Hva er Layer0, Layer1, Layer2, Layer3 i Blockchain? – Kryptopolitt

Blockchain er en revolusjonerende teknologi som muliggjør sikker og transparent utveksling av data. Den bruker en rekke lag for å lagre og behandle informasjon, som omtales som lag 0-3. Hvert lag har sitt eget formål og funksjon, noe som åpner for et omfattende system som kan håndtere et bredt spekter av transaksjoner.

Blockchain er definert som en distribuert ledger-teknologi (DLT) som muliggjør sikker og pålitelig utveksling av digitale eiendeler mellom to eller flere parter. Det er et unikt system som fungerer som et åpent, desentralisert nettverk for lagring av data på flere datamaskiner samtidig.

Layer1

For å validere og fullføre transaksjoner, er lag 1 basisblokkkjeden som flere andre lag kan bygges på. De kan jobbe uavhengig av andre blokkjeder.

Laget1 kan deles inn i tre segmenter:

1. Datalag - ansvarlig for lagring av alle data relatert til transaksjoner i nettverket. Dette inkluderer ting som transaksjonshistorikk, saldoer, adresser osv. Dette laget hjelper også med å validere hver transaksjon ved å bruke kryptografiske algoritmer (hashing) for å sikre nøyaktighet og sikkerhet.
2. Network Layer- ansvarlig for å håndtere kommunikasjon mellom brukere på blokkjedenettverket. Den er ansvarlig for å kringkaste transaksjoner og andre meldinger på tvers av nettverket, samt verifisere nøyaktigheten og legitimiteten til disse meldingene.
3. Consensus Layer- lar blokkjeden komme til enighet om et sett med regler som alle brukere må følge når de utfører transaksjoner. Den sikrer at alle transaksjoner er gyldige og oppdaterte ved å bruke konsensusalgoritmer som bevis på arbeid, bevis på innsats eller bysantinsk feiltoleranse.
4. Applikasjons-/smartkontraktslaget er der det meste av funksjonaliteten foregår i et blokkjedenettverk. Dette laget inneholder kode (eller smarte kontrakter) som kan brukes til å konstruere applikasjoner som kjører på toppen av blockchain-økosystemet. Disse applikasjonene er i stand til å utføre transaksjoner og lagre data på en sikker, distribuert måte. Ikke alle lag1-protokoller har smart kontraktsfunksjonalitet.

Eksempler på slike nettverk er Bitcoin, Solana, Ethereumog Cardano– som alle har sitt eget opprinnelige token. Dette tokenet brukes i stedet for transaksjonsgebyrer og fungerer som et insentiv for nettverksdeltakere til å bli med i et nettverk.

Selv om disse myntene har forskjellige valører basert på det underliggende prosjektet, forblir formålet deres uendret: å gi en økonomisk støttemekanisme for blokkjedens funksjonalitet.

Layer 1-nettverk har problemer med skalering, da blokkjeden sliter med å behandle antall transaksjoner som nettverket krever. Dette resulterer i at transaksjonsgebyrene øker drastisk.

Blockchain Trilemma, et begrep laget av Vitalik Buterin, blir ofte påberopt mens man diskuterer potensielle løsninger på dette problemet; i hovedsak trenger å balansere desentralisering, sikkerhet og skalerbarhet.

Mange av disse tilnærmingene har sine egne avveininger; som å finansiere supernoder – og dermed kjøpe superdatamaskiner og store servere – for å øke skalerbarheten, men skape en iboende sentralisert blokkjede.

Tilnærminger til å løse blokkjede-trilemmaet:

Øk blokkstørrelsen

Å øke blokkstørrelsen til et lag 1-nettverk kan effektivt behandle flere transaksjoner. Det er imidlertid ikke mulig å opprettholde en uendelig stor blokk siden større blokker betyr lavere transaksjonshastigheter på grunn av økte datakrav og redusert desentralisering. Dette fungerer som en grense for skalerbarhet gjennom blokkstørrelsesøkninger, og begrenser ytelsesøkninger til den potensielle kostnaden av redusert sikkerhet.

Endre konsensusmekanisme

Mens proof-of-work (POW)-mekanismer fortsatt eksisterer, er de mindre bærekraftige og skalerbare enn deres proof-of-stake (POS) motparter. Dette er grunnen til at Ethereum gikk over fra POW til POS; Hensikten er å gi en sikrere og pålitelig konsensusalgoritme som gir bedre resultater når det gjelder skalerbarhet.

Sharding

Sharding er en databasepartisjoneringsteknikk som brukes for å skalere ytelsen til distribuerte databaser. Ved å segmentere og distribuere en blokkjedebok over flere noder, tilbyr sharding forbedret skalerbarhet som øker transaksjonsgjennomstrømningen ettersom flere shards kan behandle transaksjoner parallelt. Dette resulterer i forbedret ytelse og betydelig redusert behandlingstid sammenlignet med den tradisjonelle serielle tilnærmingen.

Ligner på å spise en kake delt i skiver. På denne måten, selv med en økning i datavolum eller en hvilken som helst nettverksoverbelastning, er sharded nettverk mye mer effektive ettersom alle deltakende noder jobber sammen synkront om å behandle transaksjoner.

Layer2

Lag 2-protokoller er bygget på toppen av Layer 1-blokkjeden for å løse problemer med skalerbarheten uten å overbelaste basislaget.

Dette gjøres ved å lage et sekundært rammeverk, referert til som "utenfor kjeden", som gir bedre kommunikasjonsgjennomstrømning og raskere transaksjonstider enn Layer 1 kan støtte.

Ved å bruke Layer 2-protokoller forbedres transaksjonshastighetene og transaksjonsgjennomstrømningen økes, noe som betyr at flere transaksjoner kan behandles på en gang innen en definert tidsperiode. Dette kan være utrolig gunstig når det primære nettverket blir overbelastet og bremser, da det bidrar til å redusere transaksjonsgebyrkostnadene og forbedre den generelle ytelsen.

Her er flere måter Layer2s løser skalerbarhetstrillemaet på:

kanaler

Kanaler gir en Layer 2-løsning som lar brukere inngå flere transaksjoner utenfor kjeden før det rapporteres på basislaget. Dette gir raskere og mer effektive transaksjoner. Det er to typer kanaler: betalingskanaler og statlige kanaler. Betalingskanaler muliggjør bare betalinger, mens statlige kanaler muliggjør mye bredere aktiviteter som de som normalt vil finne sted på blokkjeden, for eksempel å håndtere smarte kontrakter.

Ulempen er at deltakende brukere må være kjent for nettverket, dermed er åpen deltakelse uaktuelt. I tillegg må alle brukere låse opp sine tokens i en multi-sig smart kontrakt før de engasjerer seg med kanalen.

Plasma

Plasma-rammeverket er laget av Joseph Poon og Vitalik Buterin, og bruker smarte kontrakter og numeriske trær for å lage "barnekjeder", som er kopier av den originale blokkjeden - også kjent som "overordnet kjede".

Denne metoden gjør det mulig å overføre transaksjoner fra primærkjeden til barnekjeden, og dermed forbedre transaksjonshastigheten og redusere transaksjonsgebyrer, og fungerer godt med spesifikke tilfeller som digitale lommebøker.

Utviklerne av Plasma har designet den spesifikt for å sikre at ingen bruker kan handle før en bestemt venteperiode er over.

Dette systemet kan imidlertid ikke brukes til å skalere smarte kontrakter med generelle formål.

kjedene

Sidekjeder, som er blokkjeder som opererer parallelt med hovedblokkkjeden eller lag 1, har flere distinkte funksjoner som skiller dem fra klassiske blokkkjeder. Sidekjeder kommer med sine egne uavhengige blokkjeder, som ofte bruker forskjellige konsensusmekanismer og har forskjellige krav til blokkstørrelse fra lag 1.

Til tross for at sidekjeder har sine egne uavhengige kjeder, kobler de seg fortsatt til lag 1 ved å bruke en delt virtuell maskin. Dette betyr at alle kontrakter eller transaksjoner som kan brukes på lag 1-nettverk også er tilgjengelige for bruk på sidekjeder, og skaper en ekspansiv infrastruktur for interoperabilitet mellom de to typene kjeder.

samle

Rollups oppnår skalering ved å gruppere flere transaksjoner på sidekjeden i en enkelt transaksjon på basislaget og bruke SNARK-er (konsist ikke-interaktivt kunnskapsargument) som kryptografiske bevis.

Mens det er to typer rollups – ZK rollups og Optimistic rollups – ligger forskjellene i deres evne til å flytte mellom lag.

Optimistiske sammendrag bruker en virtuell maskin som muliggjør enklere migrering fra Layer1 til Layer2, mens ZK-sammenrullinger gir avkall på denne funksjonen for større effektivitet og hastighet.

Layer0

Lag 0-protokoller spiller en sentral rolle for å muliggjøre bevegelse av eiendeler, perfeksjonere brukeropplevelsen og redusere hindringene knyttet til interoperabilitet på tvers av kjeder. Disse protokollene gir blokkjedeprosjekter på Layer 1 en effektiv løsning for å motvirke store problemer, for eksempel vanskeligheten med å flytte mellom Layer1-økosystemer.

Det er ikke bare ett design for et sett med Layer0-protokoller; distinkte konsensusmekanismer og blokkparametere kan tas i bruk for differensieringsformål. Noen Layer0-tokens fungerer som et effektivt anti-spam-filter, ved at brukere må satse disse tokenene før de kan få tilgang til tilknyttede økosystemer.

Cosmos er en Layer 0-protokoll, kjent for sin åpen kildekode-verktøypakke, bestående av Tendermint, Cosmos SDK og IBC. Disse tilbudene lar utviklere sømløst konstruere sine egne blokkjedeløsninger innenfor et interoperabelt miljø; den gjensidige arkitekturen gjør det mulig for komponenter å samhandle fritt med hverandre. Denne samarbeidsvisjonen om en virtuell verden har gått i oppfyllelse i Cosmoshood, ettersom den ble kjærlig myntet av sine hengivne tilhengere – slik at blokkjedenettverk kan trives uavhengig, men eksisterer kollektivt, og legemliggjør "Internet of Blockchain".

Et annet vanlig eksempel er Polkadot.

Layer3

Layer 3 er protokollen som driver blokkjedebaserte løsninger. Vanligvis referert til som "applikasjonslaget", gir det instruksjoner for lag 1-protokoller som skal behandles. Dette gjør at dapps, spill, distribuert lagring og andre applikasjoner bygget på toppen av en blockchain-plattform kan fungere ordentlig.

Uten disse applikasjonene ville lag 1-protokoller alene vært ganske begrenset i nytte; Lag 3 er avgjørende for å låse opp kraften deres.

Lag 4?

Layer4 eksisterer ikke, lagene som diskuteres omtales som de fire lagene av blokkjede, men dette er fordi vi begynner å telle fra 0 i programmeringsverdenen.

konklusjonen

Skalerbarheten til blokkjedenettverk er svært avhengig av deres arkitektur og teknologistabelen de bruker. Hvert lag i et nettverk tjener et viktig formål med å tillate større gjennomstrømning og interoperabilitet med andre blokkkjeder. Layer 1-protokoller danner basislaget eller hovedblokkjeden, mens sidechains, rollups og Layer 0-protokoller gir ekstra støtte for skalering.

Lag 3-protokoller gir instruksjoner som lar brukere få tilgang til applikasjoner bygget på toppen av hele systemet. Sammen bidrar disse elementene til å skape en kraftig tillitsløs infrastruktur som er i stand til å håndtere store transaksjoner sikkert.