Блокчейни рівня 1: основа, яка підтримує кожну головну криптовалюту

Біткоїн представив революційну концепцію у 2009 році — децентралізовану цифрову валюту, яка не потребує банків чи урядів для функціонування. Але як це насправді працює без центральних органів? Відповідь криється у технології блокчейн Layer 1. Хоча децентралізація звучить хаотично, насправді її підтримують високотехнологічні протоколи. У ядрі кожної великої криптовалюти знаходиться блокчейн Layer 1 — децентралізована програмна система, яка виступає як ігрове правило та його виконавець для всієї мережі.

Розуміння основної архітектури: що саме таке блокчейн Layer 1?

Блокчейн Layer 1 (L1) — це базовий протокол, на якому працює криптовалюта. Уявіть його як “мейннет” — основний набір правил, якому повинні слідувати всі комп’ютери (ноді) у мережі. Код L1 визначає все: як підтверджуються транзакції, як вводяться нові монети в обіг, які заходи безпеки захищають мережу та як досягається консенсус між тисячами незалежних операторів.

Усі ноди на блокчейні Layer 1 повинні виконувати один і той самий код і дотримуватися однакових протоколів. Це забезпечує безпеку та передбачуваність у всій мережі. Без протоколів L1 peer-to-peer транзакції були б неможливі, оскільки не існувало б узгодженого механізму для підтвердження власності.

Як механізми консенсусу роблять роботу блокчейнів L1 можливою

Настояща магія блокчейнів Layer 1 полягає у механізмах консенсусу — алгоритмах, які дозволяють тисячам незнайомців погоджуватися щодо дійсності транзакцій без довіри до центрального органу.

Модель Proof-of-Work (PoW): Біткоїн досі використовує цю енергомістку методику, де ноди змагаються кожні 10 хвилин у розв’язанні складних математичних рівнянь. Перша нода, яка розв’яже їх, додає наступний блок транзакцій і отримує новостворені BTC у нагороду. Цей конкурентний механізм гарантує, що записуються лише легітимні блоки. Недолік? Він обчислювально дорогий і екологічно навантажений.

Модель Proof-of-Stake (PoS): Сучасні блокчейни Layer 1, такі як Ethereum (ETH) і Solana (SOL), використовують більш ефективний підхід. Замість розв’язання головоломок валідатори “ставлять” свою власну криптовалюту на блокчейн. Вони отримують нагороди за пропозицію дійсних блоків, але втрачають свої ставки, якщо намагаються обдурити — це називається “slashing”. Це створює фінансові стимули для чесної поведінки.

Приклади з реального світу: як працюють основні блокчейни Layer 1

Біткоїн (BTC): досі залишається золотим стандартом з 2009 року. Його консенсус PoW залишається детермінованим і енергомістким, але водночас найперевіренішим. Кожні чотири роки Біткоїн автоматично зменшує нагороду для майнерів у події, званій “халвінг”, що поступово зменшує кількість нових BTC, що входять у обіг.

Ethereum (ETH): спочатку запущений як PoW блокчейн у 2015 році, Ethereum започаткував ідею програмованих блокчейнів, де розробники можуть створювати децентралізовані додатки (dApps). У 2022 році оновлення Merge перевело його на PoS, значно зменшивши енергоспоживання. Ethereum також має інноваційний механізм “спалювання”, коли частина кожної транзакційної комісії назавжди знищується, що допомагає контролювати інфляцію ETH.

Solana (SOL): цей конкурент Layer 1 позиціонує себе як чемпіон швидкості, здатний обробляти до 50 000 транзакцій за секунду. Використовуючи консенсус PoS, Solana приваблює розробників, які шукають швидше підтвердження та дешевші комісії, ніж Ethereum.

Litecoin (LTC): створений незабаром після Біткоїна, Litecoin задуманий як “цифрове срібло” до “цифрового золота” Біткоїна. Хоча він використовує PoW, схожий на Bitcoin, він застосовує інший алгоритм і підтверджує транзакції приблизно у чотири рази швидше.

Cardano (ADA): створений колишнім розробником Ethereum Чарльзом Хоскінсоном, Cardano наголошує на рецензованих дослідженнях і поступовому розвитку. Він використовує PoS і запрошує сторонніх розробників розгортати dApps на своєму протоколі Layer 1.

Важлива проблема Layer 1: Трилема блокчейну

Тут все ускладнюється. Блокчейни Layer 1 стикаються з неминучим напруженням, яке криптовалютні розробники називають “трилемою блокчейну”. За суттю, більшість L1 мають пожертвувати однією з трьох важливих властивостей:

• Децентралізація: багато незалежних нод підвищують безпеку, але сповільнюють обробку транзакцій
• Безпека: створення надійних механізмів підтвердження вимагає обчислювальних ресурсів, що обмежує швидкість
• Масштабованість: досягнення швидких транзакцій зазвичай вимагає більшої централізації або слабшої безпеки

Біткоїн і Ethereum віддають перевагу децентралізації та безпеці понад швидкість. Solana прагне до масштабованості, але зберігає трохи менше децентралізації, ніж Біткоїн. Більшість блокчейнів Layer 1 не можуть одночасно максимально реалізувати всі три властивості.

Ще одна обмеження: проблема взаємодії між ланцюгами

Кожен блокчейн Layer 1 — це фактично самостійна екосистема з унікальними стандартами кодування. Переведення активів між Bitcoin і Ethereum або використання додатків на кількох Layer 1 технічно складне. Цю “проблему взаємодії” вирішують проєкти, такі як Cosmos і Polkadot — вони спеціально зосереджені на створенні мостів між різними блокчейнами Layer 1 для забезпечення міжланцюгової комунікації.

Як Layer 2 відрізняється від Layer 1

З розвитком криптоекосистеми розробники почали створювати додатки поверх існуючих блокчейнів Layer 1, а не створювати нові з нуля. Ці накладки стали відомі як протоколи Layer 2 (L2).

Мережі Layer 2, такі як Arbitrum, Optimism і Polygon, працюють поверх основного Ethereum. Вони успадковують безпеку Ethereum, пропонуючи користувачам швидші транзакції та нижчі комісії. Коли ви використовуєте Ethereum Layer 2, ви переводите активи на L2, виконуєте транзакції швидко і дешево, а потім повертаєтеся до Ethereum L1 для остаточного підтвердження.

Ключова різниця: Layer 1 видає “монети” (наприклад, BTC, ETH, SOL), які є невід’ємною частиною основного протоколу. Layer 2 видає “токени” (наприклад, MATIC Polygon або ARB Arbitrum), які існують лише у цій конкретній екосистемі Layer 2. Токени — це додаткові функції, тоді як монети — основні засоби платежу.

Чому блокчейни Layer 1 важливі

Блокчейни Layer 1 залишаються фундаментальною інфраструктурою для всього криптовалютного екосистеми. Вони забезпечують безпеку, децентралізацію та механізми консенсусу, які роблять можливими бездовірливі транзакції. Чи то швидкість, як у Solana, програмованість, як у Ethereum, чи простота, як у Біткоїна — кожен з них пропонує різний підхід до вирішення фундаментальної проблеми: як незнайомці можуть обмінюватися цінностями без довіреної посередницької сторони?

Розуміння блокчейнів Layer 1 — це перший крок до розуміння того, як сучасна криптовалюта справді працює під поверхнею.