Ключові висновки
Блокчейн-трилема пояснює, чому більшість мереж не можуть досягти безпеки, децентралізації та масштабованості одночасно.
Рішення для масштабування Layer 1 змінюють базовий блокчейн напряму, наприклад шляхом оновлення механізму консенсусу або додавання шардінгу.
Рішення для Layer 2 будуються поверх Layer 1, щоб обробляти більше транзакцій поза основним ланцюгом, зменшуючи перевантаження та комісії.
Більшість екосистем блокчейнів рухаються до поєднання покращень Layer 1 для довгострокової безпеки та мереж Layer 2 для щоденної швидкості й доступності за ціною.
Вступ
Блокчейн-мережі стають дедалі популярнішими, і зі зростанням кількості користувачів зростає й кількість транзакцій. Хоча технологія має реальну користь, обробка попиту у великих масштабах залишається значним викликом. Публічні блокчейни, які віддають пріоритет децентралізації та безпеці, часто не можуть швидко та дешево обробляти транзакції.
Цю напругу називають блокчейн-трилемою: важко зробити децентралізовану мережу одночасно безпечною, децентралізованою та масштабованою. Більшість мереж надають пріоритет двом із цих властивостей, що може обмежувати третю.
Розробники створили два широкі підходи для вирішення цієї проблеми. Одні рішення змінюють базовий блокчейн (Layer 1), тоді як інші створюють додаткові мережі поверх нього (Layer 2). Обидва підходи мають компроміси, і багато екосистем уже використовують поєднання обох.
Layer 1 vs. Layer 2
Термін «блокчейн Layer 1» означає базовий блокчейн, де транзакції фіналізуються. Приклади: Bitcoin, Ethereum, BNB Chain і Solana. Це базові мережі, на які можуть спиратися інші протоколи.
Layer 2 — це протоколи, побудовані поверх Layer 1. Вони обробляють транзакції поза основним ланцюгом, а потім передають результати назад. Приклади: Lightning Network (для Bitcoin) та Arbitrum, Base і zkSync (для Ethereum).
Ключова відмінність у тому, де виконується робота. Рішення Layer 1 змінюють правила самої базової мережі. Рішення Layer 2 створюють окреме середовище для обробки більшої кількості активності, а потім повертаються до Layer 1 для безпеки.
Поширені рішення масштабування Layer 1
Оновлення механізму консенсусу
Деякі блокчейни перейшли від енергоємних систем на кшталт proof-of-work (PoW) до ефективніших, як-от proof-of-stake (PoS). Ethereum завершив цей перехід у вересні 2022 року за допомогою «The Merge». PoS обирає валідаторів на основі заcтакованих коштів, а не обчислювальної роботи, що може підвищити пропускну здатність транзакцій і зменшити витрати енергії.
Шардінг
Шардінг розділяє блокчейн на менші частини, які називаються шардоми (shards). Замість того, щоб кожен вузол обробляв усі транзакції, роботу розподіляють між кількома групами. Це дозволяє мережі обробляти більше транзакцій паралельно, потенційно збільшуючи загальну пропускну здатність.
Довгострокова дорожня карта Ethereum включає повний шардінг через функцію під назвою Danksharding, хоча на цей момент вона все ще розробляється. Попередній крок, EIP-4844 (blob-транзакції), було представлено у березні 2024 року, і він суттєво знизив витрати на дані для мереж Layer 2.
Розмір блоку збільшується
Більш простий підхід — збільшити максимальний розмір кожного блоку, дозволяючи включати більше транзакцій в один блок. Це може підвищити пропускну здатність без суттєвих змін протоколу. Однак більші блоки потребують більше сховища та обчислювальної потужності, що може ускладнити участь звичайних комп’ютерів як мережевих валідаторів, потенційно впливаючи на децентралізацію.
Поширені рішення масштабування Layer 2
Ролапи
Ролапи об’єднують багато офлайн-транзакцій і надсилають у основний ланцюг (main chain) стиснений підсумок. Це зменшує обсяг даних, який кожна транзакція додає до Layer 1, знижуючи комісії та збільшуючи пропускну здатність. Ролапи стали основним способом масштабування для Ethereum.
Є два основні типи. Оптимістичні ролапи (використовуються в Arbitrum і Base) за замовчуванням вважають транзакції коректними та дозволяють період оскарження для спірних випадків. ZK-ролапи (використовуються в zkSync і Scroll) генерують криптографічні докази, які підтверджують коректність транзакцій одразу, без очікування.
Канали стану
Канал стану дає змогу двом сторонам напряму здійснювати транзакції поза мережею стільки разів, скільки потрібно. У блокчейні фіксуються лише баланси під час відкриття та закриття. Це добре працює для повторюваних взаємодій між тими самими сторонами, наприклад для мікроплатежів або геймінгу.
Розділ про мережі Bitcoin Layer 2 розглядає Lightning Network, яка використовує канали стану, щоб забезпечувати швидкі та недорогі біткоїн-платежі між учасниками.
Сайдчейни
Сайдчейни — це незалежні блокчейни, які працюють паралельно з Layer 1 і мають власних валідаторів та правила консенсусу. Вони з’єднуються з основним ланцюгом через міст (bridge). Polygon PoS — відомий приклад. Сайдчейни можуть бути швидшими та дешевшими, але відповідальні за власну безпеку, на відміну від ролапів, які успадковують безпеку від базового Layer 1.
Вкладені блокчейни
У налаштуванні вкладеного блокчейна основний ланцюг делегує роботу вторинним ланцюгам. Ці дочірні ланцюги обробляють транзакції та повертають результати батьківському ланцюгу. Plasma — ранній приклад такого підходу для Ethereum, хоча на практиці його здебільшого витіснили ролапи.
Layer 1 vs. Layer 2: ключові відмінності
Обидва рівні прагнуть покращити продуктивність мережі, але підходять до проблеми по-різному. Ось короткий огляд основних відмінностей:
Призначення: Layer 1 — це базове джерело істини та рівень фінального врегулювання (settlement). Layer 2 створюється, щоб збільшити пропускну здатність і зменшити комісії для цього базового рівня.
Метод: Layer 1 змінює правила протоколу напряму. Layer 2 переносить обробку на вторинну мережу або додаток.
Безпека: Layer 1 покладається на власний децентралізований консенсус. Мережі Layer 2 зазвичай покладаються на Layer 1 для остаточної безпеки та доступності даних.
Складність: оновлення Layer 1 потребують консенсусу всієї мережі та можуть бути руйнівними. Мережі Layer 2 часто можна розгорнути або оновити без зміни базового ланцюга.
Обмеження рішень масштабування
Жоден підхід не є без компромісів.
Оновлення Layer 1 можуть бути повільними та політично складними. Великі зміни протоколу, такі як шардінг або переробка консенсусу, вимагають широкої згоди серед валідаторів, розробників і зацікавлених сторін. Хардфорки, коли спільнота не може домовитися, можуть розділити мережу.
Мережі Layer 2 створюють бар’єр для користувачів. Переміщення коштів між Layer 1 і Layer 2 потребує мостів (bridging), що може займати час і створювати ризики для безпеки. Ліквідність часто розфрагментована між різними мережами L2, а деякі використовують централізовані секвенсери для впорядкування транзакцій, що може додавати точку централізованої довіри.
Питання та відповіді (FAQ)
У чому різниця між Layer 1 і Layer 2?
Layer 1 — це базовий блокчейн, де транзакції завершуються (фіналізуються), наприклад Ethereum або Bitcoin. Layer 2 — це вторинна мережа, створена поверх Layer 1, щоб обробляти більше активності поза мережею, перш ніж повернутися до основного ланцюга для завершення. Layer 1 відповідає за безпеку та фіналізацію; Layer 2 відповідає за швидкість і вартість.
Чи настільки ж безпечні мережі Layer 2, як і Layer 1?
Залежить від типу Layer 2. Ролапи успадковують значну частину своєї безпеки від базового Layer 1, оскільки дані транзакцій подаються в main chain. Однак сайдчейни підтримують власні набори валідаторів і не успадковують напряму безпеку Layer 1. Користувачам слід розуміти, як конкретний L2 забезпечує безпеку, перш ніж використовувати його.
Чому комісії в ролапах нижчі, ніж в Ethereum?
Ролапи об’єднують багато транзакцій разом і надсилають у Ethereum стиснений пакет. Це означає, що вартість однієї транзакції в Ethereum розподіляється між багатьма транзакціями ролапу, істотно зменшуючи комісію на одну транзакцію. Оновлення Ethereum Dencun у березні 2024 року додатково знизило ці витрати на дані за допомогою blob-транзакцій.
Що таке блокчейн-трилема?
Блокчейн-трилема описує складність одночасного досягнення безпеки, децентралізації та масштабованості. Більшість дизайнів блокчейнів надають пріоритет двом із цих властивостей, що обмежує третю. Рішення для масштабування, чи то на Layer 1, чи на Layer 2, здебільшого є спробами вирішити цю обмежувальну суперечність.
Які мережі Layer 2 є найбільш широко використовуваними?
Станом на сьогодні Arbitrum, Base та zkSync належать до найактивніших мереж Ethereum Layer 2 за кількістю транзакцій і загальною заблокованою вартістю. Для Bitcoin Lightning Network залишається основним Layer 2 для платежів. Прийняття продовжує зростати, оскільки більше застосунків і користувачів переходять на мережі L2 заради нижчих витрат.
Заключні думки
Масштабування — одна з найбільш активних сфер розвитку блокчейну. Покращення Layer 1, як-от шардінг, забезпечують зростання ємності в довгостроковій перспективі, тоді як мережі Layer 2 сьогодні пропонують практичні переваги у швидкості та вартості. Більшість великих екосистем блокчейнів рухаються до багаторівневої архітектури: поєднання захищеного та децентралізованого базового ланцюга з швидшими й дешевшими мережами, побудованими поверх нього.
Додаткове читання
Що таке блокчейн-трилема?
Що таке ZK-ролапи? Техніка масштабування Layer 2
Що таке мережі Bitcoin Layer 2?
Що таке шардінг і як він працює?
Що таке Layer 1 у блокчейні?
Відмова від відповідальності: цей контент надається вам на умовах «як є» лише для загальної інформації та/або навчальних цілей без будь-яких запевнень чи гарантій будь-якого роду. Його не слід трактувати як фінансову, юридичну чи іншу професійну пораду, і він не призначений для рекомендації придбати будь-який конкретний продукт або послугу. Вам слід звернутися по власну пораду до відповідних професійних консультантів. Якщо контент надано третім учасником, будь ласка, зверніть увагу: висловлені там погляди належать третьому учаснику та не обов’язково відображають позицію Binance Academy. Ціни на цифрові активи можуть бути нестабільними. Вартість вашої інвестиції може знижуватися або зростати, і ви можете не повернути суму, яку інвестували. Ви несете повну відповідальність за свої інвестиційні рішення, а Binance Academy не несе відповідальності за будь-які збитки, які ви можете понести. Для отримання додаткової інформації див. наші Умови використання, Інформацію про ризики та Умови Binance Academy.