Понимание технологии блокчейна и сетей блокчейна
Технология блокчейна — это одноранговая технология цифровой бухгалтерской книги, которая опирается на сеть вычислительных устройств или узлов для обработки транзакций, связанных с активом, хранения полученных данных и их передачи между этими узлами в виде «блоков» неизменяемых данных. при прозрачном обмене всей информацией между уполномоченными членами сети.
Эти «блоки» образуют общий реестр транзакций, защищенный от несанкционированного доступа и устраняющий дублирующие действия, характерные для традиционных бизнес-сетей, таких как финансовые учреждения. Еще более впечатляющим является то, что каждый «блок» связан с предыдущими, образуя цепочку данных, которую нельзя изменить, что объясняет происхождение термина «блокчейн».
Поскольку бизнес процветает за счет предоставления информации, чем точнее и быстрее перемещается информация, тем лучше ее перспективы и потенциал для расширения. Сети или протоколы блокчейна, названные в честь этой преобразующей технологии, обмениваются информацией через Интернет и используют сеть узлов для проверки, обслуживания и распространения общей книги транзакций в сети.
Достигнув невиданного ранее уровня децентрализации и прозрачности, эти блокчейн-сети в настоящее время используются во многих децентрализованных приложениях (DApps) и революционизируют то, как граждане по всему миру взаимодействуют друг с другом через Интернет.
Почему важна масштабируемость в технологии блокчейн?
В то время как сторонники блокчейна представляют себе будущее, в котором децентрализованная экосистема сетей блокчейнов упрощает все типы контрактов, архитектура блокчейна часто заставляет разработчиков соглашаться на компромисс между полностью децентрализованным управлением и повышением масштабируемости при разработке сетей блокчейнов, которые также могут предотвратить любую злонамеренную кибератаку.
Это связано с тем, что, хотя сеть блокчейна становится сильнее по мере увеличения количества «блоков», сам процесс проверки становится более сложным и требует больше ресурсов для вычислений, тем самым влияя на максимально возможную пропускную способность без ущерба для безопасности сети.
С другой стороны, если процесс проверки или механизм консенсуса, который лежит в основе различных блокчейнов, настроен для увеличения скорости транзакций, это может привести к тому, что вся сеть блокчейнов станет более восприимчивой к атакам со стороны злоумышленников или киберпреступников.
Эта ситуация приводит нас к «трилемме блокчейна» — термину, придуманному основателем Ethereum Виталиком Бутериным для описания проблемы, с которой сталкиваются разработчики при создании децентрализованного, безопасного и масштабируемого протокола блокчейна без каких-либо компромиссов между всеми тремя аспектами.
В то время как некоторые разработчики проводят эти испытания, внедряя различные уровни поверх существующих блокчейнов, другие работают над созданием сетей блокчейнов, которые используют сильные стороны таких протоколов, как Биткойн, Эфириум и им подобных, для достижения всех трех целей.
Что такое блокчейн уровня 1 и как он работает?
Как правило, архитектура блокчейна включает в себя множество перекрывающихся уровней, таких как уровень инфраструктуры или оборудования, уровень данных, сетевой уровень, уровень консенсуса и уровень приложений. Хотя эта тема сама по себе требует более глубокого объяснения, уровни консенсуса и приложений необходимы для существования платформ блокчейна.
Базовый механизм консенсуса определяет, как блокчейн обрабатывает транзакции, проверяет их и добавляет «блоки» данных в блокчейн. Прикладной уровень, с другой стороны, включает такие элементы, как DApps, смарт-контракты и цепной код, чтобы позволить пользовательским узлам взаимодействовать с сетью блокчейна.
Популярные криптовалюты, такие как Биткойн (BTC) и Эфириум (ETH), работают в сетях блокчейнов, которые известны как базовые блокчейны или блокчейны уровня 1. Принимая механизмы консенсуса Proof-of-Work (PoW), эти протоколы блокчейна уровня 1 полагаются на узлы майнинга или проверки для решения криптографических головоломок для создания хэша, который используется другими узлами в сети для проверки блока. В свою очередь, майнер, решивший головоломку первым, получает определенное количество нативных монет сети.
Блокчейны PoW уровня 1 по своей природе более безопасны, но их скорость транзакций сильно ограничена, и они склонны к перегрузке, когда сеть сталкивается с растущим спросом на транзакции. В попытке решить эту проблему масштабируемости блокчейны уровня 1 прибегают к изменениям в механизме консенсуса. Например, протокол блокчейна Ethereum уровня 1 переходит на механизм консенсуса PoS для реализации новых решений масштабирования.
В других случаях рассматриваются решения масштабирования, такие как сегментирование, для уменьшения объема вычислительной мощности, необходимой для каждого узла валидатора в сети блокчейна. Протоколы блокчейна уровня 1, известные как масштабирование в цепочке, также изменяют емкость каждого «блока» в цепочке и сокращают время генерации блока для увеличения скорости транзакций.
Однако эти решения масштабирования уровня 1 не могут конкурировать со скоростью обработки традиционных бизнес-платформ и имеют ограниченную совместимость между цепочками. Последнее имеет большое значение, особенно для приложений децентрализованного финансирования (DeFi), которые зависят от предоставления пользователям свободы транзакций между различными блокчейнами в стремлении конкурировать с такими платформами, как Visa и Mastercard.
Кроме того, опасения, связанные с безопасностью, обеспечиваемой такими решениями, побудили разработчиков использовать более инновационный подход к задаче достижения как масштабируемости, так и межсетевого взаимодействия.
Что такое блокчейн уровня 0 и как он работает?
Протоколы блокчейна уровня 1 часто вынуждают разработчиков проектов идти на компромисс в отношении аспектов дизайна своих пользовательских DApp, поскольку эти протоколы адаптированы для среднего варианта использования. Кроме того, опираясь на блокчейны уровня 1, которые имеют определенные внутренние ограничения, разработчики не могут продолжать разработку, пока не будут внесены исправления в базовый протокол.
Протоколы блокчейна уровня 0 приходят на помощь, позволяя разработчикам создавать собственные блокчейны, которые могут быть адаптированы к их точным требованиям. Эти блокчейн-решения уровня 0 позволяют разработчикам комбинировать различные элементы из разных протоколов блокчейна уровня 1, сохраняя при этом собственную экосистему для дальнейшего повышения производительности.
Протоколы блокчейна уровня 0 очень универсальны и одновременно совместимы не только с решениями блокчейна уровня 1, но и с более целенаправленными решениями масштабирования уровня 2, которые в настоящее время расширяют пространство блокчейна. Что еще более важно, протоколы блокчейна уровня 0 предоставляют разработчикам необходимые инструменты для создания блокчейнов, которые обеспечивают высокую совместимость между цепочками и способствуют более быстрой связи между различными цепочками.
Протоколы блокчейна, такие как Cosmos (ATOM) и Polkadot (DOT), являются яркими примерами протоколов блокчейна уровня 0, которые используют децентрализованную сеть независимых параллельных блокчейнов для создания целой экосистемы сетей с превосходной межцепочечной функциональной совместимостью. Они используют криптографические токены уровня 0, встроенные в их платформы, такие как токен ATOM в блокчейне Cosmos, для облегчения транзакций в своей экосистеме, а также в других блокчейнах уровня 1.
Благодаря многоцепочечной сети, состоящей из узкоспециализированных блокчейн-решений, работающих параллельно друг с другом, эти протоколы блокчейна уровня 0 закладывают основу для будущего Web3.
Блокчейн-решения уровня 0 и уровня 1
Хотя оба типа блокчейн-решений имеют свои собственные преимущества, важно понимать, как криптопространство может повысить массовое внедрение криптовалюты, способствуя более быстрым транзакциям между всей экосистемой протоколов блокчейна.
Именно здесь решения блокчейна уровня 0 могут оказаться очень важными, поскольку они могут беспрепятственно работать с существующими протоколами блокчейна уровня 1, предоставляя разработчикам более высокую степень гибкости при принятии дизайнерских решений. Предлагая возможность расширить количество вариантов использования за счет создания пользовательских парачейнов, блокчейн-решения уровня 0 могут значительно улучшить масштабируемость без ущерба для децентрализации или длительных циклов разработки. Такие платформы, как Substrate, предоставляют разработчикам структуру цепочки блоков, которая позволяет им создавать свои собственные цепочки блоков, которые также могут существовать независимо как «одиночные цепочки».
По мере появления большего количества протоколов блокчейна уровня 0 и SDK блокчейнов, таких как Substrate, общее видение Web3 по созданию подключенной цифровой инфраструктуры для всего мира становится все ближе к реальности.
Дорога впереди
Основные различия между уровнями блокчейна связаны с масштабируемостью и тем, как они работают с dApps. Кроме того, если рассматривать все уровни, каждый из них действует как отдельный уровень развития системы блокчейн. Все больше людей проявляют интерес к быстрорастущей экосистеме блокчейна, которая включает в себя передовые продукты, такие как DeFi и NFT. Поэтому масштабируемость необходима для долгосрочной устойчивости сетей блокчейн. Тем не менее, значительные системы блокчейнов могут в конечном итоге повысить свою масштабируемость, но на это потребуется некоторое время.
Наиболее вероятный сценарий заключается в том, что сети уровня 0 и уровня 1 концентрируются на безопасности, позволяя сетям уровня 2 настраивать свои услуги для конкретных случаев использования. Крупные сети, такие как Ethereum, которые имеют значительное сообщество пользователей и разработчиков, скорее всего, продолжат доминировать в обозримом будущем. Тем не менее, он обеспечивает прочную основу для целенаправленных решений уровня 2 благодаря широкому набору децентрализованных валидаторов и хорошей репутации.
