Розуміння основ: що робить блокчейни рівня 1 незамінними

Коли люди думають про криптовалюти, вони часто зосереджуються на Bitcoin (BTC) або Ethereum (ETH), але рідко розглядають базову інфраструктуру, яка забезпечує функціонування цих цифрових активів. Відповідь криється у концепції, яка називається архітектурою блокчейна рівня 1 — основою, на якій працює кожна велика криптовалюта. Блокчейн рівня 1 — це в основному децентралізований мережевий протокол, який визначає, як обробляються, підтверджуються та записуються транзакції у постійній книзі.

Основна роль блокчейнів рівня 1 у криптовалютних мережах

У найпростіших словах, блокчейн рівня 1 виступає як механізм встановлення правил для всієї екосистеми криптовалюти. Уявіть його як конституцію для цифрової валюти: код, вбудований у протокол рівня 1, точно інструктує учасників мережі (званих вузлами), як перевіряти транзакції, змагатися за нагороди та підтримувати цілісність мережі. На відміну від централізованої платіжної системи з однією владою, яка приймає рішення, блокчейни рівня 1 розподіляють цю відповідальність між тисячами незалежних комп’ютерів по всьому світу.

Що відрізняє блокчейни рівня 1 від інших компонентів блокчейна — це їхнє фундаментальне положення. Вони містять усі основні функції, необхідні для незалежної роботи криптовалюти — обробку транзакцій, заходи безпеки, випуск нативних токенів та правила управління. Розробники іноді називають протоколи рівня 1 «мейннетами», оскільки вони представляють собою основну, самодостатню мережу, на якій фактично існує криптовалюта.

Як безпека та консенсус забезпечують функціонування блокчейнів рівня 1

Щоб будь-який децентралізований блокчейн рівня 1 міг працювати без центрального органу, він має вирішити фундаментальну проблему: як незнайомці погоджуються, які транзакції є легітимними? Відповідь — механізм консенсусу — алгоритмічний процес, який змушує учасників мережі дотримуватися одних й тих самих правил і карає тих, хто відхиляється.

Різні криптовалюти реалізують різні підходи до консенсусу. Bitcoin, найстаріший і найвстановленіший блокчейн рівня 1, використовує Proof-of-Work (PoW), де оператори вузлів змагаються у розв’язанні складних математичних задач кожні 10 хвилин. Перша комп’ютерна система, яка розв’язує цю задачу, додає наступний блок транзакцій і отримує нововидобуті BTC у нагороду. Цей підхід забезпечує безпеку через обчислювальну складність — підробка минулих транзакцій вимагала б повторного виконання всієї цієї математичної роботи швидше за решту мережі, що робить атаки економічно нерентабельними.

Альтернативно, Ethereum (ETH) і Solana (SOL) використовують Proof-of-Stake (PoS). У цих блокчейнах рівня 1 валідатори блокують криптовалюту як заставу, і мережа випадковим чином обирає їх для підтвердження нових транзакцій. Якщо вони підтверджують чесно, отримують нагороди; якщо ж намагаються шахраювати або погано себе вести, втрачають свої заставлені монети через штраф, званий «slashing». Цей підхід є більш енергоефективним, ніж PoW, але базується на припущенні, що валідатори не ризикуватимуть своїми депозитами через недобросовісну поведінку.

Крім механізмів консенсусу, блокчейни рівня 1 вбудовують додаткові рівні безпеки безпосередньо у свій код. Bitcoin вимагає шість окремих підтверджень транзакцій перед завершенням переказу на своєму рівні 1. Мережі PoS реалізують умови «slashing», щоб запобігти неправомірним діям валідаторів. Ці заходи перетворюють блокчейни рівня 1 із просто технічних систем у економічні екосистеми, де чесна участь фінансово заохочується.

Управління пропозицією та економікою транзакцій на рівні 1

Блокчейни рівня 1 не лише обробляють транзакції — вони також контролюють монетарний запас своїх нативних криптовалют. Протокол Bitcoin автоматично зменшує швидкість входу нових BTC у обіг кожні чотири роки, подія, відома як «Halving». Це заплановане зменшення забезпечує дефіцитність і передбачуваність Bitcoin, що є основою його ціннісної пропозиції.

Ethereum використовує інший підхід через динамічну економіку токенів. Його нативний актив, ETH, не має фіксованого максимального запасу. Замість цього, протокол Ethereum автоматично регулює емісію ETH залежно від активності мережі. Після оновлення EIP-1559 у 2021 році протокол знищує (або «спалює») частину транзакційних зборів, створюючи дефляційний механізм, що частково компенсує нове створення токенів.

Блокчейни рівня 1 також встановлюють транзакційні збори, іноді звані «газовими» комісіями. Ці витрати компенсують операторам вузлів за підтримку інфраструктури мережі і запобігають спаму. Структура зборів — чи то фіксована, чи динамічна — визначає, наскільки доступною залишається блокчейн рівня 1 для щоденних користувачів і розробників.

Огляд основних реалізацій блокчейнів рівня 1

Solana (SOL) представляє сучасний підхід до дизайну блокчейна рівня 1. Запущена як «альтернатива Ethereum», Solana оптимізована для швидкості та ефективності, здатна обробляти до 50 000 транзакцій за секунду на своєму рівні 1. Це досягається за рахунок компромісів у децентралізації мережі і іноді призводить до збоїв — ілюструючи напругу між масштабованістю та надійністю.

Bitcoin (BTC), створений у 2009 році псевдонімом Сатоші Накамото, залишається класичним прикладом блокчейна рівня 1. Його механізм PoW ставить безпеку і децентралізацію вище за швидкість транзакцій, обробляючи приблизно 7 транзакцій за секунду. Дизайн Bitcoin рівня 1 довго доводив свою надійність у понад 15 років роботи.

Litecoin (LTC) запущений як «швидший Bitcoin», використовує той самий механізм PoW, але з частішим створенням блоків. Як блокчейн рівня 1, Litecoin демонструє, як незначні модифікації протоколу можуть створювати цілком окремі криптовалюти з різними характеристиками.

Ethereum (ETH) починав як блокчейн рівня 1 на основі PoW у 2015 році, а у 2022 році перейшов на PoS через подію «The Merge». Окрім обробки транзакцій, протокол Ethereum дозволяє стороннім розробникам створювати децентралізовані додатки (dApps) безпосередньо у мережі, створюючи цілі екосистеми проектів, що залежать від безпеки Ethereum рівня 1.

Cardano (ADA) — це приклад академічного підходу до дизайну блокчейна рівня 1. Заснована Чарльзом Хоскінсоном, колишнім розробником Ethereum, Cardano наголошує на рецензованих дослідженнях і формальній верифікації перед оновленнями протоколу. Як і Ethereum, вона відкриває зовнішнім розробникам можливість створювати на її базі.

Внутрішні обмеження архітектури блокчейна рівня 1

Попри їхню важливість, блокчейни рівня 1 стикаються з фундаментальними обмеженнями, закладеними у їхній дизайн. Найбільша проблема — так званий «трилемма блокчейна», яку назвав Віталік Бутерін — спостереження, що існуючі блокчейни рівня 1 не можуть одночасно максимально досягти децентралізації, безпеки та масштабованості. Зазвичай розробники змушені жертвувати одним атрибутом, щоб покращити інші.

Bitcoin ставить безпеку і децентралізацію вище за швидкість транзакцій, обробляючи їх повільно і дорого. Solana максимізує пропускну здатність, але має менше валідаторів, зосереджуючи контроль. Ethereum намагається знайти компроміс, але не може досягти швидкості Solana або гарантій безпеки Bitcoin.

Інша обмеженість — це проблеми сумісності: блокчейни рівня 1 — це ізольовані екосистеми. Кожен працює за своїми стандартами кодування та моделями безпеки. Перенесення активів між різними блокчейнами рівня 1 ускладнене, часто вимагає централізованих посередників або ризикованих механізмів обгортання токенів. Ця «проблема сумісності» породила проекти, такі як Cosmos і Polkadot, які спеціально спрямовані на міжланцюгову комунікацію.

Негнучкість коду рівня 1 також стримує інновації. Зміни протоколу вимагають широкого консенсусу серед операторів вузлів, що робить оновлення повільними і суперечливими. Ця обережність забезпечує безпеку, але може здаватися обмежувальною для розробників, які прагнуть швидко впроваджувати нові ідеї.

Блокчейни рівня 1 проти рішення рівня 2: розрізнення інфраструктурних шарів

У перші роки криптовалют не існувало різниці між блокчейнами рівня 1 і протоколами вищого рівня — всі блокчейни виконували однакові функції. Однак, коли розробники почали створювати нові криптовалюти та додатки поверх існуючих ланцюгів, термінологія змінилася. Протоколи рівня 2 (L2) з’явилися як системи, що зменшують обчислювальні навантаження на блокчейни рівня 1, зберігаючи їхню безпеку.

Рішення L2, такі як Arbitrum, Optimism і Polygon, розташовані поверх Ethereum рівня 1, обробляючи транзакції швидше і дешевше, а потім періодично підтверджують зібрані транзакції на основному мережевому рівні Ethereum. Користувачі переводять свої активи на ці мережі L2, швидко здійснюють кілька транзакцій і потім завершують свою діяльність на Ethereum рівня 1.

Важливою різницею є між монетами — нативними активами, випущеними блокчейнами рівня 1, — і токенами, які існують лише у системах L2 або інших додатках, побудованих на базі рівня 1. MATIC (токен Polygon), ARB (токен Arbitrum) і OP (токен Optimism) — це токени рівня 2, тоді як BTC і ETH — це монети блокчейнів рівня 1.

Чому блокчейни рівня 1 важливі для майбутнього крипто

Розуміння архітектури блокчейнів рівня 1 є необхідним для будь-кого, хто серйозно цікавиться криптовалютами. Ці базові протоколи визначають можливості та обмеження всього, що будується поверх них. Чи то дослідження монетарних властивостей Bitcoin, чи платформи для застосунків Ethereum, чи нових альтернатив, таких як Solana і Cardano, — рівень 1 залишається ключовою точкою початку для технічного розуміння і інвестиційного аналізу. Постійна дискусія про масштабованість, безпеку і децентралізацію рівня 1 продовжить формувати ландшафт криптовалют на багато років уперед.