Τι είναι το Layer 1 στο Blockchain;
Τι είναι το Layer 1 στο Blockchain;
Το επίπεδο 1(layer 1) αναφέρεται σε ένα βασικό δίκτυο, όπως το Bitcoin, το BNB Chain ή το Ethereum, και την υποκείμενη υποδομή του. Οι αλυσίδες μπλοκ επιπέδου 1 μπορούν να επικυρώσουν και να οριστικοποιήσουν τις συναλλαγές χωρίς να απαιτείται άλλο δίκτυο. Η βελτίωση της επεκτασιμότητας των δικτύων επιπέδου-1 είναι δύσκολη, όπως είδαμε με το Bitcoin. Ως λύση, οι προγραμματιστές δημιουργούν πρωτόκολλα επιπέδου 2 που βασίζονται στο δίκτυο επιπέδου 1 για ασφάλεια και συναίνεση. Το Lightning Network του Bitcoin είναι ένα παράδειγμα πρωτοκόλλου layer-2. Επιτρέπει στους χρήστες να πραγματοποιούν ελεύθερα συναλλαγές πριν τις καταγράψουν στην κύρια αλυσίδα.
Εισαγωγή
Το επίπεδο 1 και το επίπεδο 2 είναι όροι που μας βοηθούν να κατανοήσουμε την αρχιτεκτονική διαφορετικών αλυσίδων μπλοκ, έργων και εργαλείων ανάπτυξης. Εάν αναρωτηθήκατε ποτέ για τη σχέση μεταξύ του Polygon και του Ethereum ή του Polkadot και των parachain του, θα σας βοηθήσει να μάθετε για τα διαφορετικά επίπεδα blockchain.
Τι είναι το layer 1;
Ένα δίκτυο επιπέδου-1 είναι ένα άλλο όνομα για μια βασική αλυσίδα μπλοκ. Το BNB Smart Chain (BNB), το Ethereum (ETH), το Bitcoin (BTC) και Solana είναι όλα πρωτόκολλα επιπέδου 1. Τα αναφέρουμε ως layer-1 επειδή αυτά είναι τα κύρια δίκτυα μέσα στο οικοσύστημά τους. Σε αντίθεση με το layer-1, έχουμε off-chains και άλλες λύσεις layer-2 που είναι χτισμένες πάνω από τις κύριες αλυσίδες.
Με άλλα λόγια, ένα πρωτόκολλο είναι το επίπεδο 1 όταν επεξεργάζεται και ολοκληρώνει τις συναλλαγές στο δικό του blockchain. Έχουν επίσης το δικό τους εγγενές διακριτικό (κρυπτονόμισμα), που χρησιμοποιείται για την πληρωμή των τελών συναλλαγής.
Κλιμάκωση επιπέδου 1 (Layer 1 Scaling)
Ένα κοινό πρόβλημα με τα δίκτυα επιπέδου 1 είναι η αδυναμία τους να κλιμακωθούν. Το Bitcoin και άλλα μεγάλα blockchain αγωνίζονται να διεκπεραιώσουν τις συναλλαγές σε περιόδους αυξημένης ζήτησης. Το Bitcoin χρησιμοποιεί τον μηχανισμό συναίνεσης Proof of Work (PoW), ο οποίος απαιτεί πολλούς υπολογιστικούς πόρους.
Ενώ το PoW διασφαλίζει την αποκέντρωση και την ασφάλεια, τα δίκτυα PoW τείνουν επίσης να επιβραδύνουν όταν ο όγκος των συναλλαγών είναι πολύ υψηλός. Αυτό αυξάνει τους χρόνους επιβεβαίωσης της συναλλαγής και κάνει τις χρεώσεις πιο ακριβές.
Οι προγραμματιστές blockchain εργάζονται για λύσεις επεκτασιμότητας εδώ και πολλά χρόνια, αλλά υπάρχει ακόμη πολλή συζήτηση σχετικά με τις καλύτερες εναλλακτικές λύσεις. Για την κλιμάκωση του επιπέδου-1, ορισμένες επιλογές περιλαμβάνουν:
1. Αύξηση μπλοκ , επιτρέποντας την επεξεργασία περισσότερων συναλλαγών σε κάθε μπλοκ.
2. Αλλαγή του μηχανισμού συναίνεσης που χρησιμοποιείται, όπως με την επερχόμενη ενημέρωση Ethereum 2.0 .
3. Εφαρμογή διαμοιρασμού. Μια μορφή κατάτμησης βάσης δεδομένων.
Οι βελτιώσεις του επιπέδου 1 απαιτούν σημαντική εργασία για να εφαρμοστούν. Σε πολλές περιπτώσεις, δεν συμφωνούν όλοι οι χρήστες του δικτύου με την αλλαγή. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διαχωρισμούς της κοινότητας ή ακόμα και σε σκληρό πιρούνι (hard fork), όπως συνέβη με το Bitcoin και το Bitcoin Cash το 2017.
SegWit
Ένα παράδειγμα λύσης επιπέδου 1 για κλιμάκωση είναι το SegWit (διαχωρισμένος μάρτυρας). Αυτό αύξησε την απόδοση του Bitcoin αλλάζοντας τον τρόπο οργάνωσης των δεδομένων μπλοκ (οι ψηφιακές υπογραφές δεν αποτελούν πλέον μέρος της εισόδου της συναλλαγής). Η αλλαγή απελευθέρωσε περισσότερο χώρο για συναλλαγές ανά μπλοκ χωρίς να επηρεάσει την ασφάλεια του δικτύου. Το SegWit υλοποιήθηκε μέσω ενός μαλακού πιρουνιού συμβατού προς τα πίσω. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και οι κόμβοι Bitcoin που δεν έχουν ακόμη ενημερωθεί για να περιλαμβάνουν το SegWit εξακολουθούν να μπορούν να επεξεργάζονται συναλλαγές.
Τι είναι το layer-1 Sharding;
Το Sharding είναι μια δημοφιλής λύση κλιμάκωσης επιπέδου 1 που χρησιμοποιείται για την αύξηση της απόδοσης συναλλαγών. Η τεχνική είναι μια μορφή κατάτμησης βάσεων δεδομένων που μπορεί να εφαρμοστεί σε κατανεμημένα λογιστικά βιβλία. Ένα δίκτυο και οι κόμβοι του χωρίζονται σε διαφορετικά θραύσματα για την κατανομή του φόρτου εργασίας και τη βελτίωση της ταχύτητας συναλλαγής. Κάθε θραύσμα διαχειρίζεται ένα υποσύνολο της δραστηριότητας ολόκληρου του δικτύου, που σημαίνει ότι έχει τις δικές του συναλλαγές, κόμβους και ξεχωριστά μπλοκ.
Με τον διαμοιρασμό, δεν υπάρχει ανάγκη για κάθε κόμβο να διατηρεί ένα πλήρες αντίγραφο ολόκληρου του blockchain. Αντίθετα, κάθε κόμβος αναφέρει την εργασία που ολοκληρώθηκε στην κύρια αλυσίδα για να μοιραστεί την κατάσταση των τοπικών δεδομένων του, συμπεριλαμβανομένου του υπολοίπου των διευθύνσεων και άλλων βασικών μετρήσεων.
Επίπεδο 1 έναντι επιπέδου 2 (Layer 1 vs Layer 2)
Όταν πρόκειται για βελτιώσεις, δεν είναι όλα επιλύσιμα στο επίπεδο 1. Λόγω τεχνολογικών περιορισμών, ορισμένες αλλαγές είναι δύσκολο ή σχεδόν αδύνατο να γίνουν στο κύριο δίκτυο blockchain. Το Ethereum, για παράδειγμα, αναβαθμίζεται σε Proof of Stake (PoS), αλλά αυτή η διαδικασία χρειάστηκε χρόνια για να αναπτυχθεί.
Ορισμένες περιπτώσεις χρήσης απλά δεν μπορούν να λειτουργήσουν με το επίπεδο 1 λόγω προβλημάτων επεκτασιμότητας. Ένα παιχνίδι blockchain δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ρεαλιστικά το δίκτυο Bitcoin λόγω των μεγάλων χρόνων συναλλαγών. Ωστόσο, το παιχνίδι μπορεί να εξακολουθεί να θέλει να χρησιμοποιήσει την ασφάλεια και την αποκέντρωση του επιπέδου 1. Η καλύτερη επιλογή είναι να χτίσετε πάνω από το δίκτυο με μια λύση layer-2.
Lightning Network
Τα Layer-2 βασίζονται στο επίπεδο 1 και βασίζονται σε αυτό για να ολοκληρώσουν τις συναλλαγές τους. Ένα διάσημο παράδειγμα είναι το Lightning Network. Το δίκτυο Bitcoin υπό μεγάλη κίνηση μπορεί να πάρει ώρες για να επεξεργαστεί τις συναλλαγές. Το Lightning Network επιτρέπει στους χρήστες να πραγματοποιούν γρήγορες πληρωμές με το Bitcoin τους εκτός της κύριας αλυσίδας και το τελικό υπόλοιπο αναφέρεται στην κύρια αλυσίδα αργότερα. Αυτό ουσιαστικά ομαδοποιεί τις συναλλαγές όλων σε ένα τελικό αρχείο, εξοικονομώντας χρόνο και πόρους.
Παραδείγματα blockchain επιπέδου 1
Τώρα που γνωρίζουμε τι είναι το επίπεδο 1, ας δούμε μερικά παραδείγματα. Υπάρχει μια τεράστια ποικιλία μπλοκ αλυσίδων στρώματος 1 και πολλές υποστηρίζουν μοναδικές περιπτώσεις χρήσης. Δεν είναι όλα Bitcoin και Ethereum, και κάθε δίκτυο έχει διαφορετικές λύσεις στο τρίλημμα της τεχνολογίας blockchain της αποκέντρωσης, της ασφάλειας και της επεκτασιμότητας.
Elrond
Το Elrond είναι ένα δίκτυο επιπέδου 1 που ιδρύθηκε το 2018 και χρησιμοποιεί διαμοιρασμό για να βελτιώσει την απόδοση και την επεκτασιμότητα του. Το blockchain Elrond μπορεί να επεξεργαστεί περισσότερες από 100.000 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (TPS). Τα δύο μοναδικά κύρια χαρακτηριστικά του είναι το συναινετικό πρωτόκολλο Secure Proof of Stake (SPoS) και το Adaptive State Sharding.
Το Adaptive State Sharding πραγματοποιείται μέσω διαχωρισμών θραυσμάτων και συγχωνεύσεων καθώς το δίκτυο χάνει ή κερδίζει χρήστες. Ολόκληρη η αρχιτεκτονική του δικτύου είναι μοιρασμένη, συμπεριλαμβανομένης της κατάστασης και των συναλλαγών του. Οι επικυρωτές μετακινούνται επίσης μεταξύ των θραυσμάτων, μειώνοντας την πιθανότητα κακόβουλης κατάληψης ενός θραύσματος.
Το εγγενές διακριτικό EGLD του Elrond χρησιμοποιείται για χρεώσεις συναλλαγών, ανάπτυξη DApps και επιβράβευση χρηστών που συμμετέχουν στο μηχανισμό επικύρωσης του δικτύου. Επίσης, το δίκτυο Elrond είναι πιστοποιημένο Carbon Negative, καθώς αντισταθμίζει περισσότερο CO2 από ό,τι υπόκειται στον μηχανισμό PoS του.
Harmony
Το Harmony είναι ένα δίκτυο αποτελεσματικής απόδειξης στοιχήματος (EPoS), επίπεδο 1 με υποστήριξη διαμοιρασμού. Το κύριο δίκτυο του blockchain έχει τέσσερα θραύσματα, το καθένα από τα οποία δημιουργεί και επαληθεύει νέα μπλοκ παράλληλα. Ένα θραύσμα μπορεί να το κάνει αυτό με τη δική του ταχύτητα, που σημαίνει ότι μπορούν όλα να έχουν διαφορετικά ύψη μπλοκ.
Το Harmony χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή μια στρατηγική "Cross-Chain Finance" για να προσελκύσει προγραμματιστές και χρήστες. Οι αξιόπιστες γέφυρες προς το Ethereum (ETH) και το Bitcoin διαδραματίζουν βασικό ρόλο, επιτρέποντας στους χρήστες να ανταλλάσσουν τα διακριτικά τους χωρίς τους συνήθεις κινδύνους φύλαξης που εμφανίζονται με τις γέφυρες. Το κύριο όραμα της Harmony για την κλιμάκωση του Web3 βασίζεται σε Αποκεντρωμένους Αυτόνομους Οργανισμούς (DAO) και αποδείξεις μηδενικής γνώσης.
Το μέλλον του DeFi (Αποκεντρωμένης Χρηματοοικονομικής) φαίνεται να βασίζεται σε ευκαιρίες πολλαπλών αλυσίδων και πολλαπλών αλυσίδων, καθιστώντας τις υπηρεσίες γεφύρωσης του Harmony ελκυστικές για τους χρήστες. Η υποδομή NFT, τα εργαλεία DAO και οι γέφυρες μεταξύ πρωτοκόλλων είναι οι κύριοι τομείς εστίασης.
Το εγγενές διακριτικό του, ONE, χρησιμοποιείται για την πληρωμή τελών συναλλαγών δικτύου. Μπορεί επίσης να προστεθεί (staked) η συμμετοχή στον συναινετικό μηχανισμό και τη διακυβέρνηση της Harmony. Αυτό παρέχει στους επιτυχημένους επικυρωτές ανταμοιβές μπλοκ και χρεώσεις συναλλαγών.
Celo
To Celo είναι ένα δίκτυο επιπέδου 1 που διαχωρίστηκε από το Go Ethereum (Geth) το 2017. Ωστόσο, έχει πραγματοποιήσει ορισμένες σημαντικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της εφαρμογής PoS και ενός μοναδικού συστήματος διευθύνσεων. Το οικοσύστημα Celo Web3 περιλαμβάνει λύσεις DeFi, NFT και πληρωμών, με περισσότερες από 100 εκατομμύρια συναλλαγές να έχουν επιβεβαιωθεί. Στο Celo, οποιοσδήποτε μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν αριθμό τηλεφώνου ή μια διεύθυνση email ως δημόσιο κλειδί. Το blockchain εκτελείται εύκολα με τυπικούς υπολογιστές και δεν απαιτεί ειδικό υλικό.
Το κύριο διακριτικό του Celo είναι το CELO, ένα τυπικό διακριτικό βοηθητικού προγράμματος για συναλλαγές, ασφάλεια και ανταμοιβές. Το δίκτυο Celo διαθέτει επίσης cUSD, cEUR και cREAL ως stablecoins. Αυτά δημιουργούνται από χρήστες και οι δεσμοί τους διατηρούνται με έναν μηχανισμό παρόμοιο με το DAI του MakerDAO. Επίσης, οι συναλλαγές που γίνονται με Celo stablecoins μπορούν να πληρωθούν με οποιοδήποτε άλλο περιουσιακό στοιχείο Celo.
Το σύστημα διευθύνσεων και το stablecoin της CELO στοχεύουν να κάνουν τα κρυπτονομίσματα πιο προσιτά και να βελτιώσουν την υιοθέτηση. Η αστάθεια της αγοράς κρυπτονομισμάτων και η δυσκολία για τους νεοφερμένους μπορεί να είναι αποθαρρυντικά για πολλούς.
THORChain
Το THORChain είναι ένα αποκεντρωμένο κέντρο ανταλλαγής χωρίς άδεια διασταυρούμενης αλυσίδας (DEX). Είναι ένα δίκτυο επιπέδου 1 που έχει δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας το Cosmos SDK. Χρησιμοποιεί επίσης τον Tendermint για την επικύρωση των συναλλαγών. Ο κύριος στόχος του THORChain είναι να επιτρέψει την αποκεντρωμένη διασταυρούμενη ρευστότητα χωρίς την ανάγκη δέσμευσης ή περιτύλιξης (wrap) περιουσιακών στοιχείων. Για επενδυτές πολλαπλών αλυσίδων, η δέσμευση και η περιτύλιξη προσθέτουν επιπλέον κίνδυνο στη διαδικασία.
Στην πραγματικότητα, το THORChain ενεργεί ως διαχειριστής θυρίδας που παρακολουθεί τις καταθέσεις και τις αναλήψεις. Αυτό βοηθά στη δημιουργία αποκεντρωμένης ρευστότητας και απομακρύνει τους κεντρικούς μεσάζοντες. Το RUNE είναι το εγγενές διακριτικό της THORChain, που χρησιμοποιείται για την πληρωμή τελών συναλλαγών και επίσης στη διακυβέρνηση, την ασφάλεια και την επικύρωση.
Το μοντέλο Automated Market Maker (AMM) της THORChain χρησιμοποιεί το RUNE που ενεργεί ως ζεύγος βάσης, που σημαίνει ότι μπορείτε να ανταλλάξετε το RUNE με οποιοδήποτε άλλο υποστηριζόμενο στοιχείο. Κατά κάποιο τρόπο, το έργο λειτουργεί σαν μια διασταυρούμενη αλυσίδα Uniswap, με το RUNE να αποτελεί στοιχείο διακανονισμού και ασφάλειας για ομάδες ρευστότητας.
Kava
To Kava είναι μια blockchain επιπέδου 1 που προσφέρει προϊόντα και υπηρεσίες DeFi, συμπεριλαμβανομένου του δανεισμού κρυπτονομισμάτων και της δημιουργίας stablecoin. Οι χρήστες που δανείζουν τα κρυπτονομίσματα τους στο Kava έχουν τη δυνατότητα να δανείσουν μια ποικιλία νομισμάτων σε διαφορετικές αλυσίδες μπλοκ. Αυτό δημιουργεί δυνατότητα cross-chain ακριβώς μέσα στο επίπεδο 1.
Το Kava χρησιμοποιεί έναν μηχανισμό συναίνεσης PoS Tendermint και κατασκευάστηκε με το Cosmos SDK. Τα λεγόμενα Kava Co-Chains διαθέτουν μια ξεχωριστή αλυσίδα τόσο για τα περιβάλλοντα ανάπτυξης EVM όσο και για το Cosmos SDK. Αλλά αυτά συνδέονται μέσω μιας μονάδας μεταφραστή για να λειτουργούν απρόσκοπτα σε ένα ενιαίο δίκτυο. Με άλλα λόγια, οι Co-Chains της Kava φέρνουν μαζί τα οικοσυστήματα Ethereum και Cosmos.
Το Kava διαθέτει ένα διακριτικό χρησιμότητας, το KAVA, και ένα σταθερό νόμισμα USDX συνδεδεμένο σε δολάρια ΗΠΑ. Οι επικυρωτές πρέπει να δεσμεύσουν (stake) το KAVA για να δημιουργήσουν συναίνεση δικτύου και το διακριτικό χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας USDX σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Μόνο οι συμμετέχοντες και οι επικυρωτές του KAVA μπορούν να ψηφίσουν για προτάσεις διακυβέρνησης.
IoTeX
Το IoTeX είναι ένα δίκτυο επιπέδου 1 που ιδρύθηκε το 2017 με επίκεντρο τον συνδυασμό του blockchain με το Διαδίκτυο των πραγμάτων (Internet Of Things). Αυτό δίνει στους χρήστες τον έλεγχο των δεδομένων που παράγουν οι συσκευές τους, επιτρέποντας «εφαρμογές, στοιχεία και υπηρεσίες που υποστηρίζονται από μηχανή». Τα προσωπικά σας στοιχεία έχουν αξία και η διαχείρισή τους μέσω blockchain εγγυάται την ασφαλή ιδιοκτησία.
Ο συνδυασμός υλικού και λογισμικού του IoTeX παρέχει μια νέα λύση στους ανθρώπους να ελέγχουν το απόρρητο και τα δεδομένα τους χωρίς να θυσιάζουν την εμπειρία χρήστη. Το σύστημα που επιτρέπει στους χρήστες να κερδίζουν ψηφιακά στοιχεία από τα πραγματικά δεδομένα τους ονομάζεται MachineFi.
Το IoTeX κυκλοφόρησε δύο αξιόλογα προϊόντα υλικού γνωστά ως Ucam και Pebble Tracker. Το Ucam είναι μια προηγμένη κάμερα ασφαλείας για το σπίτι που επιτρέπει στους χρήστες να παρακολουθούν τα σπίτια τους από οπουδήποτε και με απόλυτη προστασία της ιδιωτικής ζωής. Το Pebble Tracker είναι ένα έξυπνο GPS με υποστήριξη 4G και δυνατότητες παρακολούθησης και ανίχνευσης. Δεν παρακολουθεί μόνο δεδομένα GPS, αλλά και περιβαλλοντικά δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της ποιότητας του αέρα.
Όσον αφορά την αρχιτεκτονική του blockchain, το IoTeX διαθέτει έναν αριθμό πρωτοκόλλων επιπέδου 2 χτισμένα πάνω του. Το blockchain παρέχει εργαλεία για τη δημιουργία προσαρμοσμένων δικτύων που χρησιμοποιούν το IoTeX για οριστικοποίηση. Αυτές οι αλυσίδες μπορούν επίσης να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και να μοιράζονται πληροφορίες μέσω IoTeX. Οι προγραμματιστές μπορούν στη συνέχεια να δημιουργήσουν εύκολα μια νέα υπο-αλυσίδα για να ανταποκριθούν στις συγκεκριμένες ανάγκες της συσκευής IoT τους. Το νόμισμα του IoTeX, IOTX, χρησιμοποιείται για χρεώσεις συναλλαγών, δεσμευση (staking), διακυβέρνηση και επικύρωση δικτύου.
Κλείνοντας
Το σημερινό οικοσύστημα blockchain έχει πολλά δίκτυα επιπέδου 1 και πρωτόκολλα επιπέδου 2. Είναι εύκολο να μπερδευτείτε, αλλά μόλις κατανοήσετε τις βασικές έννοιες, γίνεται ευκολότερο να κατανοήσετε τη συνολική δομή και την αρχιτεκτονική. Αυτή η γνώση μπορεί να είναι χρήσιμη κατά τη μελέτη νέων έργων blockchain, ειδικά όταν επικεντρώνονται στη διαλειτουργικότητα των δικτύων και στις λύσεις cross-chain.
