Strat 1 Blockchain vs. Strat 2: Elementele esențiale

Popularitatea criptomonedelor și a blockchain-ului a crescut exponențial, În creștere semnificativ numărul de utilizatori și tranzacții. Acest lucru a cauzat blocaje de infrastructură pentru operațiunile de rețea blockchain. Pentru a realiza adoptarea de bază, industria trebuie să caute soluții pentru a-și rezolva problemele de Scalabilitate pentru a răspunde numărului în creștere de utilizatori, tranzacții și date.

Două dintre principalele soluții utilizate de industrie includ Strat 1 și Strat 2:

• Strat 1: Arhitectură blockchain subiacentă

• Soluții de scalare pentru Strat 1: Modificări fundamentale aduse Strat 1

• Strat 2: Integrare Parte terță pe partea de sus a rețelelor Strat 1

• Soluții de scalare pentru Strat 2: Îmbunătățirea vitezei platformelor Strat 1 fără a aduce modificări fundamentale codului sau arhitecturii acestora

În acest articol, vom explora Trilema Blockchain-ului, Strat 1 și Strat 2 și cum să ajutăm blockchain-urile să obțină Scalabilitate.

Trilema Blockchain-ului

Termenul Trilema Blockchain-ului se referă la încurcarea unui blockchain care atinge simultan următoarele trei caracteristici:

1. Descentralizare: Distribuția puterii/consensului de calcul în cadrul unei rețele

2. Securitate: Apărare împotriva actorilor rău intenționați și atacurilor în rețea

3. Scalabilitate: Capacitatea unui blockchain de a susține un randament tranzacțional ridicat

Se susține că orice sistem poate obține doar două din cele trei caracteristici, forțându-l să renunțe la una dintre ele.

Exemple de Trilema Blockchain-ului

De obicei, blockchain-urile s-au confruntat cu Trilema Blockchain-ului Să aruncăm o privire asupra câtorva exemple importante.

Ethereum

Ethereum este Descentralizat și extrem de sigur, cu aproximativ 561.000 validatori. Este aproape imposibil să ataci blockchain-ul Ethereum, deoarece ar fi necesar ca un atacator să preia peste 51% din validatori pentru a compromite rețeaua. Cu toate acestea, acest lucru vine cu o Tranzacționează a Scalabilitate de aceea racheta de Comisioane de rețea Ethereum în perioadele de activitate intensă.

Lanț inteligent Binance (lanț BNB)

Spre deosebire de Ethereum, lanțul BNB permite doar maxim 21 de validatoare. Prin urmare, este evident că lanțul BNB nu este Descentralizat Cu toate acestea, acest lucru îi permite să obțină un grad ridicat de securitate și Scalabilitate

De ce este importantă Scalabilitate Blockchain?

Definiția cuvântului „Scalabilitate” variază de la expert la expert. Cu toate acestea, în esență, Scalabilitate blockchain se referă la capacitatea unui sistem de a oferi o experiență bogată fiecărui Utilizator indiferent de numărul total de utilizatori în orice Oră

Termenul randament se referă la numărul de tranzacții pe care un sistem le gestionează pe secundă. În timp ce companiile/Canale de plată precum Visa procesează aproape 20.000 TPS cu rețeaua de plată electronică VisaNet, lanțul principal al Bitcoin poate realiza doar între 3 și 7 TPS.

Diferența de capacitate poate fi șocantă, dar există o explicație simplă în spatele ei. Bitcoin adoptă un sistem Descentralizat, în timp ce VisaNet rulează pe un sistem Centralizat. Primii utilizează Mai multe putere de În procesare și Oră pentru a proteja confidențialitatea utilizatorilor săi. Fiecare tranzacție de date trebuie să parcurgă mai mulți pași, inclusiv acceptarea, extragerea, distribuirea și validarea de către o rețea de Nod.

Cu criptomoneda așteptată să devină o forță imperativă în lumea afacerilor, dezvoltatorii blockchain încearcă să Creștere domeniul de aplicare al gestionării blockchain. Creând straturi blockchain și optimizând scalarea Strat 2, aceștia doresc să grăbească timpii de În procesare și să sporească numărul de TPS.

Problema Scalabilitate a Blockchain

Să folosim Ethereum ca exemplu. În tehnologia blockchain, un Mecanism de consens este un sistem cu toleranță la erori care permite acorduri asupra unei singure stări de rețea în nodurile distribuite. Aceste protocoale asigură că Toate nodurile sunt de acord cu tranzacțiile și sunt sincronizate. Acest lucru face ca lanțul Ethereum să fie extrem de dificil de suprascris sau de atacat.

Din cauza stabilității și securității Ethereum, a început neîndeplinirea ICO, determinând persoanele să creeze criptomonede și aplicații descentralizate (DApps) pe blockchain. Descentralizat În consecință, a existat un aflux de utilizatori și o creștere a numărului de tranzacții efectuate pe Ethereum. Pe măsură ce sistemul s-a înfundat, Comision tranzacției — sau gazul plătit părților care În procesare tranzacții în rețeaua Ethereum — a crescut.

Atunci când o rețea blockchain este înfundată, tranzacțiile în În așteptare ajung în fondul de memorie și durează Mai multe Oră pentru procesare. Pentru a rezolva acest lucru, minerii încep să acorde prioritate tranzacțiilor care au prețuri mai mari la gaze pentru a le Confirmare. Acest lucru crește și mai mult costul minim necesar pentru a efectua o tranzacție.

Ciclul de creștere a Preț ajunge la un punct în care Comisioane de gaze scad, înrăutățind situația pentru toată lumea. Scalarea Strat 2 are ca scop oferirea unei soluții la această problemă și reducerea costurilor tranzacțiilor.

Ce este Stratul 1?

Stratul 1 este rețeaua blockchain principală pe care sunt construite alte blockchain-uri și DApp-uri. Aceștia pot susține tranzacțiile și operațiunile care sunt efectuate pe blockchain. Pentru a îmbunătăți Scalabilitate un Strat 1 va trebui să facă modificări directe asupra codului sau arhitecturii blockchain-ului. Exemplele includ îmbunătățirea vitezei confirmării blocului sau În creștere capacității unui bloc care conține date.

Ethereum, Binance Smart Chain și Solana sunt cele mai proeminente Straturi 1.

Să aruncăm o privire asupra unor Soluții de scalare Strat 1.

Soluții de scalare pentru Strat 1

Mecanism de consens

Diferite lanțuri de blocuri utilizează mecanisme de consens diferite.

Blockchain-urile precum Bitcoin folosesc dovada muncii (PoW). Chiar dacă un sistem PoW este foarte sigur, poate fi lent. Acest lucru se datorează faptului că necesită o putere de calcul substanțială pentru a rezolva algoritmii criptografici. Ethereum a început cu un Mecanism de consens, care a dus la o Congestie a rețelei atunci când un număr mare de utilizatori au intrat în rețeaua Ethereum.

De atunci, Ethereum a trecut pentru a utiliza un mecanism de consens de probă a Mizează (PoS) prin The Merge, iar acum procesează și validează noi blocuri prin consensul rețelei. Mecanism de consens Acest switch a permis Ethereum să își modifice viteza de la 10 la 20 de Tranzacții pe secundă (TPS) la Mai multe 20.000 TPS. Acest lucru se realizează în timp ce se păstrează descentralizarea și securitatea.

Ramificare lanț

Soluții de scalare la Strat 1 sunt de obicei introduse de echipa de dezvoltare a blockchain. Falsificarea unui lanț înseamnă actualizarea sau ajustarea unui lanț de blocuri. Există 2 tipuri de furci: Ramificare moale și Ramificare dură .

Furcile moi sunt modificări arhitecturale care sunt compatibile cu lanțul de blocuri existent. Pe de altă parte, furcile tari sunt modificări ale arhitecturii blockchain care sunt distinct diferite de cea existentă. 

Un exemplu de Ramificare moale ar fi Ramificare moale SegWit a rețelei Bitcoin, care a ajutat la Creștere Performanță rețelei de la aproximativ 1.600 de tranzacții pe bloc la 3.000.

În timp ce modificările mai mari trebuie aduse lanțului de blocuri, cum ar fi În creștere dimensiunii blocului Bitcoin la 8MB, necesită o Ramificare dură Aceasta va crea două versiuni de Bitcoin, una actualizată și o rețea veche.

Fragmentare

Fragmentarea este una dintre tehnicile de scalare care împarte seturile mari de tranzacții în seturi de date mai mici, cunoscute sub numele de „fragmente”. Rețeaua procesează aceste fragmente de rețea simultan în paralel, permițând o activitate secvențială asupra mai multor tranzacții, în loc să aibă un proces de rețea pentru fiecare tranzacție în parte. Acesta este un mecanism mai rapid și Mai multe eficient.

În plus, în loc să păstreze o copie a blockchain-ului în întregime, fiecare Nod de rețea este alocat unui anumit shard. Shard-urile individuale Bursă adrese, solduri și stări generale utilizând protocoale de comunicare cross-shard, oferind în același timp dovezi la lanțul principal.

Exemple de blockchain-uri care au sharding integrat sunt Ziliqa și Tezos.

Cu toate acestea, trebuie reținut că fragmentarea este experimentală și că niciun Strat 1 nu a implementat-o încă cu succes.

Ce este Stratul 2?

Un Strat 2 îmbunătățește Scalabilitate și eficiența unui protocol blockchain, În rulare peste acesta. Acesta va permite tranzacții departe de Strat 1 folosind o rețea externă, paralelă.

Pentru a finaliza rezultatele tranzacției, Stratul 2 preia pachete de tranzacții din lanțul principal, le procesează în numele lor și apoi le grupează înapoi în Strat 1. Blocchainul Strat 1 devine mai puțin aglomerat și, în cele din urmă, Mai multe scalabil, prin extragerea majorității În procesare datelor în arhitectura auxiliară.

Exemple importante de Strat 2 sunt Polygon, Optimism, Arbitrum , zkSync și Bitcoin’s Lightning Network .

Soluții de scalare pentru Strat 2

Iată câteva dintre Soluții de scalare Strat 2.

Blockchain imbricat

Cuibul este una dintre Soluții de scalare Strat 2, prin care un protocol blockchain găzduiește alte blockchain-uri în sau deasupra. Arhitectura blockchain imbricată implică de obicei un blockchain principal care stabilește Reguli și Parametri pentru o rețea mai largă, în timp ce executările sunt efectuate pe o rețea interconectată de lanțuri secundare.

Lanțul imbricat cuprinde atât lanțuri pentru părinți, cât și pentru copii. Lanțul principal va delega lanțurilor subordonate pentru a efectua tranzacția. Tranzacțiile vor fi efectuate de lanțurile subordonate, care vor informa apoi lanțul părinte cu privire la rezultat. Lanțul principal va oferi Strat 1 rezultatul odată ce tranzacțiile au fost Completat 

Cu excepția cazului în care acest lucru devine necesar pentru soluționarea litigiilor, lanțul de bază de bază nu participă la operațiunile de rețea ale lanțurilor imbricate. Deoarece toată lumea lucrează împreună, este una dintre cele mai mari metode de scalare și este mai rapidă. Diviziunea forței de muncă în această paradigmă diminuează sarcina de În procesare pe lanțul principal, îmbunătățind enorm Scalabilitate.

Un exemplu în acest sens este proiectul OMG Plasmă, care acționează ca un lanț de blocuri de Strat 2 pentru Ethereum, pentru a asigura tranzacții mai ieftine și mai rapide.

Canale de stat

Comunicarea bidirecțională între un lanț de blocuri și Canale tranzacționale Off-Chainun canal de stat. Canalul de stat este în esență o resursă adiacentă rețelei care desfășoară activități folosind un mecanism contractual multisig sau inteligent, fără a fi nevoie de validarea prin noduri a Stratului 1.Contract inteligent Strat 1

Tranzacțiile pot fi executate fără a fi necesară Trimitere datelor tranzacției către Strat 1. După Completat tranzacțiilor, starea finală a canalului va fi trimisă la Strat 1 pentru validare. Acest mecanism permite îmbunătățirea vitezei tranzacțiilor și crește randamentul general al rețelei. Canale de stare prezintă viteză și confidențialitate fără egal. Fără a fi nevoie de rutare prin terțe părți, cum ar fi minerii, Canale statale sunt una dintre cele mai bune Soluții de scalare

Atât Raiden Network pe Ethereum, cât și Lightning Network pe Bitcoin sunt exemple de Canale. Ambele dintre acestea utilizează Canale de stare care sunt executate prin contracte de pontaj (HTLC). În timp ce Lightning Network permite utilizatorilor să finalizeze multe microtranzacții într-un Sumă Oră scurt, Raiden va permite, de asemenea, utilizatorilor să Rulează contracte inteligente prin intermediul Canale

Canale de stat precum Lightning Network sunt, de asemenea, complet sigure, deoarece numai participanții cunosc tranzacțiile. Pe de altă Parte, lanțul de blocuri Ethereum Strat 1 înregistrează Toate tranzacțiile într-un registru public auditabil.

Lanțuri laterale

Tranzacțiile cu loturi mari utilizează frecvent lanțuri laterale, care sunt rețele blockchain distincte cu propriile seturi de validatori (și mecanisme de consens), care coexistă cu un Strat 1 pentru a-și îmbunătăți viteza și Scalabilitate

Cu un design Sidechain, responsabilitățile principale ale Strat 1 sunt de a susține securitatea generală, de a valida Înregistrări tranzacție de a soluționa conflictele. După ce Sidechain a finalizat În procesare tranzacțiilor din lanțul principal, Active sunt blocate. De asemenea, majoritatea lanțurilor laterale au o federație sau o altă parte terță independentă care verifică de două ori pentru a vedea dacă există nereguli în activitățile dintre Rețea principală și Sidechain. Fie contractele inteligente, fie o colecție de oameni pot constitui federația.

Există două diferențe principale între lanțurile laterale și Canale de stare:

1. Tranzacțiile efectuate într-un Sidechain nu sunt private între participanți, ci sunt făcute publice în registru. 

2. Lanțul principal și alte lanțuri laterale nu sunt afectate de defectele de securitate ale Sidechain.

Rollupuri

O abordare de scalare care În creștere în popularitate în mediul blockchain este rollup-ul. În Rollups, grupurile de tranzacții dintr-un Strat 1 sunt grupate, procesate Off-Chain și apoi încărcate înapoi în lanțul principal.

Drept urmare, Stratul 1 nu trebuie să gestioneze totul independent. Rollups permit rețelelor Strat 1 precum Ethereum să devină Mai multe scalabile. Rollups funcționează diferit. Alții adoptă o abordare optimistă, în timp ce unii utilizează procedura de cunoaștere zero.

Cele două tipuri de Rollups-uri sunt:

• Optimistic Rollups: Acestea presupun că tranzacțiile sunt valide în mod implicit. Astfel, aceștia efectuează calcule pentru a detecta frauda doar dacă există o provocare.

• Rollups fără cunoștințe: Aceste Rollups-uri Rulează calcule Off-Chain. Ulterior, ei Trimitere dovada validității la stratul de bază sau la lanțul principal.

Rollups ajută la Creștere ratei de transfer, la deschiderea participării și la reducerea Comisioane de gaze pentru utilizatori.

Limitările Strat 1 și Strat 2

Stratificarea Blockchain vine cu mai multe beneficii. De exemplu, avantajul principal al soluțiilor Strat 1 este că dezvoltatorii nu trebuie să adauge nimic la arhitectura existentă, deoarece stratul de bază este modificat.

Între timp, Soluții de scalare pentru Strat 2 nu modifică protocolul stratului de bază. În plus, aceste soluții permit mai multe microtranzacții fără a solicita utilizatorilor să plătească Comisioane sau Oră pierdut la verificarea minerului.

Cu toate acestea, ambele straturi ale lanțului de blocuri au limitări care trebuie luate în considerare.

Adăugare la protocoalele existente

Principala problemă cu straturile blockchain este adăugarea acestora la protocoalele existente. Atât Bitcoin, cât și Etherium au plafoane de piață în miliarde. Utilizatorii tranzacționează milioane de dolari în fiecare zi. Prin urmare, nu are sens să complici procesul prin codificare și experimentare inutile, deoarece acest lucru ar necesita mulți bani.

Care este viitorul după Strat 1 și Strat 2? 

Scalabilitate este unul dintre motivele pentru care adoptarea de masă Cripto nu este posibilă în industria blockchain în acest moment. Pe măsură ce cererea de criptomonedă crește, se va aplica și presiunea de a scala protocoalele blockchain. Deoarece ambele straturi de blockchain au anumite limitări, soluția în viitor va fi de a construi un protocol care să poată aborda trilema de Scalabilitate. 

Concluzii

În ceea ce privește blocajul menționat mai sus, există două Opțiuni disponibile: 1) pentru a atenua problema de scalare sau 2) pentru a căuta alternative viabile. Dezvoltatorii Blockchain optează pentru prima, trecând la scalarea Strat 2 în Acțiune cu Ethereum.

La Oră publicării, sistemele blockchain sunt încă în curs de dezvoltare. Întrebarea presantă pentru viitor este dacă straturile blockchain și scalarea Layer2 vor fi temporare sau permanente.