Понимание технологии блокчейн и сетей блокчейн
Технология блокчейн – это технология одноранговой цифровой бухгалтерской книги, которая опирается на сеть вычислительных устройств или узлов для обработки транзакций с активами, хранения полученных данных и их трансляции между этими узлами в виде “блоков” неизменяемых данных, с прозрачным обменом всей информацией между разрешенными членами сети.
Эти “блоки” формируют общую бухгалтерскую книгу транзакций, защищенную от взлома и исключающую дублирование усилий, типичное для традиционных деловых сетей, таких как финансовые учреждения. Еще более впечатляющим является то, что каждый “блок” связан с предыдущими, образуя цепочку данных, которую невозможно изменить, что объясняет происхождение термина “блокчейн”.
Поскольку бизнес процветает за счет информационного обеспечения, чем точнее и быстрее движение информации, тем лучше его перспективы и потенциал для расширения. Эпонимически названные в честь этой преобразующей технологии, сети или протоколы blockchain обмениваются информацией через Интернет и используют сеть узлов для проверки, ведения и распространения общей книги транзакций в сети.
Достигнув невиданного ранее уровня децентрализации и прозрачности, сети blockchain в настоящее время обеспечивают работу многих децентрализованных приложений (DApps) и революционизируют то, как граждане по всему миру осуществляют сделки друг с другом через Интернет.
Почему масштабируемость в технологии блокчейн важна?
Хотя сторонники блокчейна представляют себе будущее, в котором децентрализованная экосистема блокчейн-сетей будет способствовать заключению всех типов контрактов, архитектура блокчейна часто вынуждает разработчиков искать компромисс между полностью децентрализованным управлением и увеличением масштабируемости при проектировании блокчейн-сетей, которые также могут противостоять любой злонамеренной кибератаке.
Это происходит потому, что, хотя сеть блокчейн становится сильнее по мере увеличения количества “блоков”, сам процесс верификации 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, лежащий в основе различных блокчейнов, настраивается для увеличения скорости транзакций, это может привести к тому, что вся сеть блокчейнов станет более восприимчивой к атакам со стороны плохих актеров 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.
Пока одни разработчики преодолевают эти испытания, создавая различные слои поверх существующих блокчейнов, другие работают над созданием блокчейн-сетей, которые используют сильные стороны таких протоколов, как Bitcoin, Ethereum и им подобных, для достижения всех трех целей.
Что такое блокчейн первого уровня и как он работает?
Как правило, архитектура блокчейна включает в себя множество перекрывающихся уровней, таких как инфраструктура или аппаратный уровень, уровень данных, сетевой уровень, уровень консенсуса и уровень приложений. Хотя эта тема сама по себе заслуживает более глубокого объяснения, уровни консенсуса и приложений необходимы для существования блокчейн-платформ.
Базовый механизм консенсуса определяет, как блокчейн обрабатывает транзакции, проверяет их и добавляет “блоки” данных в блокчейн. Прикладной уровень, с другой стороны, включает в себя такие элементы, как DApps, смарт-контракты и chaincode, позволяющие пользовательским узлам взаимодействовать с сетью блокчейн.
Популярные криптовалюты, такие как Bitcoin (BTC) и Ethereum (ETH), работают на блокчейн-сетях, которые известны как базовые блокчейны или блокчейны первого уровня. Используя механизмы консенсуса proof-of-work (PoW), эти протоколы блокчейна первого уровня полагаются на то, что узлы майнинга или валидаторы решают криптографические головоломки для генерации хэша, который используется другими узлами сети для подтверждения блока. Взамен майнер, решивший головоломку первым, получает вознаграждение в виде определенного количества “родных” монет сети.
Хотя блокчейн уровня 1 PoW по своей сути более безопасен, он сильно ограничен в скорости транзакций и подвержен перегрузкам, когда сеть сталкивается с растущим спросом на транзакции. Пытаясь решить эту проблему масштабируемости, блокчейны первого уровня прибегают к изменениям в механизме консенсуса. Например, протокол блокчейна первого уровня Ethereum переходит на механизм консенсуса PoS для реализации новых решений по масштабированию.
В других случаях рассматриваются такие решения по масштабированию, как шардинг, чтобы уменьшить количество вычислительной мощности, необходимой каждому узлу-валидатору в сети блокчейна. Протоколы блокчейн первого уровня, известные как масштабирование на цепи, также пытаются модифицировать емкость каждого “блока” в цепи и уменьшить время генерации блока для увеличения скорости транзакций.
Однако эти решения масштабирования первого уровня не могут конкурировать со скоростью обработки традиционных бизнес-платформ и имеют ограниченную межцепочечную совместимость. Последнее имеет большое значение, особенно для децентрализованных финансовых приложений (DeFi), которые зависят от предоставления пользователям свободы транзакций между различными блокчейнами в попытке конкурировать с такими платформами, как Visa и Mastercard.
Кроме того, опасения по поводу безопасности, обеспечиваемой такими решениями, подталкивают разработчиков к поиску более инновационного подхода к решению задачи достижения как масштабируемости, так и межцепочечной совместимости.
Что такое блокчейн уровня 0 и как он работает?
Протоколы блокчейн первого уровня часто вынуждают разработчиков проектов идти на компромисс в отношении аспектов дизайна своих пользовательских DApps, поскольку эти протоколы приспособлены к среднему случаю использования. Кроме того, основываясь на блокчейнах первого уровня, которые имеют определенные неотъемлемые ограничения, разработчики не могут продолжать дальнейшее развитие, пока не будут внесены исправления в основной протокол.
Блокчейн-протоколы 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 различных блокчейн-протоколов уровня-1, сохраняя при этом собственную экосистему для дальнейшего повышения производительности.
Блокчейн-протоколы уровня-0 очень универсальны и одновременно совместимы не только с блокчейн-решениями уровня-1, но и с более ориентированными на масштабирование решениями уровня-2, которые в настоящее время распространяются в пространстве блокчейн. Что еще более важно, протоколы блокчейн уровня 0 предоставляют разработчикам необходимые инструменты для создания блокчейн, которые обеспечивают высокую межцепочечную совместимость и способствуют более быстрому взаимодействию между различными цепочками.
Такие протоколы блокчейн, как Cosmos (ATOM) и Polkadot (DOT) являются яркими примерами протоколов блокчейн уровня-0, которые используют децентрализованную сеть независимых параллельных блокчейн для создания целой экосистемы сетей с превосходной межцепочечной совместимостью. Они используют криптографические токены уровня-0, присущие их платформам, такие как токен ATOM на блокчейне Cosmos, для облегчения транзакций внутри своей экосистемы и в других блокчейнах уровня-1.
С многоцепочечной сетью, состоящей из высоко адаптированных блокчейн-решений, работающих параллельно друг с другом, эти протоколы блокчейн уровня-0 закладывают основу для будущего Web3.
Блокчейн-решения уровня-0 против блокчейн-решений уровня-1
Хотя оба типа блокчейн-решений имеют свой набор преимуществ, важно понять, как криптовалютное пространство может увеличить принятие основных криптовалют, способствуя более быстрым транзакциям между всей экосистемой блокчейн-протоколов.
Именно здесь блокчейн-решения уровня 0 могут оказаться очень важными, поскольку они могут легко работать с существующими блокчейн-протоколами уровня 1, предоставляя разработчикам большую степень гибкости в принятии проектных решений. Предлагая возможность расширить количество вариантов использования путем создания пользовательских парачейнов, блокчейн-решения уровня 0 могут значительно улучшить масштабируемость, не жертвуя децентрализацией и не требуя длительных циклов разработки. Такие платформы, как Substrate, предоставляют разработчикам блокчейн-фреймворк, позволяющий им создавать свои собственные блокчейны, которые могут существовать независимо, как “одиночные цепочки”.
По мере внедрения протоколов блокчейн уровня 0 и SDK для блокчейн, таких как Substrate, общее видение Web3 о создании связанной цифровой инфраструктуры для транзакций во всем мире становится все ближе к реальности.
Дорога вперед
Основные различия между слоями блокчейна связаны с масштабируемостью и тем, как они работают с dApps. Кроме того, если рассматривать все слои, каждый из них выступает в качестве отдельного уровня развития системы блокчейн. Все больше людей проявляют интерес к быстро развивающейся экосистеме блокчейн, которая включает в себя такие передовые продукты, как DeFi и NFT. Поэтому масштабируемость имеет большое значение для долгосрочной устойчивости сетей блокчейн. Однако значительные блокчейн-системы могут в конечном итоге увеличить свою масштабируемость, но на это потребуется некоторое время.
Наиболее вероятный сценарий заключается в том, что сети Уровня-0 и Уровня-1 сосредоточатся на безопасности, позволяя сетям Уровня-2 настраивать свои услуги для конкретных случаев использования. Крупные сети, такие как Ethereum, имеющие внушительное сообщество пользователей и разработчиков, скорее всего, будут продолжать править в обозримом будущем. Однако она обеспечивает прочную основу для целенаправленных решений второго уровня благодаря широкому, децентрализованному набору валидаторов и хорошей репутации.
