Децентрализованные системы переживают большое развитие. Это обусловлено растущим интересом к блокчейнам. Изначально эти системы задуманы как распределенный реестр транзакций для криптовалют. Сегодня находят применение в разнообразных сферах. Например, управление цепочками поставок, цифровая идентификация. В этой статье мы четко определим фундаментальные принципы, лежащие в блокчейн-экосистемы.
Блокчейны первого уровня Layer 1 — базовые архитектуры распределенного реестра. На них строятся все последующие уровни. Это фундамент децентрализованной инфраструктуры. Характеризуется тем, что задают консенсус, хранение данных, выполнение транзакций. К Layer 1 относятся: Bitcoin, Ethereum. Самостоятельно обрабатывают транзакции без участия промежуточных структур. Это дает необходимый уровень безопасности. Зачастую сопровождается ограничениями в пропускной способности.
Что такое блокчейн первого уровня?
Блокчейн первого уровня Layer 1 — базовый протокол распределенного реестра. Выполняет обработку транзакций без посреднических структур. Он формирует фундамент. Предоставляет механизмы консенсуса, хранения, передачи данных. Базовая архитектура Layer 1 блокчейна включает следующие компоненты:
- Блочная структура. Данные организуются в блоки, содержащие набор транзакций. Сцепляются между собой в цепочку.
- Консенсусный механизм. Определяет, как узлы сети соглашаются о валидности транзакций.
- Типичные механизмы. Proof-of-Work (PoW) в Bitcoin, Proof-of-Stake (PoS) в Ethereum.
Layer 1 отличаются своими архитектурными особенностями и функциями. Рассмотрим примеры:
- Bitcoin. Использует консенсусный механизм Proof-of-Work. Ориентирован на транзакции криптовалюты. Имеет low масштабируемость.
- Ethereum. Универсальная платформа, основанная на смарт-контрактах. Развертывает децентрализованные приложения (dApps). Применяет консенсусный механизм Proof-of-Stake. Возможность масштабирования.
- Solana. Использует консенсусный механизм. Ориентирован на high скорость обработки транзакций. Масштабируемость.
Эти примеры демонстрируют разные подходы. Несмотря на различия, все Layer 1 стремятся дать безопасность, децентрализацию.
Разработка
Обратите внимание, что разработка не терпит излишеств:
- Необходимо выбрать способ соединения между узлами сети. Убедиться в действительности транзакций. Два распространенных механизма — Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS).
- Определение формата, хранения данных, структуры блоков.
- Предоставление защиты сети от атак, равноправия участников.
Proof of Work (PoW) — механизм. Выполняет сложные вычислительных задач для добавления нового блока в цепь. Энергозатратен, дает high level безопасность. Применяется в Bitcoin.
Proof of Stake (PoS) — механизм. Основан на удержании определенного количества криптовалюты на кошельке для участия в валидации блоков. Сильнее, чем PoW. Требует проектирования для централизации. Применяется в Ethereum.
Данные структурированы в виде блоков. Включают хеш предыдущего блока, набор транзакций, метаданные. Такая структура дает целостность данных. Безопасность достигается за счет криптографии. Децентрализация достигается путем распределения управления между узлами сети.
Масштабируемость
Это способность сети обрабатывать большое количество транзакций. Блокчейны первого уровня сталкиваются с ограничениями в пропускной способности.
Методы улучшения:
- Разделение на несколько сегментов (шардов). Можно обрабатывать транзакции параллельно.
- Увеличение размера блока. Это повышает пропускную способность.
Подобные методы оказывают влияние на время распространения блока в сети.
Сравнение Layer 1, Layer 2
Различия представлены в списке ниже:
- Layer 1 — базовый блокчейн. Дает безопасность, децентрализацию. Примеры: Bitcoin, Ethereum. Преимущества: high level безопасность, децентрализация. Недостатки: масштабируемость, high level стоимость транзакций.
- Layer 2 — протоколы, построены поверх Layer 1. Можно масштабировать сеть без изменения базовой архитектуры. Примеры: Lightning Network, Optimistic Rollups. Преимущества: high level масштабируемость, low комиссии. Недостатки: сложная архитектура, зависимость от безопасности Layer 1.
Совет: обратитесь за помощью к знающему человеку, который поможет вам выбрать выгодный вариант.
Выбор механизма консенсуса должен соответствовать целям, требованиям проекта. Необходимо учитывать уровень безопасности, масштабируемость.
Безопасность должна быть приоритетным фактором. Правильно спроектируйте механизмы защиты от атак. Предоставьте распределение управления между узлами сети. Перед запуском блокчейна необходимо тщательно протестировать в условиях. Важно убедиться в работе.
Заключение
Разработка требует ювелирного подхода, учитывающего множество факторов. Например, консенсусный механизм, структуру данных, масштабируемость.
В будущем ожидаются дальнейшие инновации в области Layer 1. Направлены на повышение масштабируемости.