.

Solana принадлежит к категории "конкурентов Ethereum", предлагая услуги, аналогичные Ethereum, с отличительными особенностями, такими как более высокая скорость подтверждения и более низкие комиссии за транзакции. L1 PoS Solana известен своей высокой пропускной способностью транзакций, потенциально достигающей 50 000 транзакций в секунду (TPS).

Cardano представляет еще один блокчейн L1 с PoS в категории конкурентов Ethereum. Основанный в 2015 году бывшим разработчиком Ethereum Чарльзом Хоскинсоном, Cardano делает акцент на рецензируемых технических исследованиях и приглашает сторонних разработчиков создавать dApps на своем блокчейне L1.

Каковы некоторые ограничения протоколов уровня 1?

Несмотря на их важность в обработке безопасных и эффективных криптотранзакций, протоколы уровня 1 часто не обладают гибкостью. Алгоритмы блокчейнов L1 намеренно детерминированы, чтобы гарантировать, что все участники сети следуют идентичным правилам. Хотя эта жесткость кода обеспечивает криптосетям предсказуемость и безопасность, она часто идет в ущерб усилиям по инновациям и масштабируемости.

Сооснователь Ethereum Виталик Бутерин описал проблемы масштабируемости L1 как "трилемму блокчейна", утверждая, что крипторазработчики неизбежно жертвуют одним из трех элементов — децентрализацией, безопасностью или масштабируемостью — при разработке протоколов. Однако разработчики на цепочках L1, таких как Ethereum, разрабатывают новые решения для масштабирования, такие как "шардинг", который делит основной блокчейн на более мелкие неделимые фрагменты данных. Этот подход направлен на снижение требований к данным для каждого оператора узла, увеличивая скорость и эффективность сети.

Другим значительным ограничением L1 является плохая коммуникация с другими блокчейн-проектами. Каждый L1 поддерживает автономную систему с уникальными стандартами кодирования, что делает безопасные переводы монет между различными L1 или взаимодействия приложений в нескольких сетях трудными или невозможными. Некоторые криптоэнтузиасты называют это ограничение L1 "проблемой интероперабельности", что побуждает проекты, такие как Cosmos и Polkadot, сосредоточить усилия на решении межблокчейновой коммуникации (IBC).

Протоколы уровня 1 против протоколов уровня 2: ключевое различие между этими уровнями блокчейна

В ранней истории криптовалют термин L1 не существовал, потому что каждый блокчейн следовал аналогичным процедурам и служил идентичным целям — обработке транзакций и обеспечению сетевой безопасности. Однако по мере того как новые криптовалюты начали строиться поверх цепочек базового уровня, разработчикам потребовалась терминология для различения L1 от развивающихся протоколов, что привело к появлению термина уровень 2 (L2).

L2 относится к любому криптопроекту, использующему инфраструктуру безопасности блокчейна L1. L2 обычно используют децентрализацию устоявшихся L1, таких как Ethereum, для внедрения новых вариантов использования или повышения масштабируемости протокола базового уровня. Например, сети L2, такие как Arbitrum, Optimism и Polygon, работают поверх блокчейна Ethereum, предлагая пользователям более высокие скорости транзакций и более низкие средние комиссии. При использовании этих L2 на базе Ethereum пользователи переводят цифровые активы в L2 для доступа к его услугам перед окончательной обработкой транзакций в основной сети Ethereum.

L2 иногда предлагают криптовалюты, но эти цифровые активы называются "токенами", а не "монетами", найденными на L1. Основное различие между токенами и монетами заключается в том, что токены существуют исключительно поверх блокчейна L1, в то время как монеты составляют неотъемлемую часть протокола L1. Токены функционируют как дополнительные функции в экосистеме L1, тогда как монеты служат основными средствами платежа для блокчейнов. Примерами токенов L2 являются MATIC от Polygon, ARB от Arbitrum и OP от Optimism.

Заключение

Блокчейны уровня 1 представляют фундаментальную инфраструктуру криптовалютной экосистемы, обеспечивая необходимые протоколы и механизмы безопасности, которые позволяют децентрализованным цифровым валютам функционировать. От новаторского консенсуса PoW Bitcoin до современных реализаций PoS в Ethereum, Solana и Cardano, блокчейны L1 демонстрируют замечательную техническую сложность, лежащую в основе криптовалютных сетей. Хотя протоколы уровня 1 сталкиваются с проблемами, включая ограничения масштабируемости, трилемму блокчейна и вопросы интероперабельности, продолжающиеся инновации, такие как шардинг и разработка решений L2, продолжают расширять их возможности. Понимание блокчейнов L1 имеет решающее значение для понимания того, как криптовалюты поддерживают безопасность, обрабатывают транзакции и поддерживают растущую экосистему децентрализованных приложений. По мере развития технологии блокчейны L1 останутся центральными в развитии криптовалют, балансируя децентрализацию, безопасность и масштабируемость для удовлетворения потребностей расширяющейся цифровой экономики.

FAQ

Что такое протоколы уровня 1?

Протоколы уровня 1 - это основные блокчейн-протоколы, обеспечивающие базовые операции, такие как консенсус и валидация транзакций. Они формируют основу блокчейн-сетей.

В чем разница между протоколами уровня 1 и уровня 2?

Протоколы уровня 1 - это базовые блокчейны. Протоколы уровня 2 работают поверх них, обеспечивая масштабируемость, скорость и низкие комиссии.

Что такое layer 1, layer 2 и layer 3?

Layer 1 - базовый блокчейн, Layer 2 - решения для масштабирования, Layer 3 - приложения и сервисы на их основе.