Блокчейндегі Layer0, Layer1, Layer2, Layer3 дегеніміз не? – Криптополит

Blockchain деректердің қауіпсіз және ашық алмасуына мүмкіндік беретін революциялық технология болып табылады. Ол ақпаратты сақтау және өңдеу үшін қабаттар қатарын пайдаланады, олар 0-3 қабаттар деп аталады. Әрбір қабаттың өз мақсаты мен функциясы бар, бұл әртүрлі транзакцияларды орындай алатын кешенді жүйеге мүмкіндік береді.

Блокчейн екі немесе одан да көп тараптар арасында цифрлық активтердің қауіпсіз және сенімді алмасуын жеңілдететін бөлінген кітап технологиясы (DLT) ретінде анықталады. Бұл бір уақытта бірнеше компьютерде деректерді сақтауға арналған ашық, орталықтандырылмаған желі ретінде жұмыс істейтін бірегей жүйе.

Қабат1

Транзакцияларды тексеру және аяқтау үшін 1-деңгей бірнеше басқа қабаттар салынуы мүмкін базалық блокчейн болып табылады. Олар басқа блокчейндерден тәуелсіз жұмыс істей алады.

1-қабатты үш сегментке бөлуге болады:

1. Деректер деңгейі – желідегі транзакцияларға қатысты барлық деректерді сақтауға жауапты. Бұған транзакциялар тарихы, баланстар, мекенжайлар және т.б. сияқты нәрселер кіреді. Бұл деңгей дәлдік пен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін криптографиялық алгоритмдерді (хэширлеу) пайдалану арқылы әрбір транзакцияны тексеруге көмектеседі.
2. Желілік деңгей - блокчейн желісіндегі пайдаланушылар арасындағы байланысты өңдеуге жауапты. Ол транзакцияларды және басқа хабарламаларды желі арқылы таратуға, сондай-ақ осы хабарламалардың дұрыстығы мен заңдылығын тексеруге жауапты.
3. Консенсус деңгейі – блокчейнге транзакцияларды жүргізу кезінде барлық пайдаланушылар ұстануға тиіс ережелер жиынтығы бойынша келісімге келуге мүмкіндік береді. Ол жұмыс дәлелі, үлесті дәлелдеу немесе византиялық ақауларға төзімділік сияқты консенсус алгоритмдерін пайдалану арқылы барлық транзакциялардың жарамды және жаңартылғанын қамтамасыз етеді.
4. Қолданба/ақылды келісім-шарт деңгейі - бұл функционалдылықтың көпшілігі блокчейн желісінде орындалатын жер. Бұл қабат блокчейн экожүйесінің жоғарғы жағында жұмыс істейтін қолданбаларды құру үшін пайдалануға болатын кодты (немесе смарт келісімшарттарды) қамтиды. Бұл қолданбалар транзакцияларды орындай алады және деректерді қауіпсіз, таратылған түрде сақтай алады. 1-қабат протоколдарының барлығында смарт келісімшарт функциясы болмайды.

Мұндай желілерге мысал ретінде Bitcoin, Solana, Ethereum, және Cardano— бұлардың барлығының өзіндік төл белгісі бар. Бұл белгі транзакциялық комиссиялардың орнына пайдаланылады және желі қатысушыларының желіге қосылуына ынталандыру ретінде қызмет етеді.

Бұл монеталар негізгі жобаға негізделген әртүрлі номиналдарға ие болғанымен, олардың мақсаты өзгеріссіз қалады: блокчейннің функционалдығын экономикалық қолдау механизмін қамтамасыз ету.

1-деңгей желілерінде масштабтауға қатысты мәселелер бар, өйткені блокчейн желі талап ететін транзакциялар санын өңдеуге тырысады. Бұл транзакциялық комиссиялардың күрт өсуіне әкеледі.

Blockchain Trilemma, Виталик Бутерин ойлап тапқан термин осы мәселенің ықтимал шешімдерін талқылау кезінде жиі қолданылады; орталықсыздандыруды, қауіпсіздікті және ауқымдылықты теңестіруді қажет етеді.

Бұл тәсілдердің көпшілігінің өзіндік айырбастары бар; мысалы, супертүйінділерді қаржыландыру - осылайша суперкомпьютерлер мен үлкен серверлерді сатып алу - масштабтауға қабілеттілікті арттыру, бірақ орталықтандырылған блокчейнді құру.

Блокчейн трилеммасын шешу тәсілдері:

Блок өлшемін ұлғайту

1-деңгей желісінің блок өлшемін ұлғайту көбірек транзакцияларды тиімді өңдеуге мүмкіндік береді. Дегенмен, шексіз үлкен блокты сақтау мүмкін емес, өйткені үлкен блоктар деректер талаптарының жоғарылауына және орталықсыздандырудың төмендеуіне байланысты транзакция жылдамдығының баяулауын білдіреді. Бұл блок өлшемін ұлғайту арқылы масштабтауға шектеу ретінде әрекет етеді, қауіпсіздіктің төмендеуінің ықтимал құнымен өнімділікті арттыруды шектейді.

Консенсус механизмін өзгерту

Жұмысты дәлелдеу (POW) механизмдері әлі де бар болса да, олар дәлелдену (POS) әріптестеріне қарағанда тұрақты және ауқымды емес. Сондықтан Ethereum POW-дан POS-қа ауысты; мақсат - ауқымдылық тұрғысынан жақсы нәтиже беретін қауіпсіз және сенімді консенсус алгоритмін қамтамасыз ету.

Sharding

Sharding - таратылған дерекқорлардың өнімділігін масштабтау үшін қолданылатын дерекқорды бөлу әдісі. Блокчейн журналын бірнеше түйіндер бойынша сегменттеу және тарату арқылы, sharding кеңейтілген масштабтауды ұсынады, ол транзакция өткізу қабілетін арттырады, өйткені бірнеше бөліктер транзакцияларды параллельде өңдей алады. Бұл дәстүрлі сериялық тәсілмен салыстырғанда өнімділікті жақсартады және өңдеу уақытын айтарлықтай қысқартады.

Бөлшектерге бөлінген тортты жеуге ұқсас. Осылайша, тіпті деректер көлемінің ұлғаюымен немесе кез келген желі кептелісімен, ортақ желілер әлдеқайда тиімдірек, өйткені барлық қатысушы түйіндер транзакцияларды өңдеуде синхронды түрде бірге жұмыс істейді.

Қабат2

2-деңгейдің хаттамалары базалық қабатқа артық салмақ салмай, оның масштабтау мәселелерін шешу үшін 1-деңгей блокчейнінің үстіне салынған.

Бұл «тізбектен тыс» деп аталатын қосымша құрылымды жасау арқылы жасалады, ол 1-деңгей қолдайтынға қарағанда жақсырақ байланыс өткізу қабілетіне және транзакция уақытының жылдамырақ болуына мүмкіндік береді.

2-деңгей хаттамаларын пайдалану транзакция жылдамдығы жақсарады және транзакция өткізу қабілеті артады, яғни белгілі бір уақыт аралығында бірден көп транзакцияларды өңдеуге болады. Бұл негізгі желі кептеліп, баяулағанда керемет пайдалы болуы мүмкін, себебі транзакциялық комиссиялық шығындарды азайтуға және жалпы өнімділікті жақсартуға көмектеседі.

Мұнда Layer2s масштабтау триллемасын шешудің бірнеше жолы берілген:

арналар

Арналар пайдаланушыларға негізгі деңгейде хабарланбас бұрын тізбектен тыс бірнеше транзакцияларды жасауға мүмкіндік беретін 2-деңгей шешімін ұсынады. Бұл транзакцияларды тезірек және тиімдірек жасауға мүмкіндік береді. Арналардың екі түрі бар: төлем арналары және мемлекеттік арналар. Төлем арналары жай төлемдерді жүзеге асыруға мүмкіндік береді, ал мемлекеттік арналар әдетте блокчейнде орын алатын, мысалы, смарт келісімшарттармен жұмыс істеу сияқты кеңірек әрекеттерге мүмкіндік береді.

Кемшілігі - қатысушы пайдаланушылар желіге белгілі болуы керек, сондықтан ашық қатысу мүмкін емес. Сондай-ақ, барлық пайдаланушылар арнамен жұмыс жасамас бұрын өздерінің таңбалауыштарын көп таңбалы смарт келісімшартта құлыптауы керек.

Плазма

Джозеф Пун және Виталик Бутерин жасаған Плазма құрылымы «ата-аналық тізбек» деп те аталатын бастапқы блокчейннің көшірмелері болып табылатын «балалар тізбектерін» жасау үшін смарт келісімшарттар мен сандық ағаштарды пайдаланады.

Бұл әдіс транзакцияларды негізгі тізбектен еншілес тізбекке көшіруге мүмкіндік береді, осылайша транзакция жылдамдығын жақсартады және транзакциялық комиссияларды азайтады және цифрлық әмияндар сияқты нақты жағдайлармен жақсы жұмыс істейді.

Плазманы әзірлеушілер оны белгілі бір күту кезеңі аяқталмай тұрып ешбір пайдаланушы транзакция жасай алмайтынына көз жеткізу үшін арнайы әзірледі.

Дегенмен, бұл жүйе жалпы мақсаттағы смарт келісімшарттарды масштабтауға көмектесу үшін пайдаланыла алмайды.

Sidechains

Негізгі блокчейнге немесе 1-қабатқа параллель жұмыс істейтін блокчейндер болып табылатын бүйірлік тізбектер классикалық блокчейндерден ерекшеленетін бірнеше ерекшеліктерге ие. Бүйірлік тізбектер өздерінің тәуелсіз блокчейндерімен бірге келеді, олар көбінесе әртүрлі консенсус механизмдерін пайдаланады және 1-деңгейдегі блок өлшеміне әртүрлі талаптар қояды.

Дегенмен, бүйірлік тізбектердің өздерінің тәуелсіз тізбектері бар екеніне қарамастан, олар ортақ виртуалды машинаны пайдалану арқылы 1-деңгейге қосылады. Бұл 1-деңгей желілерінде пайдалануға болатын кез келген келісім-шарттар немесе транзакциялар бүйірлік тізбектерде де пайдалануға болады, бұл тізбектердің екі түрі арасындағы өзара әрекеттестіктің кеңейтілген инфрақұрылымын жасайды.

Роликтер

Топтамалар бүйірлік тізбектегі бірнеше транзакцияларды негізгі қабаттағы бір транзакцияға топтастыру және криптографиялық дәлелдер ретінде SNARKs (білімнің қысқаша интерактивті емес аргументі) пайдалану арқылы масштабтауды жүзеге асырады.

Жинақтаудың екі түрі бар - ZK орамдары және Оптимисттік жинақтар - айырмашылықтар олардың қабаттар арасында жылжу мүмкіндігінде жатыр.

Оптимистік жинақтар 1-деңгейден 2-қабатқа оңай көшуге мүмкіндік беретін виртуалды машинаны пайдаланады, ал ZK жинақтары жоғары тиімділік пен жылдамдық үшін бұл мүмкіндіктен бас тартады.

Қабат0

0-деңгей хаттамалары активтердің қозғалысын қамтамасыз етуде, пайдаланушы тәжірибесін жетілдіруде және тізбекаралық өзара әрекеттесумен байланысты кедергілерді азайтуда шешуші рөл атқарады. Бұл хаттамалар 1-деңгейдегі блокчейн жобаларын 1-деңгейдің экожүйелері арасында жылжу қиындығы сияқты негізгі мәселелерге қарсы тиімді шешіммен қамтамасыз етеді.

Layer0 протоколдарының жиынтығы үшін бір ғана дизайн жоқ; саралау мақсаттары үшін нақты консенсус механизмдері мен блок параметрлерін қабылдауға болады. Кейбір Layer0 таңбалауыштары спамға қарсы тиімді сүзгі ретінде қызмет етеді, өйткені пайдаланушылар байланысты экожүйелерге қол жеткізе алмас бұрын осы белгілерге қатысуы керек.

Cosmos – Tendermint, Cosmos SDK және IBC-тен тұратын ашық бастапқы құралдар жиынтығымен танымал 0 деңгей протоколы. Бұл ұсыныстар әзірлеушілерге өзара әрекеттесетін ортада өздерінің блокчейн шешімдерін үздіксіз құруға мүмкіндік береді; Мутуалистік архитектура құрамдастардың бір-бірімен еркін әрекеттесуіне мүмкіндік береді. Виртуалды әлемнің бұл бірлескен көрінісі Космосходта жүзеге асты, өйткені оны оның адал жақтаушылары сүйіспеншілікпен ойлап тапты – блокчейн желілеріне «Блокчейн интернетін» бейнелей отырып, тәуелсіз, бірақ ұжымдық түрде өмір сүруге мүмкіндік береді.

Тағы бір кең таралған мысал ПолкаКот.

Қабат3

3-деңгей блокчейн негізіндегі шешімдерді қуаттайтын протокол. Әдетте «қолданбалы деңгей» деп аталады, ол 1-деңгей протоколдарын өңдеуге арналған нұсқауларды береді. Бұл блокчейн платформасының үстіне құрастырылған қолданбаларға, ойындарға, бөлінген жадқа және басқа қолданбаларға дұрыс жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Бұл қолданбаларсыз 1-деңгей протоколдарының ғана пайдалылығы айтарлықтай шектеулі болар еді; 3-қабат олардың қуатын ашу үшін өте маңызды.

4-қабат?

Layer4 жоқ, талқыланатын қабаттар блокчейннің төрт қабаты деп аталады, бірақ бұл бағдарламалау әлемінде біз 0-ден санауды бастайтындықтан.

қорытынды

Блокчейн желілерінің ауқымдылығы олардың архитектурасына және олар қолданатын технологиялық стекке өте тәуелді. Желінің әрбір деңгейі басқа блокчейндермен үлкен өткізу қабілеті мен өзара әрекеттесуіне мүмкіндік беретін маңызды мақсатқа қызмет етеді. 1-деңгей хаттамалары негізгі деңгейді немесе негізгі блокчейнді құрайды, ал бүйірлік тізбектер, жинақтаулар және 0 деңгей протоколдары масштабтауға қосымша қолдау көрсетеді.

3-деңгей протоколдары пайдаланушыларға бүкіл жүйенің үстіне салынған қолданбаларға қол жеткізуге мүмкіндік беретін нұсқауларды береді. Осы элементтердің барлығы бірге ауқымды транзакцияларды қауіпсіз өңдеуге қабілетті қуатты сенімсіз инфрақұрылымды құруға ықпал етеді.