souhrn
(jako jsou bitcoiny, Binance Chain, Ethereum) a infrastruktura těchto sítí. Blockchain vrstvy 1 dokáže ověřovat a dokončit transakce bez zapojení dalších sítí. Zlepšení škálovatelnosti sítí Layer 1 je velmi obtížné, jak dokázal Bitcoin. K vyřešení tohoto problému vývojáři vytvořili protokoly vrstvy 2, které fungují na zabezpečení a konsensu sítí vrstvy 1. Bitcoin’s Lightning Network je typickým příkladem protokolu Layer 2. Lightning Network umožňuje uživatelům provádět bezplatné transakce před jejich zápisem do hlavního řetězce.
Úvod
Termíny Layer 1 a Layer 2 nám mohou pomoci porozumět architektuře různých blockchainů, projektů a vývojových nástrojů. Pokud jste někdy přemýšleli, jaký je vztah mezi Polygonem a Ethereem nebo mezi Polkadotem a jeho parachainy, pochopení různých vrstev blockchainu může pomoci rozluštit záhadu.
Co je vrstva 1?
Síť vrstvy 1 je jiný název pro základní blockchain. Binance Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) a Solana jsou všechny protokoly vrstvy 1. Říkáme jim Vrstva 1, protože jsou hlavními sítěmi v jejich ekosystému. Naproti tomu řešení mimo řetězec a řešení vrstvy 2 jsou postavena na hlavním řetězci.
Jinými slovy, protokol vrstvy 1 je schopen zpracovávat a dokončovat transakce na svém vlastním blockchainu, přičemž přináší svůj vlastní nativní token k placení transakčních poplatků.
Rozšíření vrstvy 1
Sítě vrstvy 1 mají obecně potíže s rozšiřováním své kapacity. Tváří v tvář rostoucí poptávce po transakcích se bitcoiny a další velké blockchainy snaží zpracovávat transakce rychleji. Mechanismus konsenzu proof-of-work (PoW) používaný Bitcoinem vyžaduje spoustu výpočetních zdrojů.
PoW bere v úvahu decentralizaci i bezpečnost, ale během období špiček se rychlost sítě stále zpomaluje, což má za následek delší dobu potvrzování transakcí a vyšší poplatky.
Vývojáři blockchainu pracují na řešeních škálovatelnosti už roky, ale zatím se nedokázali dohodnout na optimální alternativě. Možnosti rozšíření vrstvy 1 zahrnují:
1. Zvětšete velikost bloku tak, aby každý blok mohl zpracovat více transakcí.
2. Změňte mechanismus konsensu. Nadcházející verze Ethereum 2.0 toto řešení přijímá.
3. Implementujte sharding a rozdělte databázi.
Zlepšení vrstvy 1 vyžaduje hodně úsilí. V mnoha případech s takovými změnami nebudou souhlasit všichni uživatelé internetu. Mohlo by to vést k rozkolu v komunitě nebo dokonce k hard forku. Rozdělení Bitcoinu na Bitcoin Cash v roce 2017 bylo výsledkem hard forku.
Segregovaný svědek (SegWit)
Bitcoin's SegWit (Segregated Witness) je příkladem škálovacího řešení vrstvy 1. Segwit zvyšuje propustnost bitcoinu změnou způsobu organizace blokových dat (odstraněním digitálních podpisů z transakčních dat). Tím se uvolní místo v bloku, takže v jednom bloku může být zpracováno více transakcí, aniž by byla ohrožena bezpečnost sítě. Segwit je implementován prostřednictvím reverzně kompatibilní soft vidlice. To znamená, že bitcoinové uzly, které nebyly aktualizovány, aby zahrnovaly Segregated Witness (SegWit), mohou stále zpracovávat transakce.
Co je to sharding vrstvy 1?
Sharding je běžné řešení škálování vrstvy 1, které lze použít ke zvýšení propustnosti transakcí. Jedná se o technologii dělení databází, kterou lze aplikovat na distribuovanou účetní knihu blockchainu. Síť spolu s uzly na ní je rozdělena na různé části, aby se pracovní zátěž rovnoměrně rozložila a zvýšila se rychlost transakcí. Každý fragment zpracovává část aktivity celé sítě, tj. každý fragment má své vlastní transakce, vlastní uzly a vlastní nezávislé bloky.
Po shardování není potřeba uchovávat kompletní kopii blockchainu na každém uzlu. Každý uzel zapíše dokončenou práci do hlavního řetězce a sdílí místní data v reálném čase, včetně vyvážení adres a dalších klíčových parametrů.
Srovnání mezi vrstvou 1 a vrstvou 2
Ve vrstvě 1 jsou některá úzká místa, která nelze překonat. Kvůli technickým omezením je obtížné nebo téměř nemožné implementovat určité změny na blockchain mainnet. Například Ethereum je v procesu přechodu na systém proof-of-stake (PoS), ale celý proces trval několik let.
Samotná vrstva 1 není vhodná pro některé případy použití kvůli problémům se škálovatelností. Transakční proces na bitcoinové síti trvá tak dlouho, že je prakticky nemožné na síti spustit jakoukoliv blockchainovou hru. Vývojáři her však mohou chtít využít zabezpečení a decentralizované vlastnosti vrstvy 1. Pak je nejlepším způsobem vybudovat na této síti řešení vrstvy 2.
Lightning Network
Řešení na vrstvě 2 jsou postavena na vrstvě 1 a spoléhají na vrstvu 1 při provádění transakcí. Slavným příkladem je Lightning Network. Během období špičkového provozu může dokončení transakce v bitcoinové síti trvat hodiny. Lightning Network umožňuje uživatelům používat bitcoiny k rychlým platbám v rámci hlavního řetězce a poté předat zůstatek do hlavního řetězce později. To šetří čas a zdroje agregací transakcí všech do jednoho konečného záznamu.
Příklad blockchainu vrstvy 1
Viděli jsme, co je vrstva 1, nyní se podívejme na některé příklady. Existuje mnoho typů blockchainů vrstvy 1. Mnoho blockchainů podporuje jedinečné případy použití. Ne všechny blockchainy jsou jako Bitcoin nebo Ethereum. Aby bylo možné vyřešit blockchainový trojúhelníkový problém a dosáhnout dobré rovnováhy mezi bezpečností, decentralizací a škálovatelností, má každá síť svou vlastní sadu řešení.
Elrond
Elrond je síť vrstvy 1 vytvořená v roce 2018. Síť využívá technologii sharding ke zlepšení výkonu a škálovatelnosti. Blockchain Elrond zvládne přes 100 000 transakcí za sekundu. Konsenzuální protokol SPoS (Security Proof of Stake) a adaptivní sharding stavu jsou jeho dvě jedinečné vlastnosti.
Adaptivní sharding stavu se týká rozdělování nebo slučování fragmentů, jak se počet uživatelů sítě zvyšuje nebo snižuje. Celá architektura sítě, včetně jejího stavu a transakcí, bude fragmentovaná. Validátoři budou také přiřazeni k různým úlomkům, aby se snížilo riziko škodlivého převzetí úlomků.
Elrondův nativní token EGLD se používá k úhradě transakčních poplatků, nasazení DApps a odměňování uživatelů, kteří se účastní ověřovacího mechanismu sítě. Síť Elrond zároveň získala negativní certifikaci emisí oxidu uhličitého a množství oxidu uhličitého, které kompenzuje, převyšuje emise mechanismu PoS.
Harmonie
Harmony je síť na 1. vrstvě využívající technologii EPoS (Effective Proof of Stake) a technologii sharding. Na blockchainové mainnetu jsou čtyři střepy a nové bloky se vytvářejí a ověřují současně. Každý úlomek běží svou vlastní rychlostí, s různou výškou bloků.
V současné době Harmony implementuje strategii „cross-chain finance“, aby přilákala vývojáře a uživatele. Nedůvěryhodný cross-chain bridge spojující Ethereum a Bitcoin umožňuje uživatelům vyplácet tokeny bez rizik spojených s úschovou, která jsou běžná u mostů, což hraje důležitou roli ve strategii Harmony. Harmony spoléhá na decentralizované autonomní organizace (DAO) a důkazy s nulovými znalostmi, aby dosáhla své hlavní vize škálování Web3.
Multi-chain a cross-chain se zdají být budoucím směrem vývoje DeFi (decentralizované finance), díky čemuž je překlenovací služba Harmony pro uživatele atraktivnější. Infrastruktura nezaměnitelných tokenů, nástroje DAO a přemostění mezi protokoly jsou oblasti, na které se Harmony zaměřuje.
Jeho nativní token ONE se používá k placení poplatků za síťové transakce. Uživatelé se také mohou zavázat žetony k účasti na mechanismu konsensu a řízení Harmony. Validátoři, kteří se úspěšně zúčastní, obdrží blokové odměny a transakční poplatky.
Čelo
Celo je síť vrstvy 1, která vznikla v roce 2017 díky forku Go Ethereum. Po rozvětvení prošla síť několika zásadními změnami, včetně implementace PoS a umožnění jedinečného adresního systému. Ekosystém Celo Web3 zahrnuje decentralizované finance, nezaměnitelné tokeny a platební řešení. Síť potvrdila více než 100 milionů transakcí. Na Celo může kdokoli použít telefonní číslo nebo e-mailovou adresu jako veřejný klíč. Pro provoz blockchainu není potřeba žádný speciální hardware a standardní počítače si s ním hravě poradí.
Hlavní token společnosti Celo, CELO, je standardní užitkový token používaný pro zabezpečení, transakce a odměny. Síť také používá jako stablecoiny cUSD, cEUR a cREAL. Tyto tokeny jsou generovány uživateli a mají stabilní peg podobný tokenu DAI společnosti MakerDAO. Transakce provedené pomocí stabilních coinů Celo lze navíc zaplatit pomocí jakéhokoli jiného aktiva Celo.
Volatilita a obtížnost vstupu na trh s kryptoměnami mnoho lidí odradí a účelem použití adresních systémů a stablecoinů Celo je zlepšit pohodlí a tím podpořit kryptoměnu.
THORChain
THORChain je meziřetězová decentralizovaná obchodní platforma bez povolení (DEX). Tato síť vrstvy 1 je postavena pomocí Cosmos SDK a ověřuje transakce prostřednictvím mechanismu konsenzu Tendermint. Hlavním cílem THORChain je dosáhnout decentralizované cross-chain likvidity, eliminovat proces fixace nebo balení aktiv, aby cross-chain investoři nemuseli nést dodatečná rizika, která přináší obojí.
Během provozu hraje THORChain roli správce trezoru, který vytváří decentralizovanou likviditu a odstraňuje centralizované zprostředkovatele dohledem nad přístupem a výběrem. RUNE je nativní token THORChain a používá se k placení transakčních poplatků, účasti na správě, ověřování transakcí a ochraně zabezpečení sítě.
Model THORChain Automated Market Maker (AMM) používá RUNE jako základní měnu a uživatelé mohou používat RUNE k výměně za jakákoli jiná podporovaná aktiva. Fungování projektu je do jisté míry podobné cross-chainovému Uniswapu RUNE slouží jako vypořádací aktivum a bezpečné aktivum likviditního poolu v projektu.
Kava
Kava je blockchain vrstvy 1, který kombinuje rychlost a interoperabilitu Cosmos s vývojářskou podporou Etherea. Síť Kava využívá architekturu „společného řetězce“, která se vyznačuje poskytováním různých řetězců pro vývojová prostředí EVM a Cosmos SDK. S podporou IBC na společném řetězci Cosmos mohou decentralizované aplikace nasazené vývojáři hladce běžet mezi ekosystémy Cosmos a Ethereum.
Kava používá mechanismus konsenzu Tendermint PoS k zajištění silné škálovatelnosti pro aplikace na společném řetězci EVM. Síť Kava je financována společností KavaDAO a veřejný pobídkový mechanismus pro vývojáře sítě odměňuje 100 nejlepších projektů v každém společném řetězci na základě využití projektu.
Kava podporuje dva tokeny, a to původní token utility a token správy KAVA a stablecoin USDX vázaný na americký dolar. KAVA se používá k placení transakčních poplatků a validátoři mohou vsadit tokeny, aby vytvořili síťový konsenzus. Uživatelé mohou své zastavené KAVA tokeny svěřit validátorům a získat část vydaných KAVA tokenů. Zainteresované strany a validátoři mohou také hlasovat o návrzích správy a určovat parametry sítě.
IoTeX
IoTeX, založený v roce 2017, je síť na 1. vrstvě zaměřená na integraci blockchainu a internetu věcí. Uživatelé IoTeXu mohou ovládat data generovaná zařízením a nechat stroj poskytovat podporu pro DApps, aktiva a služby. Osobní údaje uživatelů mají určitou hodnotu a správa informací prostřednictvím blockchainu může zajistit bezpečnost informací.
IoTeX kombinuje software a hardware a poskytuje nové řešení pro kontrolu soukromí a dat bez obětování uživatelské zkušenosti. Uživatelé mohou vydělávat digitální aktiva pomocí reálných dat pomocí systému zvaného MachineFi.
IoTeX uvedl na trh dva pozoruhodné hardwarové produkty, konkrétně Ucam a Pebble Tracker. Ucam je pokročilá domácí bezpečnostní kamera, která uživatelům poskytuje viditelnost do jejich domova odkudkoli a úplné soukromí dat. Pebble Tracker je chytrý globální polohovací systém, který podporuje 4G a má sledovací funkce, dokáže sledovat nejen data GPS, ale také data o životním prostředí v reálném čase, včetně teploty, vlhkosti a kvality vzduchu.
Pokud jde o architekturu blockchainu, na IoTeXu je na ní založeno mnoho protokolů vrstvy 2. Blockchain poskytne nástroje pro vytváření vlastních sítí pomocí IoTeXu pro konečné potvrzení. Tyto řetězce mohou také interagovat a sdílet informace prostřednictvím IoTeXu. Vývojáři mohou snadno vytvářet nové dílčí řetězce, které splňují specifické potřeby jejich vlastních IoT zařízení. Token IoTeX IOTX se používá k platbám za transakční poplatky, sázky, správu a ověřování sítě.
Shrnout
V dnešním blockchainovém ekosystému existuje několik sítí vrstvy 1 a protokolů vrstvy 2. I když je snadné se splést, jakmile si osvojíte základní pojmy, snadno pochopíte celkovou architekturu. Při práci na nových blockchainových projektech, zejména těch zaměřených na síťovou interoperabilitu a cross-chain řešení, je užitečné zvládnout základní koncepty.