2025 Обов'язкове для новачків у Криптоактивах: Що таке Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2?

Останні події в 2025 році

У 2025 році архітектура блокчейн-структури значно еволюціонувала завдяки новим досягненням у рішеннях Рівня 0, Рівня 1 та Рівня 2:

• Інтеграція Рівня 0: Основні інфраструктурні протоколи, такі як Polkadot і Cosmos, досягли безперешкодної інтероперабельності між гетерогенними блокчейнами, з понад 200 парачейнами, які зараз працюють у різних екосистемах.

• Рівень 1 Ефективність: Ethereum успішно завершив оновлення Surge, збільшивши пропускну здатність транзакцій у 100 разів, зберігаючи принципи децентралізації.

• Рівень 2 Зрілість: Технологія Rollup стала стандартизованою, ZK-rollups обробляють 85% транзакцій Ethereum, а витрати зменшилися на 98% в порівнянні з рівнями 2023 року.

Ринок позитивно відреагував на ці розробки:

Рішення між шарами стали галузевим стандартом, що дозволяє додаткам безперешкодно працювати на кількох шарах. Дані платформи показують, що користувачі мігрують до інтегрованих рішень, які використовують безпеку Рівня 1 і переваги продуктивності Рівня 2.

Виклик неможливого трикутника перевершив теоретичні обговорення, з практичними реалізаціями, які демонструють безпрецедентний баланс між безпекою, децентралізацією та масштабованістю завдяки гібридному підходу, який поєднує переваги різних рівнів.

Обов’язкове читання для новачків у світі криптоактивів: Що таке Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2

[TL; DR]

1. Блокчейн має шестирівневу архітектуру: рівень даних, рівень мережі, рівень консенсусу, рівень стимулів, рівень контрактів та рівень застосунків.
2. Дані рівень і мережевий рівень є фундаментальною архітектурою блокчейну, і вони також є найнижчим рівнем всієї системи блокчейн.
3. На базовій архітектурі, рівень консенсусу, рівень стимулів, рівень контрактів та рівень додатків разом становлять протокольну частину блокчейну.
4. Рівень 0, також відомий як шар передачі даних, відповідає нижньому рівню моделі OSI і в основному стосується питань інтеграції між блокчейном і традиційними мережами.
5. Рішення для масштабування Рівня 1, також відомі як масштабування на ланцюзі, відносяться до рішень для масштабування, реалізованих на базовому протоколі блокчейну.
6. Рішення для масштабування Рівня 2, також відомі як масштабування поза мережею, відносяться до збільшення швидкості обробки транзакцій за допомогою таких методів, як канали стану та бічні ланцюги, без зміни основного протоколу блокчейну та основних правил.

У новинах про криптоактиви безумовно часто згадуються терміни масштабованість, Рівень 0/1/2. Тож що таке Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2 блокчейну, і які різні характеристики та використання цих трьох рівнів?

Починаючи з шести-шарового архітектури блокчейну

У січні 2009 року таємничий гік Сатоші Накамото згенерував блок Біткоїн на сервері, розташованому в Гельсінкі. Наразі Біткоїн еволюціонував у величезну систему з десятками тисяч вузлів по всьому світу та загальною ринковою вартістю, що перевищує 1 трильйон доларів. Біткоїн ідеально вирішує проблему представлення вартості в цифровому світі та приніс технологію блокчейн людству. Якщо ми уважно проаналізуємо структуру системи Біткоїн, її можна розділити на п’ять шарів на основі функціональності: шар даних, мережевий шар, шар консенсусу, стимулюючий шар та шар застосувань. Надалі, Ефіріум, який швидко здобув популярність завдяки смарт-контрактам, встановив нову парадигму для систем блокчейн, додавши шар контрактів між стимулюючим шаром та шаром застосувань. Давайте пояснимо це детально знизу вгору.

Дані рівень та мережевий рівень є фундаментальною архітектурою блокчейну, і вони також є найнижчим рівнем у всій системі блокчейн.

Рівень даних включає в себе структури даних кожного блоку, такі як дерево Меркла, а також спосіб, яким різні блоки з’єднуються один з одним, щоб утворити ланцюг. Крім того, Рівень даних також складається з алгоритмів хешування та асиметричного шифрування, які використовуються для забезпечення незмінності блокчейну. Рівень даних блокчейну можна розглядати як базу даних з розподільчими характеристиками та незмінністю. Цю розподілену базу даних потрібно підтримувати колективно всіма вузлами системи, що призводить до мережевого шару блокчейну.

Мережевий рівень (Network Layer) описує величезну P2P мережу, складену з усіх вузлів у блокчейні. У цій розподіленій, точка-точка мережі, як тільки вузол створює новий блок, він передає інформацію кільком сусіднім вузлам через механізм трансляції (Transmission Mechanism). Інші вузли, завершивши перевірку блоку (Authentication Mechanism), ще раз передадуть дані іншим вузлам. Врешті-решт, після того як більшість вузлів у всій системі завершать перевірку блоку, блок офіційно буде підключений до блокчейну.

На основі базової архітектури консенсусний шар, шар стимулів, шар контрактів і прикладний шар разом формують протокольну частину блокчейну.

Рівень консенсусу в основному включає алгоритми механізму консенсусу блокчейну. У мережі блокчейн багато вузлів, які спочатку не були пов’язані, досягають єдності через алгоритми консенсусу, підтримуючи узгодженість рівня даних. Наразі найбільш поширеними механізмами консенсусу є Доказ роботи (PoW), що використовується Bitcoin, та Доказ частки (PoS), що використовується Ethereum 2.0. EOS Делегований доказ стейку (DeleGated Proof of Stake,
DPoS), що використовується тощо. Механізм консенсусу є однією з основних інновацій технології блокчейн, що має значний вплив на безпеку системи та операційну ефективність. Крім того, алгоритми консенсусу також є основним засобом управління спільнотою в блокчейн.

Слой Актюатора переважно включає механізм емісії та механізм розподілу блокчейну. Через дизайн механізму стимулювання вузли в системі добровільно підтримуватимуть безпеку всього блочнезалежної мережі. Наприклад, у механізмі Bitcoin PoW нововипущені біткоїни розподіляються між майнерами пакувальних вузлів. Консенсус досягається способом, який близький до “чим більше працюєш, тим більше заробляєш”; вузли з більшою обчислювальною потужністю мають більшу ймовірність успішно пакувати блоки і, таким чином, отримувати право на облік. У деяких механізмах стимулювання вузли, які зловживають своєю владою, також можуть бути покарані системою.

Біткойн креативно інтегрує економічні механізми стимулювання в алгоритми, дозволяючи майнерам змагатися за права обліку через обчислювальну потужність. Це не тільки підтримує транзакційну систему, але й випускає нові токени, які потім розподіляються як стимули для майнерів, формуючи таким чином стабільну та безпечну закриту петлю. У цьому процесі функціональність Біткойна як електронних грошей також реалізується. Давайте продовжимо рухатися до верхнього рівня.

Шар контрактів в основному включає різні скриптові коди, алгоритми та смарт-контракти, і він є фундаментом для реалізації багатьох розширених функцій у блокчейні. У блокчейні він дійсно реалізує так званий “код є законом”; як тільки алгоритм контракту активується, він неминуче працюватиме відповідно до початкових налаштувань без будь-якого втручання або просування з боку третіх осіб. Крім того, завдяки тьюрінговій повноті смарт-контрактів, шар контрактів також має програмованість, що надає всій мережі блокчейн природу, схожу на віртуальну машину.

Шар застосування є верхнім шаром усієї системи блокчейн, що охоплює різні сценарії застосування цього блокчейну. Для блокчейну Bitcoin повна емісія, передача та облікові функції електронної грошової системи Bitcoin становлять його “Шар застосування”; тоді як для програмованого блокчейну, такого як Ethereum, багато розширених функцій та численні DApps разом формують його шар застосування.

Рівень 0, Рівень 1 та Рівень 2

Шість рівнів блокчейн-системи тісно пов’язані між собою у структурі, колективно реалізуючи функції блокчейну. Повертаючись до питання масштабованості, згаданого на початку цієї статті, індустрія зазвичай посилається на Модель відкритої взаємодії (OSI) у сфері комунікацій, перерозподіляючи шість рівнів блокчейн-системи на три рівні, а саме Рівень 0, Рівень 1 і Рівень 2, знизу вгору.

Серед них, Рівень 0, також відомий як шар передачі даних, відповідає нижньому рівню моделі OSI і в основному стосується питань інтеграції між блокчейном і традиційними мережами. Відповідні рішення для розширення Рівня 0 стосуються рішень для підвищення продуктивності, які не змінюють структуру блокчейну і зберігають його оригінальні екологічні правила. Оскільки це не впливає на сам блокчейн, рішення для розширення Рівня 0 мають високу універсальність. Водночас рішення для розширення Рівня 0 також сумісні з Рівнем 1⁄2 рішення з розширення, спільно працюючи над експоненційним покращенням продуктивності блокчейн-мереж. У базових мережевих протоколах все ще існує багато питань, пов’язаних з продуктивністю, які варто оптимізувати. Наразі існуючі технології розширення Рівня 0 включають BDN (Розподілена мережа), протокол QUIC UDP тощо.

Крім того, Polkadot часто називають блокчейном Рівень 0. Це пояснюється тим, що основна мережа Polkadot, як релейний ланцюг, лише забезпечує безпеку та взаємодію між різними паралельними ланцюгами. Зверху Polkadot можливо підключати блокчейни Рівень 1, подібні до Ethereum, через слоти, такі як ланцюг Moonbeam, який також підтримує мову Solidity.

Рівень 1 відповідає рівню даних, мережевому рівню, рівню консенсусу та рівню стимулів у шести-рівневій моделі. Для більшості Криптоактивів Рівень 1 є єдиною публічною мережею, і всі розрахунки транзакцій відбуваються на ньому. Рішення для масштабування Рівня 1, також відомі як масштабування на ланцюгу, стосуються рішень для масштабування, реалізованих на базовому протоколі блокчейну. Як правило, це вимагає модифікації вроджених властивостей, таких як ємність блоку, час генерації блоку та механізм консенсусу для підвищення транзакційної спроможності. Зокрема, оновлення розміру блоку Bitcoin збільшує ємність кожного блоку Bitcoin, дозволяючи вміщати більше транзакцій; Bitcoin SegWit зменшує простір, зайнятий середньою окремою транзакцією, що дозволяє кожному блоку містити більшу кількість транзакцій; оновлення до DPoS також може досягти кращої продуктивності за рахунок певної міри децентралізації та безпеки. Проте, через фізичні та економічні обмеження, ефективність масштабування Рівня 1 має свої межі.

Для принципів та обмежень масштабованості Рівня 1, будь ласка, зверніться до нашого попереднього блогу:

Що сказав V God у своїй статті, що виступає проти Маска? Чи може масштабування зробити Dogecoin “валютою народу”?

Рівень 2 відповідає шарові контрактів та шарові додатків блокчейну. Рішення для масштабування Рівня 2, також відомі як рішення для масштабування поза ланцюгом, мають на меті покращення швидкості обробки транзакцій без зміни основних протоколів і базових правил блокчейну, за допомогою таких рішень, як канали стану та бічні ланцюги. Рівень 2 розширюється зовні до основного ланцюга і має доповнюючі відносини з Рівнем 1; тобто, Рівень 2 є інфраструктурою, побудованою на основі основного блокчейну, що забезпечує кращу масштабованість, зручність використання та конфіденційність для блокчейну. У порівнянні з Рівнем 1, який прагне до безпеки та децентралізації, Рівень 2 має на меті максимальну ефективність і продуктивність. Наразі загальновідомими рішеннями Рівня 2 є бічний ланцюг, Плазма, канали стану та Роллап.

Для загальних рішень Рівня 2 на Ethereum, будь ласка, зверніться до нашого попереднього блогу: Як грати з Ethereum Рівень 2? Зрозумійте масштабування Ethereum в одній статті.

Висновок

З моменту швидкого розвитку Біткойна та Ефіру проблема недостатньої продуктивності завжди була темною хмарою, що нависла над відомими публічними ланцюгами. Як розірвати “неможливий трикутник” і досягти оптимального рішення між масштабованістю, децентралізацією та безпекою також вважається “Святим Граалем” у сфері блокчейну.

У наступних статтях ми спеціально представимо різні рішення для розширення блокчейну, відстежуючи передові тенденції в індустрії та повідомляючи про останні досягнення в технології масштабування. Залишайтеся на зв’язку.