Необхідні речі для новачка у криптовалюті: Що таке Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2?
[TL; DR]
У логічній архітектурі блокчейну є шість рівнів: рівень даних, рівень мережі, рівень консенсусу, рівень активації, рівень контрактів та рівень додатків.
Дані та мережеві рівні є частиною базової архітектури блокчейну і також найнижчим рівнем всієї системи блокчейну.
На основі фундаментальної архітектури, рівень консенсусу, рівень активації, рівень контракту та рівень додатків співпрацюють, щоб скласти рівень протоколу блокчейн.
Рівень 0, також відомий як рівень передачі даних, є нижнім рівнем моделі OSI та головним чином включає інтеграцію між блокчейном та традиційними мережами.
Рівень 1, або масштабування у блокчейні, відноситься до рішення для масштабування, реалізованого на верхньому рівні протоколу блокчейну.
Рівень 2 також відомий як позаблокчейнове масштабування, при якому основні протоколи та засади блокчейну не будуть змінені, а швидкість обробки транзакцій збільшиться за допомогою каналів стану, сайдчейнів та інших рішень.
Масштабованість та Рівень 0/1/2 - це терміни, які часто згадуються в новинах про криптовалюти. Так що таке Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2 у блокчейні? Які їхні відповідні особливості та використання?
Почнемо з шести рівнів технології блокчейн
У січні 2009 року Сатоші Накамото видобув перший блок Біткоін на сервері, розташованому в Гельсінкі. Наразі, Біткоїн стала великою системою з десятками тисяч вузлів по всьому світу та загальною ринковою капіталізацією понад 1 трлн доларів. Вона ідеально вирішує проблему представлення вартості в цифровому світі і також просуває технологію блокчейну. Якщо структура Bitcoin систему ретельно проаналізовано, і її можна розділити на п’ять рівнів за функцією: рівень даних, рівень мережі, рівень згоди, рівень активації та рівень застосування. Пізніше Ethereum стрімко здобув популярність завдяки смарт-контрактам і встановив нову парадигму для системи блокчейну, додавши шар контрактів між рівнем активації та рівнем застосування. Давайте подивимося ближче.
Дані та мережеві рівні є основною архітектурою блокчейну та також найнижчими рівнями всієї системи блокчейну.
Шар даних виступає як структура даних блокчейну (наприклад, дерево Меркля) і складається з двох елементів: вказівники та зв’язаний список. Вказівники - це змінні, які посилаються на позицію іншої змінної, а зв’язаний список - це список ланцюгованих блоків з даними та вказівниками на попередній блок. Крім того, шар даних включає хеш-алгоритм та асиметричне шифрування, яке використовується для забезпечення недоступності блокчейну. Цей шар також можна розглядати як розподілену та стійку до втручань базу даних, яку потрібно підтримувати всіма вузлами системи, що призводить до мережевого шару блокчейну.
Рівень мережі посилається на велику P2P мережу, яка включає всі вузли блокчейну. У цій розподіленій P2P мережі, як тільки вузол створив новий блок, він передає інформацію кільком навколишнім вузлам через механізм передачі. Після того, як інші вузли перевірили блок, вони знову передадуть дані іншим вузлам. У кінці кінців, блок офіційно підключається до блокчейну, якщо більшість вузлів у системі перевірили блок.
На основі фундаментальної архітектури рівні консенсусу, активації, контрактів та додатків працюють разом для утворення протокольного рівня блокчейну.
У блокчейні рівень консенсусу включає в основному механізми алгоритмів консенсусу, які використовуються для уніфікації вузлів, що не пов’язані між собою в усій мережі, та підтримки консистентності даних на рівні даних. До цього часу загальноприйняті механізми консенсусу - це доказ роботи (PoW) Біткоїн доказ участі (POS) Ethereum та делегований доказ участі (DPoS) Gate.io EOS Як одна з ключових технологій блокчейну, механізм консенсусу відіграє значну роль у безпеці та ефективності мережі. Крім того, це один з важливих механізмів управління блокчейн-спільнотою.
Активуючий рівень включає механізм випуску та розподілу блокчейну. За допомогою механізму стимулювання вузли в системі будуть спонтанно забезпечувати безпеку всієї мережі блокчейну. Наприклад, у механізмі консенсусу PoW, нововипущені Bitcoin Токени розподіляються майнерам, які включають та підтверджують транзакції. І здається, досягнення консенсусу полягає в тому, що більше роботи означає більше винагороди. Вузли з більшою обчислювальною потужністю мають більше шансів успішно упакувати блоки та отримати право на ведення обліку. У деяких випадках вузли, які використовують свою потужність для злочинних дій, наприклад, обману, будуть покарані системою. Біткойн творчо вбудовує економічні стимули в свій алгоритм, що призводить до того, що шахтарі конкурують за право вести бухгалтерію за допомогою обчислювальної потужності. Цей механізм підтримує систему транзакцій під час випуску нових токенів, що в свою чергу стає стимулом для розподілу шахтарям, тим самим створюючи стабільну та безпечну систему. У процесі Bitcoin функція як електронної готівки також виконується.
Шар контракту головним чином включає різні скрипти, алгоритми та смартконтракти. Це основа складного програмування блокчейну. У блокчейні це є справжнім втіленням того, що відомо як ‘код - закон’, де алгоритм контракту, одразу після активації, неодмінно буде слідувати своїм початковим налаштуванням без втручання або підтримки сторонніх осіб. Крім того, завдяки повноцінності смартконтрактів, шар контракту також може програмуватися, що надає всій мережі блокчейн схожу на віртуальну машину природу.
Кожен блокчейн має шари, і вони можуть бути розділені на три рівні: рівень протоколу, рівень застейканості та рівень додатків. Біткойн блокчейн, електронна грошова система з повним випуском, передачею та обліковими функціями, становить рівень застосування, тоді як для програмованого блокчейну, такого як Ethereum, різноманітні розширені функції та DApps працюють разом, щоб утворити рівень застосування.
Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2
Шість рівнів системи блокчейн структурно нерозривні і спільно реалізують функції блокчейну. Повертаючись до масштабованості, згаданої на початку цієї статті, галузь загалом посилається на модель відкритої системи взаємозв’язку (OSI) зв’язку і перерозподіляє шість рівнів на три рівні, знизу вгору - Рівень 0, Рівень 1 і Рівень 2.
Рівень 0, також відомий як рівень передачі даних, є нижнім рівнем моделі OSI і головним чином включає інтеграцію між блокчейном і традиційними мережами. Технології масштабування рівня 0 - це ті, які не змінюють структуру блокчейна і зберігають його початкові правила екосистеми для покращення продуктивності. Рішення рівня 0 високоуніверсальні, оскільки вони не впливають на сам блокчейн і також сумісні з рішеннями масштабування рівня 1 і рівня 2. Вони працюють разом, щоб помножити продуктивність мережі блокчейна. Є ще багато проблем, які впливають на продуктивність в базових мережевих протоколах, які потребують оптимізації. Існуючі технології масштабування рівня 0 включають BDN (блокчейн розподільної мережі), QUIC і UDP.
Polkadot часто називають блокчейном Рівня 0, оскільки його головна мережа діє як релейний ланцюг і служить лише для забезпечення безпеки та взаємодії між основними паралелограмами. А на вершині Polkadot деякі мережі можуть підключатися до блокчейнів Рівня 1, таких як Ethereum, через слоти, наприклад, ланцюг Moonbeam, що підтримує мову програмування.
Рівень 1 відповідає даним, мережевому, консенсусному та активаційному рівню в логічній архітектурі блокчейну. Більшість криптовалют мають незалежний та унікальний публічний ланцюг, а саме рівень 1, на якому відбуваються всі транзакції. Рівень 1, також відомий як масштабування в межах блокчейну, відноситься до рішення для масштабування, реалізованого на базовому протоколі блокчейну. Зазвичай це вимагає зміни ємності блоку, часу генерації блоку, механізму консенсусу та інших властивостей блокчейну для збільшення торговельної потужності. Конкретно, Біткойн Оновлення масштабування збільшує потужність кожного блоку, щоб можна було розмістити більше транзакцій, тоді як SegWit зменшує середній обсяг, зайнятий однією транзакцією, дозволяючи розмістити більше транзакцій на блок. Оновлення до DPoS також дозволяє отримати кращу продуктивність за рахунок певної міри децентралізації та безпеки. Однак ефективність масштабування Рівня 1 залежить від фізичних та економічних факторів.
Для отримання додаткової інформації про принципи та обмеження масштабування рівня 1, будь ласка, прочитайте більше Dogecoin: Чому Віталік Бутерін проти нього? Чи збільшить масштабування його популярність?
Рівень 2 відповідає рівню контрактів та додатків блокчейну. Його також називають позаблокчейним масштабуванням, при якому основні протоколи та правила блокчейну не змінюються, а швидкість обробки транзакцій збільшується за допомогою каналів стану, сайдчейнів та інших рішень. Рівень 2 є рішенням для покращення продуктивності, яке масштабується поза основним ланцюгом. Він доповнює Рівень 1, тобто Рівень 2 - це інфраструктура, побудована на основі базового блокчейну, щоб забезпечити кращу масштабованість, доступність та конфіденційність для блокчейну. Порівняно з Рівнем 1, який прагне безпеки і децентралізації, Рівень 2 прагне досягти максимальної ефективності та продуктивності. Загальні типи рішень на Рівні 2 - це сайдчейн, Плазма, Канали стану, Rollup і так далі.
Для отримання інформації про поширені рішення рівня 2 на Ethereum, будь ласка, прочитайте Ethereum Рівень 2: Оновлення масштабованості
Висновок
З огляду на швидкий розвиток Біткойн і Ethereum, проблема недостатньої продуктивності нависає над цими відомими публічними ланцюжками. Те, як зламати «неможливий трикутник» і досягти оптимального рішення між масштабованістю, децентралізацією і безпекою, вважається однією з найбільш значущих причин в області блокчейна. Це «святий Грааль» блокчейну. У наступних статтях ми познайомимо вас із рішеннями для масштабування основних блокчейнів та останніми досягненнями технологій масштабування, а також допоможемо вам відстежувати передові досягнення галузі. Слідкуйте за оновленнями!
