Warstwa 2 a layer 1: skalowalność, bezpieczeństwo, różnice

Udostępnij artykuł

Adopcja Blockchain nadal rośnie, podobnie jak znaczenie skalowania w ekosystemie. Nowe aplikacje i zwiększony wolumen transakcji można osiągnąć z pomocą ulepszeń w zakresie przepustowości systemu. Debaty na temat warstwa 1 vs warstwa 2 często prowadzi się w kontekście skalowalności blockchaina.

Aby poprawić bezpieczeństwo sieci i prowadzenie cyfrowych zapisów, stworzono warstwy blockchain. W tym artykule będziesz mógł zrozumieć, jak te systemy mogą współpracować, aby poprawić interoperacyjność między łańcuchami.

W tym przewodniku:

Czym jest trylemat blockchain?

Blockchain skalowalność warstwa 2

Trylemat blockchaina odnosi się do zdolności blockchaina do zrównoważenia trzech organicznych właściwości, które stanowią jego podstawowe zasady: bezpieczeństwa, decentralizacji i skalowalności.

Trylemat mówi, że blockchain może posiadać tylko dwie z trzech właściwości, nigdy wszystkie trzy jednocześnie. W związku z tym obecna technologia blockchain zawsze będzie musiała poświęcić jedną ze swoich podstawowych właściwości dla swojej funkcjonalności. Bitcoin jest tego najlepszym przykładem; podczas gdy jego blockchain zoptymalizował decentralizację i bezpieczeństwo, skalowalność pozostawia wiele do życzenia.

Co najważniejsze, obecnie nie ma kryptowaluty zdolnej do osiągnięcia maksimum wszystkich trzech cech (chociaż niektóre rzeczywiście zbliżają się do “ideału”). Innymi słowy, kryptowaluty nadają priorytet dwóm cechom ze szkodą dla pozostałej, lub trzem cechom ze szkodą dla wszystkich.

Wielu deweloperów pilnie pracuje nad rozwiązaniem trylematu blockchain, przy czym niektóre techniki i pomysły, których celem jest rozwiązanie problemu skalowalności, zostały już wdrożone. W zależności od poziomu wdrożenia blockchain, te koncepcje i techniki przejawiają się m.in. jako rozwiązania warstwy 1 lub warstwy 2.

Szeroka gama kryptowalut może przetwarzać tysiące transakcji na sekundę, ale robią to kosztem decentralizacji lub bezpieczeństwa. Bitcoin i Ethereum, w przeciwieństwie do nich, są dwiema najbardziej bezpiecznymi i zdecentralizowanymi walutami cyfrowymi. CardanoAvalancheSolana to kryptowaluty warstwy 1, które zyskały rozgłos dzięki rozwiązaniu problemów ze skalowaniem w przeciwieństwie do Bitcoina i Ethereum.

Rozwiązania skalowalności warstwy 1

warstwa 2 i layer-1

Zarys różnic w skalowaniu między warstwą 1 a warstwą 2 blockchainów byłby niepełny bez definicji blockchainów layer 1. Jak sama nazwa wskazuje, warstwa 1 sieci blockchain odnosi się do podstawowego protokołu sieci.

Rozwiązania skalowania warstwy 1 poprawiają warstwę podstawową protokołu blockchain. Oferuje to szeroki zakres sposobów na zwiększenie skalowalności sieci blockchain. Rozwiązania warstwy 1 mogą na przykład umożliwić bezpośrednie modyfikacje zasad protokołu w celu zwiększenia pojemności bloków i szybkości transakcji. Podobnie, rozwiązania skalowania warstwy 1 mogą zapewnić większą pojemność dla przyjęcia dodatkowych danych i użytkowników.

Najbardziej powszechne strategie skalowania dla warstwy 1 obejmują zwiększenie rozmiaru bloku lub szybkości tworzenia bloków. Jednak w debacie na temat warstwa 1 vs warstwa 2 blockchaina rozważyć należy dwa najbardziej znaczące rozwiązania skalowania warstwy 1. Zmiany w protokole konsensusu i sharding to dwie podstawowe modyfikacje służące osiągnięciu skalowania w warstwie 1 w sieciach blockchain.

Na przykład niektóre mechanizmy konsensusu, takie jak proof-of-stake, mogą być bardziej wydajne niż protokoły blockchain proof-of-work. Z drugiej strony, sharding ułatwia rozłożenie obciążenia sieci na wiele zbiorów danych lub tzw. shardów.

Zalety

  • Skalowalność byłaby najbardziej oczywistą zaletą rozwiązań warstwy 1 blockchain. Rozwiązania warstwy 1 wymagają modyfikacji protokołu w celu zwiększenia skalowalności.
  • Protokół blockchain warstwy 1 zapewnia decentralizację i bezpieczeństwo przy wysokiej skalowalności i opłacalności ekonomicznej.
  • Warstwa 1 wspomaga rozwój ekosystemu. Innymi słowy, rozwiązania skalowania warstwy 1 mogą uwzględniać nowe narzędzia, postęp technologiczny i inne zmienne w protokołach bazowych.

Wady

Niezdolność sieci warstwy 1 do skalowania jest powszechnym problemem. Bitcoin i inne duże blockchainy miały problemy z przetwarzaniem transakcji w czasach dużego zapotrzebowania. Proof-of-work (PoW), mechanizm konsensusu używany przez Bitcoina, wymaga znacznej ilości zasobów obliczeniowych.

Rozwiązywanie problemów warstwy 1

layer 1 vs layer-2

Aby osiągnąć skalowanie sieci warstwy 1, potrzebne są fundamentalne aktualizacje dla blockchaina, które obejmują:

Ulepszenia protokołu konsensusu

Niektóre mechanizmy konsensusu są bardziej wydajne niż inne. PoW jest protokołem konsensusu w popularnych sieciach blockchain, takich jak Bitcoin. PoW jest bezpieczny, ale może być powolny. W rezultacie PoS jest preferowanym mechanizmem konsensusu dla większości nowych sieci blockchain.

Systemy PoS (jak np. Cardano) nie wymagają od górników rozwiązywania algorytmów szyfrujących przy użyciu dużej mocy obliczeniowej. Zamiast tego uczestnicy sieci wykorzystują PoS do przetwarzania i weryfikacji bloków transakcji. Ethereum przejdzie na algorytm konsensusu PoS, który ma zwiększyć przepustowość sieci przy jednoczesnym wzmocnieniu decentralizacji i zachowaniu bezpieczeństwa sieci.

Sharding

Zaadaptowany z rozproszonych baz danych, sharding stał się jednym z najpopularniejszych rozwiązań skalowania warstwy 1. Sharding to proces rozbijania stanu całej sieci blockchain na osobne zestawy danych zwane “shardami”. Zadanie to jest łatwiejsze w obsłudze niż poszukiwanie wszystkich węzłów, aby zająć się całą siecią. Sieć przetwarza te shardy równolegle, co pozwala na sekwencyjne przetwarzanie wielu transakcji. Ponadto każdy węzeł sieci jest przypisany do konkretnego sharda, zamiast utrzymywać pełną kopię blockchaina. Każdy shard wysyła dowody do sieci głównej i dzieli się adresami, stanami ogólnymi i saldami z innymi shardami za pomocą systemów komunikacji cross-shard. Wraz z ZilliqaQtumTezos, Ethereum 2.0 jest wybitnym protokołem blockchain, który obecnie bada wykorzystanie shardów.

Rozwiązania skalowania – warstwa 2

Optimism zksync eth l2

Podstawowym celem skalowania warstwy 2 jest zastosowanie sieci lub technologii, które opierają się na protokole blockchain. Sieć blockchain może osiągnąć zwiększoną skalowalność i wydajność za pomocą protokołu lub sieci off-chain.

Warstwa 2 pociąga za sobą zasadniczo przeniesienie obciążenia transakcyjnego protokołu blockchain na architekturę off-chain (poza głównym łańcuchem). Architektura off-chain powiadamiałaby główny blockchain o ostatecznych wynikach przekazanej transakcji. Rozwiązania skalowania warstwy 2 ułatwiają delegowanie zadań przetwarzania danych w architekturze wsparcia w sposób bardziej wydajny i elastyczny. W rezultacie główny protokół blockchain nie doświadcza zatorów, co umożliwia skalowalność.

Lightning Network, rozwiązanie skalujące dla Bitcoina, jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych przykładów rozwiązań skalujących warstwy 2. W debatach na temat warstwa 1 vs warstwa 2 blockchain można znaleźć również wiele innych rozwiązań wspierających skalowanie layer-2.

Zalety

  • Jedną z najważniejszych zalet rozwiązania warstwy 2 jest to, że nie wpływa ono na wydajność lub funkcjonalność bazowego blockchaina, więc nie może pogorszyć ogólną wydajność sieci.
  • Rozwiązania warstwy 2, takie jak kanały bezpośrednie i Lightning Network, przyspieszają realizację wielu mikrotransakcji. Dzieje się tak dlatego, że nie poddają się drobnym weryfikacjom ani nie ponoszą zbędnych opłat za przeprowadzenie takich transakcji.

Wady

  • Warstwa 2 ma negatywny wpływ na łączność blockchainów: Jednym z najważniejszych problemów w blockchainie w tej chwili jest brak łączności (interoperacyjności) między różnymi blockchainami (na przykład nie możesz połączyć się z kimś na Ethereum, jeśli jesteś na Bitcoinie). Jest to wysoce problematyczna kwestia. Z warstwą 2 ten problem może się zaostrzyć poprzez ograniczenie łączności w obrębie sieci, ponieważ użytkownicy warstwy 2 są ograniczeni do protokołów rozwiązań, które wykorzystują, co staje się prawdziwym wyzwaniem. Z drugiej strony, rozwiązania określane jako warstwa 2, takie jak np. Milkomeda pozwalają na interoperacyjność pierwotnie niepowiązanych sieci, np. Algoranda i Cardano.
  • Kwestie prywatności i bezpieczeństwa: Jak wiadomo, różne rozwiązania oferują różny poziom bezpieczeństwa i prywatności. Jednak żadne z rozwiązań nie zapewnia takiego samego poziomu bezpieczeństwa jak główne sieci, więc w zależności od Twoich priorytetów, powinieneś się nad tym zastanowić.

Rozwiązywanie problemów – warstwa 2

mainnet sidechain

Zagnieżdżone blockchainy, kanały bezpośrednie i łańcuchy poboczne to przykłady rozwiązań do skalowania na poziomie warstwy 2.

Zagnieżdżone blockchainy

Zasadniczo, zagnieżdżony blockchain to blockchain oparty na innym blockchainie. Zagnieżdżony blockchain zazwyczaj składa się z głównego blockchaina, który ustanawia parametry dla bardziej rozległej sieci łańcuchów wtórnych.

Na podstawie sieci głównej można zbudować wiele warstw blockchaina, z których każda ma własne połączenie. Łańcuch nadrzędny deleguje zadania do łańcuchów podrzędnych, które następnie je wykonują i zwracają wyniki. 

O ile nie ma potrzeby rozwiązywania sporów, nadrzędny blockchain nie uczestniczy w funkcjach sieciowych łańcuchów pomocniczych. Dystrybucja pracy w tym modelu zmniejsza obciążenie przetwarzania, co wykładniczo poprawia skalowalność. Projekt OMG Plasma ilustruje warstwę 2 zagnieżdżonej infrastruktury blockchain, która jest stosowana na warstwie 1 protokołu Ethereum.

Kanały bezpośrednie

Kanał bezpośredni umożliwia dwukierunkową komunikację między blockchainem a kanałami transakcyjnymi poza łańcuchem, zwiększając pojemność i szybkość transakcji. Taki kanał nie przeprowadza walidacji przez węzły sieci warstwy 1. Jest to raczej zasób przylegający do sieci, izolowany za pomocą mechanizmów multi-signature lub smart kontraktów.

Kiedy transakcje są finalizowane na kanale bezpośrednim, ostateczny stan kanału i jego zmiany są zapisywane na bazowym blockchainie. Mają swoje zastosowanie w Liquid Network, Raiden Network, Celer i Bitcoin LightningWe wspomnianym trylemacie, rezygnują one z części swojej decentralizacji dla większej skalowalności jako warstwa 2.

Łańcuchy poboczne

Łańcuch poboczny (sidechain) przylegający do blockchaina, zwykle używany jest do transakcji masowych. Łańcuchy poboczne wykorzystują mechanizm konsensusu niezależny od głównego łańcucha, a użytkownicy mogą je zoptymalizować pod kątem szybkości i skalowalności. Podstawową funkcją głównego łańcucha w takiej architekturze jest utrzymanie ogólnego bezpieczeństwa, zatwierdzanie zapisów transakcji zbiorczych i rozstrzyganie sporów.

Łańcuchy poboczne wyróżniają się na kilka sposobów. Po pierwsze, takiego rodzaju transakcje nie są prywatne między uczestnikami; są one rejestrowane publicznie na blockchainie. Dodatkowo, naruszenia bezpieczeństwa nie mają wpływu na główny łańcuch lub inne łańcuchy poboczne. Ich infrastruktura jest zazwyczaj budowana od podstaw, więc jej utworzenie może wymagać znacznego wysiłku.

Warstwa 1 a warstwa 2: główne różnice

blockchain edukacja

Podstawowy zarys rozwiązań skalowania warstwy 1 i warstwy 2 stanowi właściwą podstawę do ich rozróżnienia. Oto kilka kluczowych różnic pomiędzy rozwiązaniami warstwy 1 i layer 2 dla blockchainów.

1. Definicja

Rozwiązania skalowania warstwy 1 modyfikują warstwę bazową protokołu blockchain, aby osiągnąć pożądane ulepszenia. Na przykład, rozmiar bloku może dostosować się do większej liczby transakcji lub użytkownicy mogą zmienić protokoły konsensusu, aby poprawić szybkość i wydajność.

Rozwiązania skalujące warstwy 2 funkcjonują jako rozwiązania off-chain, które dzielą obciążenie głównego protokołu blockchain. Konkretne zadania związane z przetwarzaniem informacji i transakcji są delegowane do protokołów warstwy 2, sieci lub aplikacji przez główną sieć protokołu blockchain. Protokoły lub rozwiązania off-chain wykonują wyznaczone zadanie i zgłaszają wynik do głównej warstwy blockchain.

2. Metoda działania

W przypadku sieci blockchain warstwy 1, rzeczywista metoda skalowania skupia się na modyfikacji protokołu rdzeniowego. W przypadku rozwiązań skalowania layer-1 musisz zmienić protokoły blockchain. Dlatego nie byłbyś w stanie natychmiast odwrócić modyfikacji, jeśli wolumen transakcji drastycznie spadnie.

W przeciwieństwie do tego, rozwiązania skalowania warstwy 2 funkcjonują jako rozwiązania off-chain, które działają niezależnie od głównego protokołu blockchain. Protokoły, sieci i rozwiązania off-chain zgłaszają tylko ostateczne wyniki wymagane przez bezpośredni protokół blockchain.

3. Rodzaje rozwiązań – warstwa 1 vs warstwa 2

W przypadku rozwiązań blockchaina warstwy 1, ulepszenie protokołu konsensusu i sharding to dwa wybitne rodzaje rozwiązań. Skalowanie warstwy 1 obejmuje zmiany rozmiaru bloków lub szybkości tworzenia bloków w celu zapewnienia pożądanej funkcjonalności.

Jeśli chodzi o rozwiązania skalowania określane jako warstwa 2, nie ma praktycznie żadnych ograniczeń co do rozwiązań, które można wdrożyć. Każdy protokół, sieć lub aplikacja może funkcjonować jako rozwiązania warstwy 2 off-chain dla sieci blockchain. 

4. Jakość

Sieci warstwy 1 służą jako ostateczne źródło informacji i są odpowiedzialne za rozliczenie transakcji. W sieciach layer-1 do dostępu do zasobów sieci używa się tokena natywnego. Inną istotną cechą sieci blockchain warstwy 1 jest innowacyjność w projektowaniu mechanizmu konsensusu.

Warstwa 2 zapewnia tę samą funkcjonalność, co sieci warstwy 1, ale ma dodatkowe cechy. Na przykład sieci warstwy 2 zwiększają przepustowość i programowalność przy jednoczesnym obniżeniu kosztów transakcji. Każde rozwiązanie warstwy 2 ma swoją metodę remapowania transakcji do ich odpowiedniej warstwy bazowej (layer-1).

Przyszłość skalowalności

Skalowalność jest czynnikiem przyczyniającym się do niezdolności sektora blockchain do osiągnięcia powszechnej akceptacji kryptowalut. Wraz ze wzrostem popytu na kryptowaluty wzrośnie również wymóg skalowania platform blockchain. Zarówno skalowanie warstwy 1, jak i warstwa 2 ma odrębne koszty i korzyści. Dlatego przyszłość skalowania będzie obejmować połączenie rozwiązań warstwy 1 i warstwy 2.

Jeśli nadal masz problem z ogarnięciem koncepcji technicznych stojących za skalowaniem blockchaina, udaj się do grupy BeInCrypto w Telegram. Ludzie tam obecni wyjaśnią ci wszystko.

Najczęściej zadawane pytania o layer 2 i layer 1

Jaka jest różnica między warstwą 1 a warstwą 2?

Warstwa 1 to termin używany do opisania podstawowej architektury blockchaina. Warstwa 2, z drugiej strony, to sieć, która nakłada się na blockchain. Pomyśl o Bitcoinie i sieci Lightning Network. Sieć Bitcoin jest warstwą 1, podczas gdy Lightning jest warstwą 2.

Czy Ethereum jest blockchainem warstwy 1 czy 2?

Ethereum jest blockchainem warstwy 1, ponieważ jest fundamentem, na którym budowane są sieci warstwy 2. Rollupy na Ethereum i Lightning Network zbudowane na Bitcoinie są przykładami projektów warstwy 2.

Czy istnieje blockchain warstwy 3?

Tak, warstwy 3 blockchainów hostują zdecentralizowane aplikacje (DApps) i powiązane protokoły. Są one znane jako “warstwa aplikacji”. API, UI, skrypty i smart kontrakty mogą być zawarte w warstwie aplikacji.

Wyjaśnienie

Wszystkie informacje zawarte na naszej stronie internetowej są publikowane w dobrej wierze i wyłącznie w ogólnych celach informacyjnych. Wszelkie działania podejmowane przez czytelnika w związku z informacjami znajdującymi się na naszej stronie internetowej odbywają się wyłącznie na jego własne ryzyko. W dziale Edukacja, naszym priorytetem jest dostarczanie najwyższej jakości sprawdzonych informacji. Poświęcamy czas na identyfikację, badanie i tworzenie treści edukacyjnych, które są przydatne dla naszych czytelników. Aby utrzymać ten standard i nadal tworzyć niesamowite treści, nasi partnerzy mogą nagradzać nas prowizją za miejsca w naszych artykułach. Jednak te prowizje, w żaden sposób, nie wpływają na nasze procesy tworzenia bezstronnych, uczciwych i pomocnych treści.
Share Article

POWIĄZANE TEMATY

Chris Adede jest twórcą treści z doświadczeniem informatycznym. Specjalizuje się w kryptowalutach, Fintech i Blockchain. Chris pisze i śledzi przestrzeń kryptowalut od kilku lat i jest entuzjastycznie nastawiony do potencjału tej nowej branży do przekształcania świata, jaki znamy.

OBSERWUJ AUTORA