1. Czym jest warstwa 0 w technologii blockchain?

W ostatnim czasie widzimy, jak ekosystem kryptowalut prężnie się rozwija. Cięgle powstają nowe i innowacyjne projekty, które oferują nam bezpieczeństwo i nowatorskie świadczenie usług. Podstawą tych projektów była infrastruktura blockchain – ciągle doskonalona, aby wspierać bezpieczne, skalowalne i zdecentralizowane aplikacje. Najlepsze przykłady tego typu ekosystemów to Ethereum i Solana. Jednak – nie o tym dzisiaj mowa. Tematem dzisiejszej lekcji jest warstwa 0, zwana inaczej layer 0. Czym jest warstwa 0 i jak może pomóc technologii Blockchain?

Architektura warstw blockchain

Analizując technologię blockchain oraz jego różne warstwy, można zauważyć, że czasami może ona być skomplikowana nawet dla doświadczonego inwestora. W branży kryptowalut istnieje kilka podejść do segmentacji blockchain na różne warstwy. Najpopularniejszymi z nich są:

Pierwsze podejście koncentruje się na analizie architektury łańcucha bloków oraz ról, jakie pełnią poszczególne warstwy.

Drugie podejście opiera się na koncepcji protokołów, które dzielą łańcuch bloków na kilka warstw o różnej skalowalności, proponowanych rozwiązaniach i interoperacyjności. W kontekście tego podejścia zwraca się także uwagę na problem trilematu blockchaina.

Przejdźmy teraz do bardziej szczegółowego omówienia warstwy zerowej, ale zanim to zrobimy, rozłożmy łańcuch bloków na jego składowe. Jakie warstwy składają się na nasz łańcuch?

• Warstwa sprzętowa, czyli fundament, w której znajdują się serwery, przekaźniki, protokoły oraz komputery użytkowników – inaczej mówiąc, wszystko, co jest niezbędne do utworzenia funkcjonalnej sieci Peer-to-Peer.
• Warstwa danych, która jest odpowiedzialna za zarządzanie wszystkimi informacjami przechowywanymi w sieci. W jej skład wchodzą wszystkie bloki, z wyjątkiem bloku Genesis. Każda informacja w takim bloku jest szyfrowana i niezmienialna.
• Warstwa sieci, która odpowiada za rozwiązania dotyczące komunikacji między węzłami w łańcuchu bloków. Tutaj przesyła się dane związane z transakcjami oraz te konieczne do tworzenia nowych bloków. Jej głównym zadaniem jest rozpowszechnianie informacji, przy zachowaniu prywatności i bezpieczeństwa danych użytkowników.
• Warstwa konsensusu, odpowiedzialna za walidację (zatwierdzanie) transakcji. To tu napływają wszystkie informacje z warstwy sieciowej i są sprawdzane pod względem autentyczności. Warto pamiętać, że aby transakcja została uznana za ważną przez górników, wszystkie węzły muszą osiągnąć konsensus w sieci co do jej prawdziwości.
• Warstwa aplikacji, obsługująca inteligentne kontrakty i dAppsy. To właśnie z nią użytkownik technologii blockchain ma bezpośredni kontakt.

Czym jest warstwa 0? 

Przejdźmy teraz do istoty kwestii. Czym dokładnie jest warstwa 0 w kontekście sieci blockchain? Jest to rodzaj protokołu, który umożliwia programistom uruchomienie wielu warstw 1 w ramach jednego łańcucha bloków. Te warstwy 1 mogą być zaprojektowane w sposób, który służy konkretnym celom i spełnia potrzeby warstw 1 i/lub 2. Głównie stanowi to rozwiązanie dla trylematu skalowalności, w przeciwieństwie do warstwy 3.

Sieci warstwy 0 są zazwyczaj wyposażone w zestawy narzędzi do tworzenia oprogramowania, nazywane SDK.

Dzięki temu deweloperzy są w stanie uruchamiać swoje własne blockchainy, znane jako warstwa 1 lub sidechain, podłączone do głównego łańcucha warstwy 0, ale działające niezależnie.

Każda warstwa 0 posiada swoją własną, unikalną implementację i podejście do uruchamiania własnych blockchainów. Przykłady projektów warstwy 0 obejmują Horizen, Cosmos i Polkadot.

Dlaczego warstwy 0 są nam potrzebne? 

Warstwy 0 są kluczowe, ponieważ skutecznie rozwiązują trzy zasadnicze wyzwania: skalowalność, elastyczność oraz interoperacyjność. Warto w tym miejscu wspomnieć o tzw. trylemacie, który stanowi integralną część ekosystemu łańcucha bloków.

Trylemat technologii blockchain polega na szeregu kompromisów między decentralizacją, skalowalnością oraz bezpieczeństwem, które należy uwzględnić podczas projektowania łańcucha bloków i określania zasad jego zarządzania w sieci i protokołach.

Niestety, osiągnięcie pełnej decentralizacji jest niemożliwe bez utraty skalowalności i vice versa. Szczególnie widoczne jest to w przypadku monolitycznych łańcuchów bloków, gdzie obsługa transakcji, konsensus oraz dostępność danych są zarządzane przez jedną sieć. To zjawisko zwiększa ryzyko przeciążeń i znacznie utrudnia skalowanie.

I teraz dochodzimy do sedna – warstwy 0. Dlaczego są one tak istotne? Otóż warstwy 0 mogą znacząco przyczynić się do rozwiązania problemu skalowalności w łańcuchach bloków poprzez zwiększenie przepustowości transakcji. Prędkość transakcji jest zazwyczaj mierzona w TPS (transakcje na sekundę), natomiast przepustowość transakcji bierze pod uwagę całkowitą liczbę transakcji, jaką sieć jest w stanie obsłużyć w tym samym czasie.

Jako przykład, Horizen – protokół warstwy 0 – może za pośrednictwem Blaze SDK obsługiwać aż 1000 transakcji na sekundę, co stanowi wyraźne usprawnienie w kontekście skalowalności łańcucha bloków.

Jakie inne cechy posiada warstwa zero? 

Dzięki wykorzystaniu narzędzi SDK dostępnych w protokołach warstwy 0, proces uruchamiania łańcucha bloków w warstwie 0 można porównać do uruchamienia aplikacji (dApp) na warstwie 1 pod względem czasu i złożoności. W rezultacie twórcy mogą tworzyć i zarządzać wieloma warstwami 1 (L1) przy minimalnym wysiłku.

Warstwa 0 dodatkowo poprawia interoperacyjność ekosystemu blockchainowego. Sieci warstwy 0 korzystają z różnych mechanizmów interakcji cross-chain, które umożliwiają przesyłanie aktywów między różnymi łańcuchami bloków.

Jak działa warstwa 0? 

W warstwie zerowej wyróżniamy trzy kluczowe “elementy” protokołu:

1. Łańcuch główny: Zazwyczaj pełni rolę głównego blockchaina, a w nim gromadzone są dane transakcyjne z różnych łańcuchów warstwy 1.
2. Sidechainy: Są to niezależne blockchainy warstwy 1, posiadające swoje własne węzły walidacyjne i zdolność do uruchamiania własnych mechanizmów konsensusu.
3. Protokół transferu między-łańcuchowego (cross-chain transfer protocol): Ten mechanizm umożliwia przesyłanie tokenów oraz innych rodzajów danych między różnymi łańcuchami.

Podsumowanie

Z łatwością można zauważyć, jak istotne są te warstwy w kontekście funkcjonowania danego ekosystemu. Skalowalność, interoperacyjność i decentralizacja to kwestie, które technologia blockchain musi jeszcze pokonać, aby osiągnąć pełny konsensus w tych dziedzinach. Niemniej jednak, stale pojawiają się nowe rozwiązania, które mają na celu doskonalenie działania technologii blockchain.