Każda z warstw technologii blockchain ma swoją własną strukturę, cele oraz zastosowanie. Niemniej jednak, te warstwy interoperacyjne współpracują ze sobą, równocześnie przyczyniając się do skalowania konkretnego łańcucha bloków. W dzisiejszej lekcji przedstawimy tajemnice warstwy 1 w technologii blockchain i przybliżymy pojęcie warstwy pierwszej w ekosystemie blockchain.
Trylemat blockchain
Zanim zagłębimy się w główny temat dzisiejszej lekcji, warto przypomnieć, czym jest trylemat w kontekście technologii blockchain. Omawialiśmy go już przy rozważaniu innych warstw sieci blockchain i kryptowalut. Dla prawidłowego funkcjonowania łańcucha bloków konieczne jest spełnienie trzech istotnych cez:
- Decentralizacja: Blockchain musi działać bez centralnej władzy. Żadne państwo ani organizacja nie może nad nim dominować, podobnie jak żadna rozproszona sieć komputerowa nie zarządza nim.
- Bezpieczeństwo: Łańcuch bloków musi być odporny na ataki typu 51%.
- Skalowalność: Sieć blockchain oraz cała jej infrastruktura muszą być w stanie przetwarzać dziesiątki transakcji na sekundę i obsługiwać rosnące obciążenie.
Jak wiesz z naszych poprzednich lekcji, zgodnie z tym trylematem, w danym momencie sieć bloków może mieć tylko dwie z tych trzech możliwości.
Oczywiście, od chwili pojawienia się tego dylematu, powstało wiele koncepcji mających na celu jego rozwiązanie. Każda proponowana metoda, takie jak SegWit czy zmiany w mechanizmie konsensusu, niesie ze sobą zarówno wady, jak i zalety. Jednakże łączy je wspólny cel – doskonalenie skalowalności danego łańcucha bloków oraz usprawnienie jego działania.
Warstwa 1 – definicja
Warstwa 1 stanowi fundamentalny poziom w całej strukturze blockchain. Wszystkie łańcuchy bloków warstwy 1 autoryzują i realizują transakcje bez konieczności wsparcia innej sieci. To właśnie one naliczają opłaty za przeprowadzone transakcje oraz ponoszą odpowiedzialność za wszystkie transakcje on-chain. Często określa się je jako “źródło prawdy” w kontekście publicznego księgowania.
Przetwarzanie transakcji w sieci sprowadza się do analogii z logowaniem się do własnego portfela kryptowalutowego. Każda transakcja podlega odpowiedniemu mechanizmowi konsensusu, który, jak już wiesz, może być zróżnicowany w zależności od konkretnej sieci i jej celów. Dodatkowo blockchainy warstwy 1 zazwyczaj hostują swoją własną jednostkę kryptowalutową, która pokrywa koszty transakcji lub opłaty za gaz (jak na przykład Ethereum).
Sharding warstwy 1
Sharding stanowi fascynujący aspekt w warstwie 1 technologii blockchain. Proces sharding warstwy 1 polega na podziale głównej sieci na mniejsze, nazwane shardami. Każdemu shardowi przypisywany jest zestaw transakcji. Dzięki temu ekosystem jest w stanie równocześnie przetwarzać wiele takich transakcji, zamiast skupiać się tylko na jednej. Celem tego rozwiązania jest poprawa efektywności całej sieci blockchain.
Przykład: Załóżmy, że mamy sieć składającą się z 1 000 węzłów i 100 bloków do zweryfikowania. Sieć losowo przydziela pierwsze 100 węzłów do zweryfikowania pierwszego bloku, a kolejne 100 – do drugiego, i tak dalej. Gdy walidatorzy potwierdzą weryfikację bloku, publikują podpis potwierdzający tę operację. W wyniku tego pozostałe węzły zweryfikują pozostałe podpisy, co znacznie skraca czas niezbędny do weryfikacji.
Layer 1 – przykłady
Poniższa lista sieci zawiera, według nas, najlepsze sieci warstwy 1 blockchain. Zasilają one większość zdecentralizowanych aplikacji lub dApps.
Bitcoin
Bitcoin pozostaje niezastąpioną siecią warstwy 1, stanowiącą bazową architekturę dla największej na świecie kryptowaluty. Opiera się na konsensusie Proof-of-Work (PoW), gdzie nowe bloki są weryfikowane za pomocą algorytmu rozwiązującego skomplikowane zagadki kryptograficzne. Bitcoin jest powszechnie uważany za najbardziej bezpieczną i zdecentralizowaną platformę. Jednak przetwarzanie transakcji może zająć około 10 minut.
Ethereum
Ethereum, druga co do wielkości sieć warstwy 1, początkowo opierała się na konsensusie Proof-of-Work, ale w 2022 roku przeszła na Proof-of-Stake (PoS) w ramach aktualizacji znanej jako “The Merge”. Sieć wykorzystuje inteligentne kontrakty do weryfikacji transakcji, które są realizowane po spełnieniu określonych warunków.
Algorand
Algorand to sieć warstwy 1, która wykorzystuje inteligentne kontrakty i opiera się na konsensusie Pure Proof-of-Stake (PPoS). Ta metoda losowo wybiera walidatorów bloków, co ma na celu decentralizację procesu weryfikacji. Algorand jest znany z szybkich transakcji i niskich opłat.
Cardano
Cardano jest jednym z pierwszych blockchainów warstwy 1, który z powodzeniem wdrożył model Proof-of-Stake. Sieć charakteryzuje się niskimi opłatami za gaz, wysokim stopniem decentralizacji oraz możliwością generowania pasywnego dochodu poprzez staking tokenów ADA. Cardano zatwierdza ponad 250 transakcji na sekundę.
Elrond (obecnie MultiversX)
Elrond, przemianowany na MultiversX, to sieć warstwy 1, która wprowadziła adaptacyjny mechanizm shardingu, łączący sharding sieciowy i transakcyjny w celu poprawy skalowalności. Sieć ta ma na celu konkurowanie z takimi platformami jak Ethereum i Bitcoin.
Solana
Solana obsługuje prędkość transakcji do 65 000 TPS przy około 200 węzłach w warunkach sieci testowej. Główną cechą Solany jest innowacyjny model konsensusu – Proof-of-History (PoH). Każdy węzeł Solany posiada zegar, który pozwala na osiągnięcie konsensusu co do czasu i kolejności zdarzeń bez konieczności oczekiwania na potwierdzenia od innych węzłów, co zmniejsza przeciążenie sieci i poprawia jej skalowalność.
THORChain
THORChain to protokół, który umożliwia handel aktywami cyfrowymi pomiędzy różnymi blockchainami. W przeciwieństwie do wielu DEX-ów, THORChain pozwala na bezpośrednią wymianę np. BTC na ETH bez potrzeby korzystania z tokenów pośrednich. Kluczową rolę w sieci odgrywają THORNodes, które zapewniają płynność i bezpieczeństwo transakcji.
Aptos
Aptos to nowoczesna sieć warstwy 1, założona w 2021 roku przez byłych pracowników Meta. Wykorzystuje język programowania Move i została zaprojektowana w celu rozwiązania problemów skalowalności i efektywności występujących w innych technologiach blockchain. Aptos Labs, firma stojąca za tym projektem, nawiązała współpracę z takimi gigantami jak Microsoft i Google Cloud w celu integracji technologii blockchain z usługami AI i danych.
Layer 1 kontra Layer 2
| Layer 1 | Layer 2 |
| Skupia się na decentralizacji i bezpieczeństwie. | Koncentruje się na dostarczaniu użyteczności i optymalnej skalowalności blockchaina. |
| Zawiera historię wszystkich transakcji. | Posiada skompresowaną wersję historii transakcji łańcucha bloków. |
| Rozwiązania warstwy 1 zazwyczaj składają się z sieci węzłów, górników produkujących bloki, przechowywania danych i mechanizmu konsensusu. | Protokoły warstwy 2 są zoptymalizowane pod kątem zmniejszenie obciążeń sieci dla zwykłych transakcji. |
| Każdy blockchain wymaga Layer 1. | Protokoły warstwy 2 bardzo często są uważane za nieistotne, ale mile widziane. |
Podsumowanie
Omawiając kolejne warstwy blockchain, widzisz, że cały ekosystem opracował kilka rozwiązań warstwy 1 i 2, aby poradzić sobie z trylematem blockchain.
Słyszy się czasem, że większość rozwiązań skalowania w warstwie 1 może negatywnie wpłynąć na funkcjonowanie samego łańcucha bloków, zakłócając równowagę między decentralizacją a bezpieczeństwem.
Jednakże, czy rzeczywiście jest to prawdą? Wiele rozwiązań w warstwie 1 z powodzeniem rozwiązało problem skalowalności i przyczyniło się do rozwoju zdecentralizowanych finansów.
