Що таке Layer 0, Layer 1, Layer 2, Layer 3 у блокчейні?

Question

Блокчейн — по-справжньому революційна технологія. Вона дає можливість обмінюватися даними безпечно та прозоро. У ній є кілька шарів — від Layer 0 до Layer 3. У кожного своя роль.

Якщо говорити простими словами, блокчейн — це технологія розподіленого реєстру. Вона дозволяє обмінюватися цифровими активами надійно. Працює як відкрита мережа. Дані зберігаються на багатьох комп'ютерах одночасно. Досить незвично.

Рівень 1

Layer 1 — це фундамент. Базовий Блокчейн. На ньому будується все інше. Він може працювати сам по собі.

В Layer 1 можна виділити кілька частин:

Рівень даних — зберігає інформацію про транзакції. Історія, баланси, адреси — все тут. Перевіряє кожну операцію за допомогою хешування.
Мережева рівень — відповідає за спілкування в мережі. Передає повідомлення. Перевіряє їх.
Рівень консенсусу — встановлює правила. Всі повинні їх дотримуватись. Використовує різні алгоритми: Proof of Work, Proof of Stake та інші.
Рівень додатків — тут вся магія. Смарт-контракти. Код для додатків. Не всі Layer 1 їх підтримують.

Bitcoin, Solana, Ethereum, Cardano — приклади Layer 1. У кожного свій токен. Токени потрібні для комісій та мотивації учасників.

Проблема Layer 1 — масштабованість. Важко обробити багато транзакцій одночасно. Комісії зростають.

Віталік Бутерін придумав термін "трилема блокчейну". Здається, знайти баланс між децентралізацією, безпекою та масштабованістю непросто. Завжди потрібно чимось жертвувати.

Рішення проблеми:

Збільшення розміру блоку. Працює, але не безкінечно. Великі блоки — повільні транзакції. І менше децентралізації.

Зміна механізму консенсусу. POW застаріває. POS надійніше. Ethereum вже перейшов на POS. Непогана ідея.

Шардинг. Розділення бази даних на частини. Як торт на шматочки. Шарди обробляють транзакції паралельно. Швидше. Ефективніше.

Шар 2

Layer 2 будується над Layer 1. Чому? Для вирішення проблеми масштабованості. Створюється "поза ланцюгом".

З Layer 2 транзакції швидші. Пропускна здатність вища. Коли основна мережа перевантажена — це порятунок. Комісії нижчі.

Як Layer 2 вирішує проблеми:

Канали. Дозволяють робити багато транзакцій поза ланцюгом. Бувають платіжні та канали станів. Мінус — потрібно знати учасників заздалегідь.

Plasma. Створена Джозефом Пуном та Віталіком. Використовує "дочірні ланцюги". Транзакції йдуть не по основному ланцюгу. Добре для гаманців. Не підходить для всіх смарт-контрактів.

Сайдчейни. Паралельні блокчейни. У них свої механізми консенсусу. Але вони пов'язані з Layer 1 через спільну віртуальну машину.

Роллапи. Групують транзакції. ZK-роллапи швидші. Optimistic-роллапи простіше інтегруються з Layer 1.

Шар 0

Layer 0 — це особливі протоколи. Вони допомагають переміщати активи між різними Блокчейн. Покращують користувацький досвід.

Їхній дизайн різний. Деякі токени Layer 0 захищають від спаму.

Cosmos — яскравий приклад. У нього є Tendermint, Cosmos SDK та IBC. Розробники можуть створювати свої блоки в єдиному середовищі. Фанати називають це "Cosmoshood". "Інтернет блокчейнів", якщо хочете.

Polkadot — ще один приклад.

Шар 3

Layer 3 — "рівень додатків". Дає інструкції для роботи з Layer 1. Дозволяє запускати децентралізовані додатки, ігри, сховища.

Без Layer 3 блокчейни були б не так корисні. Не так вражаюче.

Шар 4?

У програмуванні рахунок починається з 0. Тому чотири рівні — це від 0 до 3. Layer 4 просто немає.

Висновок

Архітектура блокчейну впливає на його масштабованість. Кожен рівень важливий. Layer 1 — основа. Сайдчейни, роллапи та Layer 0 допомагають масштабуватися. Layer 3 дає інструкції для додатків.

Цікаво, як ця структура буде розвиватися далі.