Blockchain je revolučná technológia, ktorá umožňuje bezpečnú a transparentnú výmenu dát. Na ukladanie a spracovanie informácií využíva sériu vrstiev, ktoré sa označujú ako vrstvy 0-3. Každá vrstva má svoj vlastný účel a funkciu, čo umožňuje komplexný systém, ktorý dokáže spracovať širokú škálu transakcií.
Blockchain je definovaný ako technológia distribuovanej účtovnej knihy (DLT), ktorá uľahčuje bezpečnú a dôveryhodnú výmenu digitálnych aktív medzi dvoma alebo viacerými stranami. Ide o unikátny systém, ktorý funguje ako otvorená decentralizovaná sieť pre ukladanie dát na viacerých počítačoch naraz.
Layer1
Na overenie a finalizáciu transakcií je vrstva 1 základným blockchainom, na ktorom je možné postaviť viacero ďalších vrstiev. Môžu fungovať nezávisle od iných blockchainov.
Vrstva1 môže byť rozdelená do troch segmentov:
- Dátová vrstva – zodpovedná za ukladanie všetkých údajov súvisiacich s transakciami v rámci siete. To zahŕňa veci ako história transakcií, zostatky, adresy atď. Táto vrstva tiež pomáha overiť každú transakciu pomocou kryptografických algoritmov (hašovanie), aby sa zaistila presnosť a bezpečnosť.
- Sieťová vrstva – zodpovedná za komunikáciu medzi používateľmi v blockchainovej sieti. Je zodpovedný za vysielanie transakcií a iných správ v sieti, ako aj za overovanie presnosti a oprávnenosti týchto správ.
- Consensus Layer – umožňuje blockchainu dosiahnuť dohodu o súbore pravidiel, ktoré musia všetci používatelia dodržiavať pri vykonávaní transakcií. Zaisťuje, že všetky transakcie sú platné a aktuálne, a to pomocou konsenzuálnych algoritmov, ako je napríklad Proof of Work, Proof of Stake alebo Byzantine Fault Tolerance.
- Aplikačná/inteligentná zmluvná vrstva je miestom, kde sa väčšina funkcií odohráva v rámci blockchainovej siete. Táto vrstva obsahuje kód (alebo inteligentné zmluvy), ktoré možno použiť na vytváranie aplikácií, ktoré bežia na vrchole blockchainového ekosystému. Tieto aplikácie sú schopné vykonávať transakcie a ukladať dáta bezpečným, distribuovaným spôsobom. Nie všetky protokoly vrstvy 1 majú funkciu inteligentnej zmluvy.
Príkladmi takýchto sietí sú Bitcoin, Solana, Ethereuma Cardano— z ktorých všetky majú svoj vlastný rodný token. Tento token sa používa namiesto transakčných poplatkov a slúži ako stimul pre účastníkov siete, aby sa pripojili k sieti.
Aj keď tieto mince majú rôzne nominálne hodnoty na základe základného projektu, ich účel zostáva nezmenený: poskytovanie ekonomického podporného mechanizmu pre funkčnosť blockchainu.
Siete vrstvy 1 majú problémy so škálovaním, pretože blockchain má problémy so spracovaním počtu transakcií, ktoré sieť vyžaduje. To má za následok drastické zvýšenie transakčných poplatkov.
Blockchain Trilemma, termín, ktorý vytvoril Vitalik Buterin, sa často používa pri diskusii o možných riešeniach tohto problému; v podstate potrebuje vyvážiť decentralizáciu, bezpečnosť a škálovateľnosť.
Mnohé z týchto prístupov majú svoje vlastné kompromisy; ako je financovanie superuzlov – a tým nákup superpočítačov a veľkých serverov – s cieľom zvýšiť škálovateľnosť, ale zároveň vytvoriť inherentne centralizovaný blockchain.
Prístupy k riešeniu blockchainovej trilemy:
Zvýšte veľkosť bloku
Zväčšenie veľkosti bloku siete vrstvy 1 môže efektívne spracovať viac transakcií. Nie je však možné udržiavať nekonečne veľký blok, pretože väčšie bloky znamenajú pomalšie transakčné rýchlosti v dôsledku zvýšených požiadaviek na dáta a zníženej decentralizácie. Toto funguje ako limit škálovateľnosti prostredníctvom zväčšenia veľkosti bloku, čím sa obmedzí zvýšenie výkonu za potenciálnu cenu zníženia bezpečnosti.
Zmeňte mechanizmus konsenzu
Zatiaľ čo mechanizmy proof-of-work (POW) stále existujú, sú menej udržateľné a škálovateľné ako ich náprotivky proof-of-stake (POS). To je dôvod, prečo Ethereum prešlo z POW na POS; zámerom je poskytnúť bezpečnejší a spoľahlivejší konsenzuálny algoritmus, ktorý prináša lepšie výsledky z hľadiska škálovateľnosti.
Črepovanie
Zdieľanie je technika delenia databáz na škálovanie výkonu distribuovaných databáz. Segmentovaním a distribúciou účtovnej knihy blockchainu medzi viaceré uzly ponúka sharding vylepšenú škálovateľnosť, ktorá zvyšuje priepustnosť transakcií, keďže viaceré fragmenty môžu spracovávať transakcie paralelne. Výsledkom je vyšší výkon a výrazne skrátený čas spracovania v porovnaní s tradičným sériovým prístupom.
Podobne ako pri jedení koláča rozdeleného na plátky. Týmto spôsobom, dokonca aj pri zvýšení objemu dát alebo pri akomkoľvek preťažení siete, sú rozdelené siete oveľa efektívnejšie, pretože všetky zúčastnené uzly spolupracujú pri spracovaní transakcií synchrónne.
Layer2
Protokoly vrstvy 2 sú postavené na blockchaine vrstvy 1, aby riešili problémy so škálovateľnosťou bez nadmerného zaťaženia základnej vrstvy.
To sa dosiahne vytvorením sekundárneho rámca, označovaného ako „mimo reťazec“, ktorý umožňuje lepšiu priepustnosť komunikácie a rýchlejšie transakčné časy, než môže podporovať vrstva 1.
Použitím protokolov vrstvy 2 sa zvyšuje rýchlosť transakcií a zvyšuje sa priepustnosť transakcií, čo znamená, že v definovanom časovom období je možné spracovať viac transakcií naraz. To môže byť neuveriteľne výhodné, keď sa primárna sieť zahltí a spomalí, pretože to pomáha znížiť náklady na transakčné poplatky a zlepšiť celkový výkon.
Tu je niekoľko spôsobov, ako Layer2s rieši trilemu škálovateľnosti:
Kanály
Kanály poskytujú riešenie na vrstve 2, ktoré používateľom umožňuje vstupovať do viacerých transakcií mimo reťazec predtým, ako sa ohlásia na základnej vrstve. To umožňuje rýchlejšie a efektívnejšie transakcie. Existujú dva typy kanálov: platobné kanály a štátne kanály. Platobné kanály umožňujú len platby, zatiaľ čo štátne kanály umožňujú oveľa širšie aktivity, ako sú tie, ktoré by sa normálne odohrávali na blockchaine, ako napríklad riešenie inteligentných zmlúv.
Nevýhodou je, že zúčastnení používatelia musia byť sieti známi, takže otvorená účasť neprichádza do úvahy. Všetci používatelia budú musieť pred zapojením do kanála uzamknúť svoje tokeny v inteligentnej zmluve s viacerými značkami.
Plazma
Plazmový rámec, ktorý vytvorili Joseph Poon a Vitalik Buterin, využíva inteligentné zmluvy a numerické stromy na vytváranie „detských reťazcov“, ktoré sú kópiami pôvodného blockchainu – známeho aj ako „rodičovský reťazec“.
Táto metóda umožňuje prevod transakcií z primárneho reťazca do podradeného reťazca, čím sa zvyšuje rýchlosť transakcií a znižujú sa transakčné poplatky, a dobre funguje v špecifických prípadoch, ako sú digitálne peňaženky.
Vývojári Plasma ho navrhli špeciálne tak, aby zabezpečili, že žiadny používateľ nemôže uskutočniť transakciu pred uplynutím určitej čakacej doby.
Tento systém však nemožno použiť na pomoc pri rozširovaní univerzálnych inteligentných zmlúv.
postranné reťazce
Vedľajšie reťazce, čo sú blockchainy fungujúce paralelne s hlavným blockchainom alebo vrstvou 1, majú niekoľko odlišných vlastností, ktoré ich odlišujú od klasických blockchainov. Vedľajšie reťazce prichádzajú s vlastnými nezávislými blockchainmi, ktoré často využívajú rôzne mechanizmy konsenzu a majú odlišné požiadavky na veľkosť bloku od vrstvy 1.
Napriek tomu, že bočné reťazce majú svoje vlastné nezávislé reťazce, stále sa pripájajú k vrstve 1 pomocou zdieľaného virtuálneho počítača. To znamená, že akékoľvek zmluvy alebo transakcie, ktoré možno použiť v sieťach vrstvy 1, sú k dispozícii aj na použitie v bočných reťazcoch, čím sa vytvorí rozsiahla infraštruktúra interoperability medzi týmito dvoma typmi reťazcov.
kumulatívne
Súhrny dosahujú škálovanie zoskupením viacerých transakcií na vedľajšom reťazci do jednej transakcie na základnej vrstve a použitím SNARKov (stručný neinteraktívny argument znalostí) ako kryptografických dôkazov.
Aj keď existujú dva typy súhrnov – súhrny ZK a optimistické súhrny – rozdiely spočívajú v ich schopnosti pohybovať sa medzi vrstvami.
Optimistické súhrny využívajú virtuálny stroj, ktorý umožňuje jednoduchšiu migráciu z vrstvy 1 na vrstvu 2, zatiaľ čo súhrny ZK túto funkciu zriekajú pre vyššiu efektivitu a rýchlosť.
Layer0
Protokoly vrstvy 0 zohrávajú kľúčovú úlohu pri umožňovaní pohybu aktív, zdokonaľovaní používateľskej skúsenosti a znižovaní prekážok spojených s interoperabilitou medzi reťazcami. Tieto protokoly poskytujú blockchainovým projektom na vrstve 1 efektívne riešenie na riešenie hlavných problémov, ako je napríklad problém pri prechode medzi ekosystémami vrstvy 1.
Neexistuje len jeden dizajn pre sadu protokolov vrstvy 0; na účely diferenciácie možno prijať odlišné mechanizmy konsenzu a blokové parametre. Niektoré tokeny vrstvy 0 slúžia ako účinný antispamový filter v tom zmysle, že používatelia musia tieto tokeny vsadiť, kým získajú prístup k pridruženým ekosystémom.
Cosmos je protokol vrstvy 0, známy svojou súpravou nástrojov s otvoreným zdrojovým kódom, ktorú tvoria Tendermint, Cosmos SDK a IBC. Tieto ponuky umožňujú vývojárom bezproblémovo vytvárať svoje vlastné blockchainové riešenia v interoperabilnom prostredí; Vzájomná architektúra umožňuje komponentom navzájom voľne interagovať. Táto spoločná vízia virtuálneho sveta sa uskutočnila v Cosmoshood, ako ju s láskou vytvorili jeho oddaní prívrženci – umožňujúce blockchainovým sieťam prosperovať nezávisle, no zároveň existovať kolektívne a stelesňujúc „internet blockchainu“.
Ďalším bežným príkladom je polkadot.
Layer3
Vrstva 3 je protokol, ktorý poháňa riešenia založené na blockchaine. Zvyčajne sa označuje ako „aplikačná vrstva“ a poskytuje pokyny na spracovanie protokolov vrstvy 1. To umožňuje, aby dapps, hry, distribuované úložisko a ďalšie aplikácie postavené na platforme blockchain správne fungovali.
Bez týchto aplikácií by samotné protokoly vrstvy 1 mali dosť obmedzenú užitočnosť; Vrstva 3 je nevyhnutná na odomknutie ich sily.
Vrstva 4?
Vrstva 4 neexistuje, diskutované vrstvy sa označujú ako štyri vrstvy blockchainu, ale je to preto, že vo svete programovania začíname počítať od 0.
záver
Škálovateľnosť blockchainových sietí veľmi závisí od ich architektúry a technologického zásobníka, ktorý využívajú. Každá vrstva siete slúži dôležitému účelu, pretože umožňuje väčšiu priepustnosť a interoperabilitu s inými blockchainmi. Protokoly vrstvy 1 tvoria základnú vrstvu alebo hlavný blockchain, zatiaľ čo vedľajšie reťazce, súhrny a protokoly vrstvy 0 poskytujú dodatočnú podporu pre škálovanie.
Protokoly 3. vrstvy poskytujú pokyny, ktoré umožňujú používateľom pristupovať k aplikáciám postaveným nad celým systémom. Všetky tieto prvky spolu prispievajú k vytvoreniu výkonnej dôveryhodnej infraštruktúry schopnej bezpečne zvládnuť rozsiahle transakcie.
Zdroj: https://www.cryptopolitan.com/what-is-layer0-layer1-layer2-layer3-in-blockchain/