Розуміння масштабування Блокчейн: Рівень 1 проти Рівня 2 проти Рівня 3 рішень

Основна проблема: Триєдність Блокчейну

Кожен блокчейн стикається з фундаментальною напругою: майже неможливо одночасно досягти всіх трьох аспектів децентралізації, безпеки та масштабованості. Більшість мереж в кінцевому підсумку жертвують одним, щоб досягти успіху в інших двох. Ось тут і з'являються рішення для масштабування 1-го, 2-го та 3-го рівнів — кожне з яких використовує різний підхід для вирішення цієї головоломки.

Що це за шари, власне?

Думайте про архітектуру блокчейну як про будівлю. Layer 1 — це фундамент — базовий ланцюг, на якому кожна транзакція постійно записується. Bitcoin, Ethereum, BNB Chain та Solana — це всі блокчейни Layer 1.

Другий рівень розташований зверху, як проміжний поверх. Він обробляє транзакції поза основним ланцюгом, щоб зменшити завантаження, а потім повертає фінальний результат назад на Перший рівень. Приклади включають Lightning Network для Bitcoin, Arbitrum та Optimism для Ethereum, а також Polygon для користувачів Ethereum.

Шар 3 представляє собою спеціалізовані прикладні шари, побудовані на основі Шарів 2, зазвичай призначені для конкретних випадків використання, а не для загального масштабування.

Рішення рівня 1: Будівництво міцнішої основи

Покращення рівня 1 змінюють те, як працює базовий Блокчейн.

Оновлення механізму консенсусу

Багато блокчейнів відмовляються від енергоємного Proof of Work (PoW) на користь стрункішого Proof of Stake (PoS). Ethereum здійснив цей перехід, щоб швидше обробляти дані, зменшуючи при цьому споживання енергії. Замість обчислювального майнінгу PoS використовує стейкінг—заморожування монет для підтвердження транзакцій.

Шардінг: Паралельна обробна потужність

Уявіть собі, що один великий базу даних розділяють на десятки менших частин. Це шардинг. Замість того, щоб кожен валідатор обробляв кожну транзакцію, навантаження розподіляється по паралельних шарах. Це означає, що мережа може обробляти кілька транзакцій одночасно, множачи пропускну спроможність без збільшення вимог до окремих вузлів.

Просто збільшуючи блоки

Деякі ланцюги збільшують розмір блоку, щоб вмістити більше транзакцій за блок. Недолік? Це ускладнює звичайним комп'ютерам працювати як валідаторам, що може підривати децентралізацію, яка робить блокчейн цінним в першу чергу.

Рішення другого рівня: Зменшення навантаження

Підходи Layer 2 не торкаються базового ланцюга. Замість цього вони створюють паралельні системи, які виконують важку роботу.

Ролапи: Поточний Лідер

Роллани об'єднують сотні транзакцій поза ланцюгом в єдині пакети перед відправкою на основний ланцюг. Вони бувають у двох варіантах:

• Оптимістичні Ролл-апи (Оптимізм, Арбітрум): Припустіть, що транзакції є дійсними, якщо не доведено інше. Є вікно для оскарження, де будь-хто може оскаржити недійсні транзакції з доказами шахрайства.
• Нульові Знання Ролапи (zkSync, Scroll): Використовуйте криптографічні докази для миттєвої перевірки кожної транзакції. Вища безпека та конфіденційність без періодів очікування.

Сайдчейни: Незалежні, але з'єднані

Сайдчейни, такі як PoS-мережа Polygon, є незалежними блокчейнами зі своїми власними валідаторами. Вони швидші та дешевші за Layer 1, але забезпечують свою безпеку самостійно, а не успадковують її безпосередньо від основного ланцюга, як це роблять роллапи.

Державні канали: двостороння офлайн комунікація

У цій моделі учасники можуть проводити транзакції поза мережею стільки разів, скільки хочуть. Лише відкриті та закриті баланси потрапляють до Блокчейн. Lightning Network Bitcoin працює таким чином, надаючи можливість миттєвих, майже безкоштовних платежів.

Вкладені Блокчейни: Архітектура Батько-Дитина

Головні делегати ланцюга працюють з “дитячими” ланцюгами. Після виконання завдань діти звітують про результати назад до батька. Фреймворк Plasma Ethereum слідує цій схемі.

Пряме порівняння: що їх відрізняє

Компроміси, які вам слід знати

Виклики шару 1:

Оновлення повільні і суперечливі. Великі зміни, такі як коригування розміру блоку або механізмів консенсусу, вимагають згоди всієї мережі і часто викликають жорсткі розгалуження, які можуть розколоти спільноту.

Виклики другого шару:

Хоча Layer 2 забезпечують швидкість та економію витрат, вони вводять нову складність. Користувачам потрібно переносити кошти між ланцюгами, ліквідність фрагментується між платформами, а деякі проекти покладаються на централізовані секвенсори, які створюють єдині точки відмови — ризик, відсутній у справжніх децентралізованих базових шарах.

Гібридне Майбутнє

Екосистема блокчейну не вибере одного переможця. Замість цього очікуйте, що шарами підхід стане стандартом: Блоки 1 рівня забезпечують безпеку та остаточне врегулювання, мережі 2 рівня забезпечують повсякденні транзакції в масштабах, а рішення 3 рівня вирішують спеціалізовані застосування. Bitcoin використовує Lightning, Ethereum підтримує кілька блокчейнів 2 рівня, а інші мережі йдуть схожими шляхами.

На даний момент поліпшення Layer 1, такі як шардінг, мають значення для довгострокової надійності. Але рішення Layer 2 забезпечують швидкість і доступність, необхідні для масового впровадження сьогодні. Справжня сила проявляється, коли обидва працюють в унісон.