Ce este Layer0, Layer1, Layer2, Layer3 în Blockchain? – Criptopolitan

Blockchain este o tehnologie revoluționară care permite schimbul sigur și transparent de date. Utilizează o serie de straturi pentru a stoca și procesa informații, care sunt denumite Straturi 0-3. Fiecare strat are propriul scop și funcție, permițând un sistem cuprinzător care poate gestiona o mare varietate de tranzacții.

Blockchain este definit ca o tehnologie de registru distribuit (DLT) care facilitează schimbul sigur și de încredere de active digitale între două sau mai multe părți. Este un sistem unic care funcționează ca o rețea deschisă, descentralizată pentru stocarea datelor pe mai multe computere simultan.

Layer1

Pentru a valida și finaliza tranzacțiile, Stratul 1 este blockchain-ul de bază pe care pot fi construite mai multe alte straturi. Ele pot funcționa independent de alte blockchain-uri.

Layer1 poate fi împărțit în trei segmente:

1. Stratul de date - responsabil pentru stocarea tuturor datelor legate de tranzacțiile din rețea. Aceasta include lucruri precum istoricul tranzacțiilor, soldurile, adresele etc. Acest strat ajută, de asemenea, la validarea fiecărei tranzacții prin utilizarea algoritmilor criptografici (hashing) pentru a asigura acuratețea și securitatea.
2. Stratul de rețea - responsabil pentru gestionarea comunicațiilor între utilizatorii din rețeaua blockchain. Este responsabil pentru difuzarea tranzacțiilor și a altor mesaje în rețea, precum și pentru verificarea acurateții și legitimității acestor mesaje.
3. Stratul de consens - permite blockchain-ului să ajungă la un acord asupra unui set de reguli pe care toți utilizatorii trebuie să le respecte atunci când efectuează tranzacții. Se asigură că toate tranzacțiile sunt valide și actualizate prin utilizarea algoritmilor de consens, cum ar fi Proof of Work, Proof of Stake sau Byzantine Fault Tolerance.
4. Aplicația/Smart Contract Layer este locul în care cea mai mare parte a funcționalității are loc într-o rețea blockchain. Acest strat conține cod (sau contracte inteligente) care poate fi folosit pentru a construi aplicații care rulează deasupra ecosistemului blockchain. Aceste aplicații sunt capabile să execute tranzacții și să stocheze date într-un mod sigur și distribuit. Nu toate protocoalele layer1 au funcționalitate de contract inteligent.

Exemple de astfel de rețele sunt Bitcoin, Solana, Ethereum, și Cardano— toate au propriul simbol nativ. Acest token este folosit în locul taxelor de tranzacție și servește ca un stimulent pentru participanții la rețea să se alăture unei rețele.

Deși aceste monede au denumiri diferite în funcție de proiectul de bază, scopul lor rămâne neschimbat: oferirea unui mecanism de sprijin economic pentru funcționalitatea blockchain-ului.

Rețelele de nivel 1 au probleme cu scalarea, deoarece blockchain-ul se străduiește să proceseze numărul de tranzacții pe care îl necesită rețeaua. Acest lucru duce la creșterea drastică a taxelor de tranzacție.

Trilema Blockchain, un termen inventat de Vitalik Buterin, este adesea invocată în timp ce se discută potențialele soluții la această problemă; în esență, trebuie să echilibreze descentralizarea, securitatea și scalabilitatea.

Multe dintre aceste abordări au propriile lor compromisuri; cum ar fi finanțarea de supernoduri – achiziționând astfel supercalculatoare și servere mari – pentru a crește scalabilitatea, dar creând un blockchain în mod inerent centralizat.

Abordări pentru rezolvarea trilemei blockchain:

Măriți dimensiunea blocului

Creșterea dimensiunii blocului unei rețele de nivel 1 poate procesa în mod eficient mai multe tranzacții. Cu toate acestea, nu este fezabilă menținerea unui bloc infinit de mare, deoarece blocurile mai mari înseamnă viteze mai lente ale tranzacțiilor din cauza cerințelor crescute de date și a descentralizării scăzute. Aceasta acționează ca o limită a scalabilității prin creșterea dimensiunii blocurilor, limitând creșterea performanței cu costul potențial al securității scăzute.

Schimbarea mecanismului de consens

Deși mecanismele de dovadă a muncii (POW) încă există, ele sunt mai puțin durabile și mai puțin scalabile decât omologii lor cu dovadă de miză (POS). Acesta este motivul pentru care Ethereum a trecut de la POW la POS; intenția este de a oferi un algoritm de consens mai sigur și mai fiabil, care să producă rezultate mai bune în ceea ce privește scalabilitatea.

Sharding

Sharding este o tehnică de partiționare a bazelor de date folosită pentru a scala performanța bazelor de date distribuite. Prin segmentarea și distribuirea unui registru blockchain pe mai multe noduri, sharding-ul oferă o scalabilitate îmbunătățită, care crește debitul tranzacțiilor, deoarece mai multe shard-uri pot procesa tranzacții în paralel. Acest lucru are ca rezultat o performanță îmbunătățită și o reducere semnificativă a timpului de procesare în comparație cu abordarea tradițională în serie.

Similar cu a mânca o prăjitură împărțită în felii. În acest mod, chiar și cu o creștere a volumului de date sau cu orice congestie a rețelei, rețelele fragmentate sunt mult mai eficiente, deoarece toate nodurile participante lucrează împreună sincron la procesarea tranzacțiilor.

Layer2

Protocoalele Layer 2 sunt construite pe partea superioară a blockchain-ului Layer 1 pentru a rezolva problemele sale de scalabilitate fără a supraîncărca stratul de bază.

Acest lucru se realizează prin crearea unui cadru secundar, denumit „în afara lanțului”, care permite un proces de comunicare mai bun și timpi de tranzacție mai rapidi decât poate suporta nivelul 1.

Folosind protocoalele de nivel 2, vitezele tranzacțiilor sunt îmbunătățite și debitul tranzacțiilor este crescut, ceea ce înseamnă că mai multe tranzacții pot fi procesate simultan într-o perioadă de timp definită. Acest lucru poate fi incredibil de benefic atunci când rețeaua primară devine aglomerată și încetinește, deoarece ajută la reducerea costurilor taxelor de tranzacție și la îmbunătățirea performanței generale.

Iată câteva moduri prin care Layer2s rezolvă problema scalabilității:

Canale

Canalele oferă o soluție de nivel 2 care permite utilizatorilor să intre în mai multe tranzacții în afara lanțului înainte ca acestea să fie raportate pe stratul de bază. Acest lucru permite tranzacții mai rapide și mai eficiente. Există două tipuri de canale: canale de plată și canale de stat. Canalele de plată permit doar plăți, în timp ce canalele de stat permit activități mult mai largi, cum ar fi cele care ar avea loc în mod normal pe blockchain, cum ar fi gestionarea contractelor inteligente.

Dezavantajul este că utilizatorii participanți trebuie să fie cunoscuți de rețea, astfel încât participarea deschisă este exclusă. De asemenea, toți utilizatorii vor trebui să-și blocheze jetoanele într-un contract inteligent cu mai multe semne înainte de a se interacționa cu canalul.

Plasma

Creat de Joseph Poon și Vitalik Buterin, cadrul Plasma utilizează contracte inteligente și arbori numerici pentru a crea „lanțuri copii”, care sunt copii ale blockchain-ului original – cunoscut și sub numele de „lanțul părinte”.

Această metodă permite transferarea tranzacțiilor din lanțul principal în lanțul secundar, îmbunătățind astfel viteza tranzacțiilor și reducând taxele de tranzacție și funcționează bine cu cazuri specifice, cum ar fi portofelele digitale.

Dezvoltatorii Plasma l-au proiectat special pentru a se asigura că niciun utilizator nu poate efectua tranzacții înainte de încheierea unei anumite perioade de așteptare.

Cu toate acestea, acest sistem nu poate fi utilizat pentru a ajuta la scalarea contractelor inteligente cu scop general.

sidechains

Sidechain-urile, care sunt blockchain-uri care operează în paralel cu blockchain-ul principal sau cu stratul 1, au câteva caracteristici distincte care le diferențiază de blockchain-urile clasice. Sidechain-urile vin cu propriile lor blockchain-uri independente, folosind adesea mecanisme de consens diferite și având cerințe diferite de dimensiune de bloc față de Stratul 1.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că sidechain-urile au propriile lor lanțuri independente, se conectează în continuare la Layer 1 folosind o mașină virtuală partajată. Aceasta înseamnă că orice contracte sau tranzacții care pot fi utilizate pe rețelele de nivel 1 sunt disponibile și pentru utilizare pe sidechains, creând o infrastructură extinsă de interoperabilitate între cele două tipuri de lanțuri.

Pachetele

Rollup-urile realizează scalarea prin gruparea mai multor tranzacții pe sidechain într-o singură tranzacție pe stratul de bază și folosind SNARK-uri (argument non-interactiv succint al cunoașterii) ca dovezi criptografice.

Deși există două tipuri de rollup-uri – rollup-uri ZK și rollup-uri Optimistic – diferențele constau în capacitatea lor de a se deplasa între straturi.

Rollup-urile optimiste utilizează o mașină virtuală care permite o migrare mai ușoară de la Layer1 la Layer2, în timp ce rollup-urile ZK renunță la această funcție pentru o eficiență și o viteză mai mari.

Layer0

Protocoalele de nivel 0 joacă un rol esențial în facilitarea mișcării activelor, perfecționarea experienței utilizatorului și reducerea obstacolelor asociate interoperabilității încrucișate. Aceste protocoale oferă proiectelor blockchain la nivelul 1 o soluție eficientă pentru a contracara problemele majore, cum ar fi dificultatea de a vă deplasa între ecosistemele de nivel 1.

Nu există un singur design pentru un set de protocoale Layer0; mecanisme distincte de consens și parametri de bloc pot fi adoptate în scopuri de diferențiere. Unele jetoane Layer0 servesc ca un filtru anti-spam eficient, prin aceea că utilizatorii trebuie să mizeze aceste jetoane înainte de a putea accesa ecosistemele asociate.

Cosmos este un protocol Layer 0, renumit pentru suita sa de instrumente open-source, compusă din Tendermint, Cosmos SDK și IBC. Aceste oferte permit dezvoltatorilor să-și construiască fără probleme propriile soluții blockchain într-un mediu interoperabil; arhitectura mutualistă permite componentelor să interacționeze liber între ele. Această viziune de colaborare a unei lumi virtuale s-a întâmplat în Cosmoshood, deoarece a fost creată cu dragoste de aderenții săi devotați – permițând rețelelor blockchain să prospere independent, dar să existe colectiv, întruchipând „Internetul Blockchain”.

Un alt exemplu comun este Buline.

Layer3

Nivelul 3 este protocolul care alimentează soluțiile bazate pe blockchain. Denumit în mod obișnuit „stratul de aplicație”, acesta oferă instrucțiuni pentru procesarea protocoalelor de nivel 1. Acest lucru permite dapps, jocuri, stocare distribuită și alte aplicații construite pe o platformă blockchain să funcționeze corect.

Fără aceste aplicații, protocoalele de nivel 1 ar fi destul de limitate ca utilitate; Stratul 3 este esențial pentru deblocarea puterii lor.

Stratul 4?

Layer4 nu există, straturile discutate sunt denumite cele patru straturi ale blockchain-ului, dar asta pentru că începem să numărăm de la 0 în lumea programării.

Concluzie

Scalabilitatea rețelelor blockchain depinde în mare măsură de arhitectura lor și de tehnologia pe care o folosesc. Fiecare strat al unei rețele servește un scop important în a permite o mai mare debit și interoperabilitate cu alte blockchain-uri. Protocoalele Layer 1 formează stratul de bază sau blockchain-ul principal, în timp ce sidechain-urile, rollup-urile și protocoalele Layer 0 oferă suport suplimentar pentru scalare.

Protocoalele de nivel 3 oferă instrucțiuni care permit utilizatorilor să acceseze aplicații construite deasupra întregului sistem. Împreună, toate aceste elemente contribuie la crearea unei infrastructuri puternice, fără încredere, capabilă să gestioneze în siguranță tranzacțiile la scară largă.