Что такое уровень 0?

Уровень 0 (нулевой блокчейн) - это фундаментальная инфраструктура, построенная под Уровнем 1 и служащая еще более основополагающим слоем. Его цель - повысить масштабируемость, совместимость и специализацию различных блокчейнов.

В настоящее время различные многоцепочечные приложения экспериментируют с различными архитектурами для достижения этой цели уровня 0. В этой статье мы рассмотрим три реальных примера использования Layer 0, а также два проекта, построенных на Layer 0 и использующих преимущества экосистемы Layer 0.

Обзор уровней 1 - 3

Уровень 1: Уровень 1 - это базовый блокчейн для взаимодействия и распределения данных. В качестве примера можно привести Bitcoin, Ethereum, BNB Chain и т.д.

Уровень 2: Уровень 2 - это протокол, построенный поверх Уровня 1 и направленный на повышение производительности и пропускной способности блокчейна. Транзакции на Уровне 1 могут быть обработаны дополнительным Уровнем 2, а окончательные результаты отправлены обратно на базовый Уровень 1 для постоянного хранения данных. Решения по масштабированию второго уровня направлены на снижение нагрузки на блокчейн базового уровня, увеличение скорости обработки и решение проблем масштабируемости. Взаимодействуя с Уровнем 1, блокчейн может достичь масштабируемости без ущерба для безопасности. Более подробную информацию о втором уровне Вы можете найти в предыдущей статье Gate Learn.

Уровень 3: Уровень 3 построен поверх Уровня 2, предлагая еще большую масштабируемость и настраиваемость. Он обычно используется в проектах, требующих частого взаимодействия с цепочками, позволяя разработчикам развертывать игровые цепочки на Уровне 3 в зависимости от их потребностей. Это предназначено для специфических игровых проектов DApp, требующих высокочастотного взаимодействия с цепочкой или улучшенного опыта работы с пользовательским кошельком. Более подробную информацию о третьем уровне Вы можете найти в предыдущей статье Gate Learn.

Применение уровня 0: на примере Polkadot

Давайте на примере Polkadot рассмотрим, как работает инфраструктура уровня 0 и каковы ее преимущества.

Слой 0 Polkadot работает следующим образом:

Релейная цепочка - это главная цепочка, которая обеспечивает безопасность парасейнов. Эти парацепи, функционирующие как боковые цепи первого уровня, предназначены для конкретных применений. Кроме того, существует протокол сетевого уровня для передачи сообщений о перекрестном консенсусе (XCM). Это улучшает связь между системами консенсуса, обеспечивая тем самым более высокую совместимость.

Источник: Блог Polkadot

Преимущества конструкции Polkadot's Parachain (Parallel Chain)

Согласно официальному документу Polkadot, основными преимуществами конструкции parachain являются:

• Масштабируемость: Релейная цепочка фокусируется на обмене сообщениями и безопасности, что позволяет парасейнам быть масштабируемыми решениями без обработки выполнения смарт-контрактов. Такая структура также обеспечивает большую гибкость и масштабируемость парасейнов, поскольку их можно настраивать и оптимизировать под конкретные приложения или случаи использования, не ограничиваясь смарт-контрактами.
• Специализация: Сам Polkadot сосредоточен только на своей основной работе в качестве уровня 0. В то время как другие блокчейны L1 должны балансировать между безопасностью и использовать DApps для расширения, Polkadot и его специализированные блокчейны (парачейны) могут работать вместе.
• Интероперабельность: Поскольку все парасейны построены на основе фреймворка под названием Substrate и подключены к архитектуре Polkadot, они могут общаться, обмениваться активами и формировать богатые межцепочечные взаимодействия и связи. Формат сообщений Polkadot above XCM позволяет парасейнам взаимодействовать друг с другом, не проходя через цепочку ретрансляции, например, обмениваться активами.

Проекты уровня 1 в экосистеме Полкадот

Наиболее представительными парасейн-проектами Уровня 1 в экосистеме Polkadot являются те, которые выиграли первый раунд аукционов слотов. Они развиваются уже давно и пользуются большим доверием в обществе. Вот три проекта Layer 1 в порядке убывания их текущего размера TVL.

Astar
Astar Network (ранее Plasm) - самая популярная платформа для смарт-контрактов в Японии. Как уровень 0, релейная цепочка Polkadot не поддерживает разработку и развертывание смарт-контрактов. Astar прекрасно заполняет этот пробел, поддерживая решения для смарт-контрактов Wasm (WebAssembly) и EVM. Это делает Astar первым парачейном в экосистеме Polkadot, который поддерживает экосистему Ethereum, включая решения для масштабирования второго уровня, такие как OVM (Optimistic Virtual Machine).

Чтобы привлечь разработчиков в свою экосистему, Astar Network реализовала программу стакинга dApp. В сети Astar часть инфляционных токенов, создаваемых с каждым новым блоком, выделяется на стакинг dApp. Вознаграждения, полученные в результате этого процесса стейкмента, затем распределяются между разработчиками dApp и стейкерами.

Astar построен на Polkadot следующим образом: он использует релейную цепочку Polkadot для обеспечения межцепочечного взаимодействия, хранения данных и проверки транзакций, в то время как слой EVM отвечает за выполнение смарт-контрактов и совместим с Ethereum, что позволяет разработчикам создавать и развертывать dApps.

Moonbeam
Moonbeam - это мост Ethereum, используемый в основном для интеграции смарт-контрактов, написанных на Solidity, в Ethereum с небольшими изменениями в цепочке Moonbeam. Это обеспечивает кросс-цепочечную совместимость с ретрансляционной цепочкой и всей экосистемой Polkadot. В 2020 году известный сервис DeFi, SushiSwap, открыл свое отделение на Moonbeam. В 2022 году на Moonbeam был запущен родной Polkadot USDT.

Тестовой сетью для системы Polkadot является Кусама. Типичный рабочий процесс для разработчиков заключается в том, чтобы сначала использовать Moonriver в тестовой сети Kusama (функции Moonriver похожи на функции Moonbeam. Это проект-предшественник Кусамы) для тестирования и проверки смарт-контрактов, затем отправьте код в Moonbeam на Polkadot. Moonbeam может выполнять экземпляры EVM на цепочке Polkadot и поддерживает стандарт ERC-20 и протокол DOT.

Acala
Acala - это платформа финансовых услуг, построенная на базе сети Polkadot и предлагающая три основных сервиса: AcalaSwap (автоматический маркет-мейкер для обмена монет, где поставщики ликвидности могут открывать пулы для вливания ликвидности и получать комиссионные за транзакции), Honzon (протокол для стабильных монеток) и Homa (протокол для ликвидного стейблинга). Acala считается DeFi хабом Polkadot и совместима с Ethereum, что позволяет разработчикам легко переносить свои DeFi проекты с Ethereum в сеть Acala. Она имеет двойную систему токенов, включая собственный децентрализованный стейблкоин (aUSD) и ACA (управляющий токен сети Acala). Вышеупомянутые три основные услуги могут удовлетворить потребности в обеспечении парачейна, создании межцепочечной ликвидности, обеспечении многоцепочечных активов и эмиссии алгоритмического стабильного монета aUSD.

Прогресс и недостатки доставки Polkadot

Финальная версия Polkadot 1.0, выпуск которой запланирован на июль 2023 года, означает, что все функциональные возможности ретрансляционной цепочки Polkadot уже реализованы. В долгосрочной перспективе Polkadot стремится стать более общей экосистемой, генерирующей, использующей и продающей блокчейн-пространство (т.е. Coretime Polkadot).

Ниже приведены некоторые текущие данные по экосистеме Полкадот: 1. Существует более 580 проектов экосистемы, включая 90+ парачейнов, 300+ Dapps и 190+ блокчейнов, основанных на Substrate. 2. Наиболее важные проекты в текущем парасейне связаны с запуском и развертыванием централизованных стабильных монеток Tether (USDT) и Circle (USDC), при этом в хабе активов Polkadot находится 250 миллионов USDC. 3. Вся экосистема насчитывает около 2 000 активных разработчиков ежемесячно и 83 000 активных пользователей ежемесячно.

Кроме того, что касается интероперабельности и применения межцепочечных мостов, в экосистеме Polkadot следует отметить инфраструктуру Bridge Hub и Identity chain, Asset Hub и Collectives chain. В декабре 2023 г. после аудита безопасности в производственной среде Asset Hub и Bridge Hub был развернут недоверенный мост Snowbridge, который, как ожидается, будет активирован в начале 2024 г. Метод шифрования, лежащий в основе недоверенного межцепочечного моста, - это специальный протокол шифрования, разработанный внутри исследовательской группы Web3 Foundation. Они интегрированы с XCM и позволяют взаимодействовать с любыми контрактами, что может быть использовано для будущих решений с Ethereum и сетью Moonbeam. Функция без доверия обеспечивает лучшую масштабируемость и эффективность, но ее ограничением является более слабая базовая безопасность сети.

Проект Layer 0 с похожими целями: Cosmos

Как и Polkadot, Cosmos - один из самых ранних проектов, предлагающих создать межцепочечную экосистему с аналогичным видением Layer 0. Как говорится в техническом описании Cosmos, экосистема Cosmos может реализовать совместимость между блокчейнами, при этом активы могут выпускаться и контролироваться различными валидаторами, но могут перемещаться и обмениваться между блокчейнами, не полагаясь на доверенные третьи стороны.

Преимущества экосистемы Cosmos

Tendermint Core: В Космосе существует множество регионов (зон), и все они поддерживаются Tendermint Core, высокопроизводительным и безопасным механизмом консенсуса, способным подавлять вредоносное поведение. Алгоритм консенсуса BFT от Tendermint Core подходит для расширения публичных блокчейнов Proof of Stake (PoS). Блокчейны с другими моделями консенсуса, включая Ethereum и Proof of Work от Bitcoin, могут подключаться к сети Cosmos с помощью зон адаптера. Из-за философских разногласий с основателем Дже Квоном (Jae Kwon) компания Tendermint позже была переименована в Ignite. В результате произошло разделение на две организации, при этом Квон стал генеральным директором другой компании, NewTendermint.

Cosmos Hub: Первая зона в Космосе называется Cosmos Hub. Cosmos Hub - это мультиактивная сеть Proof of Stake (PoS) blockchain, управляемая простым механизмом, который позволяет ей адаптироваться и модернизироваться. Более того, Cosmos Hub может расширяться за счет подключения других зон. Cosmos Hub отвечает за все переводы токенов между зонами и следит за общим запасом токенов. Каждый концентратор изолирует риски каждой зоны. Любой желающий может подключить новые зоны к Cosmos Hub. Таким образом, зоны обеспечивают будущую совместимость с новыми решениями на основе технологии блокчейн.

Межцепочечный протокол IBC: Хабы и зоны в сети Cosmos взаимодействуют по протоколу IBC. Протокол IBC - это виртуальный протокол, используемый для передачи данных блокчейна, аналогичный протоколам UDP или TCP в сети Web2.

Помимо механизма консенсуса Tendermint Core, начальной зоны Cosmos, а именно Cosmos Hub, и межцепочечного протокола IBC, свою роль также играет фреймворк для разработки Cosmos SDK. Все эти инфраструктуры вместе образуют экосистему Cosmos.

Проекты уровня 1 в экосистеме Космос

В настоящее время, по данным Coingecko, в экосистеме Cosmos 10 проектов входят в топ-100 по рыночной капитализации, а всего в экосистеме построено более 260 проектов. Технология Cosmos породила множество надежных проектов. Это может быть связано с разными путями технологического развития, выбранными Polkadot и Cosmos. Polkadot обеспечивает безопасность, разрабатывая ретрансляционные цепочки и парасейны, в то время как Cosmos Hub не занимается обменом сообщениями на цепочке и безопасностью. Как отмечалось в предыдущей статье Gate Learn, экосистема Cosmos напоминает радиационную сетевую структуру. Каждая цепочка приложений управляет своей безопасностью, предлагая проектам DeFi в экосистеме Cosmos большую гибкость и автономность.

Injective
Injective - это модульный, готовый к использованию блокчейн с возможностью взаимодействия, который позволяет создавать полностью децентрализованные книги заявок, рынки предсказаний или другие dApp для финансовых услуг на цепочке. Созданный с помощью Cosmos SDK, Injective может реализовывать мгновенные транзакции с помощью консенсус-системы Tendermint proof of stake.

Для обеспечения совместимости Injective поддерживает бесшовные межцепочечные транзакции между Ethereum, Moonbeam, CosmosHub и другими цепочками, поддерживающими IBC, а также Solana, Avalanche и другими цепочками, интегрированными в Wormhole. Поскольку Injective поддерживает межцепочечные транзакции с Ethereum и всеми цепочками, поддерживающими IBC, это означает, что токены, созданные на Injective, по умолчанию могут появляться в нескольких сетях.

Что касается совместимости с межцепочечными экосистемами, Injective поддерживает CosmWasm, новый тип платформы смарт-контрактов, созданный для экосистемы Cosmos. Это означает, что разработчики могут легко запускать свои dApp, управляемые смарт-контрактами, на Injective. Смарт-контракты, работающие на других цепочках, поддерживающих CosmWasm, также могут без проблем перейти на Injective.

Cronos
Cronos - это блокчейн первого уровня, совместимый с Ethereum, созданный с помощью Cosmos SDK. Изначально Crypto.com использовал публичную цепочку Cronos.org с открытым исходным кодом для предоставления финансовых услуг. Позже команда проекта разработала Cronos, параллельно работающий блокчейн, чтобы расширить применение DeFi, NFT и GameFi в конкретных секторах. Создание этой новой цепочки также сделало развертывание dApps и смарт-контрактов более доступным и помогло сократить выбросы углекислого газа.

Cronos совместим с EVM и Solidity, и все инструменты EVM легко доступны. Кроме того, есть Cronos Play - набор инструментов разработчика, предназначенный для разработчиков игр для Web, Unity, Unreal и C++. Эти инструменты можно использовать для удобной разработки проектов GameFi.

Самая уникальная особенность Cronos - это прямая поддержка со стороны Crypto.com: Программа грантов для экосистемы Cronos - план поддержки ранних проектов Cronos путем направления разработки начальных продуктов и предоставления технической поддержки. Кроме того, существует Cronos Accelerator - план для потенциальных разработчиков dApp.

Celestia
Celestia - это выдающийся проект в гонке доступности данных. Это модульная сеть, которая занимается упорядочиванием транзакций и проверкой доступности опубликованных данных.

Celestia использует технологию Data Availability Sampling (DAS), которая делает случайные выборки в разных сегментах блока несколько раз. Каждая успешная выборка повышает уверенность в доступности данных и достоверности блока. Более того, этот метод можно масштабировать. По мере того, как к сети присоединяется все больше легких узлов для выборки данных, размер блока будет увеличиваться, обеспечивая более высокую пропускную способность. Ее технические инновации привлекли 55 млн. финансовых средств в 2022 году. Компания Ethereum заявила, что в будущем она хочет сосредоточиться на доступности и безопасности данных. По сравнению с уровнем DA в Ethereum, Celestia значительно снижает стоимость данных, что считается угрозой для Ethereum.

Ограничения и будущее направление развития Космоса

Как и в случае с Polkadot, чьими самыми важными активами проекта являются стабильные монеты (USDC стоимостью 250 миллионов долларов), успех Cosmos в 2022 году был во многом обусловлен размещением стабильного монета Terra UST на блокчейне Cosmos. На тот момент UST был четвертым по величине стабильным монетой по рыночной стоимости. Однако смертельная спираль развязки Терры в мае 2022 года стала серьезным испытанием для Cosmos, что привело к значительному падению цены на токены ATOM.

Впоследствии Cosmos стал уделять особое внимание модульности. В настоящее время форк сети Cosmos Hub, AtomOne, планирует запустить свой мейннет 27 февраля 2024 года. Это событие было вызвано недовольством основателя Дже Квона тем, что предложение по инфляции токенов ATOM было принято с небольшим отрывом, что привело его к предложению форка.

Это раскрывает, по крайней мере, три основные проблемы с Космосом:

• Централизация: Помимо того, что основатели могут противостоять предложениям сообщества посредством форков, коэффициент Сатоши (показывающий степень централизации) операторов узлов (таких как оператор индивидуальных валидаторов Chainflow) и пулов колов, таких как LIDO, показал, что Cosmos имеет оценку 7, Ethereum 2, Solana 20 и Polkadot 92 (на момент написания статьи), отражая, что экосистема Cosmos является относительно централизованной.
• Высокий уровень инфляции и стоимость сетевой безопасности: Первоначально исследование Blockworks Research показало, что токен $ATOM компании Cosmos имеет высокий уровень инфляции. Это подразумевает неустойчивость токеномики и влияет на стоимость, которую Cosmos платит за безопасность сети, что побудило команду предложить соответствующие предложения.
• Фрагментарное управление экосистемой и ликвидность токенов: Примером первого является переименование и разделение Tendermint, что потенциально может запутать экосистему. Последнее влияет на пользовательский опыт и, впоследствии, на принятие Cosmos.

Каково будущее направление развития экосистемы Cosmos? По словам Билли Реннекампа (Billy Rennekamp), отвечающего за Cosmos Hub, в число предстоящих функций Cosmos Hub входит обновление Vega, новые модули AuthZ и FeeGrant, а также повышение стабильности и безопасности сети. Кроме того, будет представлена функция маршрутизации пакетов IBS. Gravity DEX и Emeris ознаменовали развитие экосистемы Cosmos, но также вызвали некоторые дискуссии о надежности и сбалансированности экосистемы. Реализация межцепочечной безопасности и функций ATOM еще больше повысит ценность и безопасность Cosmos Hub. Между тем, текущие проекты NFT и IRISnet на Cosmos также принесут больше приложений и ценности в экосистему. Эти обновления и функции улучшат опыт пользователей и, как ожидается, будут способствовать развитию и внедрению экосистемы Cosmos.

Заключение и перспективы

Термин Layer 0 стал известен довольно рано, во многом благодаря евангелизму Гэвина Вуда и его использованию в блоге Polkadot parachain. Однако в обзоре Polkadot за 2023 год Polkadot и Layer 0 больше не обсуждаются вместе. Это может быть связано с тем, что и Polkadot, и Cosmos столкнулись с похожими проблемами при разработке своей экосистемы:

Помимо готовности Ethereum интегрировать Polkadot в свой протокол, другие сети первого уровня, похоже, менее склонны следовать этому примеру. Аналогично, безопасность сети Cosmos обеспечивается ее собственным токеном, ATOM. В конечном счете, каждый хочет приобрести больше токенов первого уровня, чтобы добиться большего количества взаимодействий на цепи. Безопасность сети зависит от распределения секвенсоров. Переопределение этих ролей (например, XAI решает проблему стимулов к аутентификации с помощью узлов Sentry) и разработка модульной, композитной инфраструктуры в рамках межцепочечных экосистем - вот реальные задачи, с которыми столкнется направление Layer 0 в 2024 году. Если Polkadot и Cosmos не смогут предложить удовлетворительные решения этих проблем, путь к их решению может называться не Layer 0, а как-то иначе.

Будущее универсальных кросс-цепочечных протоколов
Другие проекты также участвуют в гонке кросс-цепочек. Например, Wormhole - это межцепочечный протокол, который облегчает универсальный обмен сообщениями между блокчейнами. Это не блокчейн как таковой и не мост для токенов. Вместо этого он предоставляет инструменты для создания межцепочечных бирж, внедрения управления NFT и создания межцепочечных игр.

Еще один похожий межцепочечный протокол - LayerZero, который использует ультралегкие узлы (ULN), и его дизайн в некоторой степени похож на Wormhole. Генеральный директор LayerZero считает, что принцип работы систем, подобных Wormhole, заключается в том, чтобы поместить управляющие компоненты в "систему", и только доверенные администраторы могут их обновлять (для этого требуется 13/19 multisig). LayerZero также использует внешние ключи для управления параметрами dApps и полагается на то, что менеджеры ключей не будут действовать злонамеренно. Разница в том, что dApp Wormhole не имеет контроля и не может помешать "системе" принудительно обновлять и изменять основной протокол передачи сообщений. LayerZero позволяет каждому dApp выбрать набор неизменяемых параметров безопасности. Это означает, что LayerZero, как ключевая инфраструктура, является неизменяемой, с открытым исходным кодом и всегда принадлежит пользователю.

В дополнение к протоколу light node, разработанному Polkadot, и протоколу кросс-цепочек IBC от Cosmos, в будущем в этой гонке, вероятно, появятся более универсальные протоколы кросс-цепочек, такие как Wormhole и LayerZero, предлагающие более эффективные, гибкие и безопасные решения.