Блокчейн-ієрархічна система: як рівні L0, L1, L2, L3 спільно вирішують проблему масштабованості

З blockchain з моменту свого виникнення стикається з ключовою проблемою: як підвищити пропускну здатність транзакцій, зберігаючи при цьому безпеку та децентралізацію? За понад десять років розвитку у галузі поступово сформувалася багаторівнева архітектура — за допомогою протоколів різних рівнів L0, L1, L2, L3, від базової мережі до екосистеми додатків, кожен виконує свою функцію, спільно створюючи ефективну та функціональну блокчейн-екосистему.

Рівень L0: базова мережа блокчейну

L0 — це основа всієї системи, вона не належить жодному окремому блокчейну, а забезпечує комунікаційну інфраструктуру для всіх блокчейнів. Можна уявити її як рівень протоколів зв’язку глобального Інтернету — вона відповідає за передачу, збереження та верифікацію даних у мережі, забезпечуючи безпечну доставку інформації від одного вузла до іншого без її підробки або перехоплення.

Рівень L0 також реалізує міжланцюгову взаємодію, що дозволяє різним блокчейнам спілкуватися та взаємодіяти, а не існувати ізольовано. Типові застосунки L0 включають IPFS (розподілена файлову систему), Filecoin (децентралізована мережа зберігання), протоколи шифрування TLS і HTTPS.

Рівень L1: межа продуктивності основного ланцюга

L1 — це ядро та основа системи блокчейн, до нього належать Bitcoin та Ethereum. Цей рівень покращує сам протокол блокчейну — шляхом налаштування механізмів консенсусу, розміру блоків, часу створення блоків та інших параметрів — для підвищення пропускної здатності та обробки транзакцій.

Bitcoin використовує Proof of Work (PoW), що забезпечує високий рівень безпеки, але має низьку швидкість; Ethereum пройшов етап переходу від PoW до Proof of Stake (PoS), балансуючи безпеку та ефективність; BSC застосовує механізм консенсусу PoSA (Proof of Stake Authority), що дозволяє коротший час створення блоків і нижчі комісії; Avalanche базується на механізмі Snowball Consensus, забезпечуючи швидшу обробку транзакцій та кращу масштабованість. Хоча L1 постійно оптимізується, він стикається з фундаментальною проблемою — підвищення продуктивності часто йде на шкоду децентралізації.

Рівень L2: розширення поза ланцюгом — інноваційний прорив

Якщо L1 — це робота над основним ланцюгом, то L2 відкриває новий підхід: не змінюючи правила основного ланцюга, переносити обробку транзакцій «поза» основним ланцюгом, а потім періодично передавати результати назад. Це схоже на створення швидкого каналу, що зменшує навантаження на головну дорогу, перенаправляючи частину трафіку на спеціальні смуги, що підвищує загальну ефективність і зберігає безпеку основного ланцюга.

Основні рішення L2 для масштабування включають:

Стейт-канали — створення незалежних транзакційних каналів поза ланцюгом, учасники яких можуть швидко завершувати транзакції, взаємодіючи з основним ланцюгом лише при відкритті та закритті. Приклад — Lightning Network для Bitcoin, що реалізує миттєві платежі.

Sidechains — паралельний ланцюг, підключений до основного, що може обробляти транзакції незалежно і періодично синхронізувати дані з основним ланцюгом. Це підвищує продуктивність, але безпека sidechain залежить від її механізмів верифікації.

Optimistic Rollup — припускає, що всі позаланцюгові транзакції є валідними, окрім випадків оскарження з доказами шахрайства. Ця технологія має високу сумісність і підтримує існуючі смарт-контракти.

ZkRollup — використовує технології нульових знань для підтвердження валідності всіх транзакцій, забезпечуючи високий рівень приватності та ефективності. Це один із найперспективніших L2-рішень, хоча його реалізація є складною та дорогою.

Загалом, переваги L2 — швидкість транзакцій (від секунд до мілісекунд), низькі витрати (зменшення понад 90%), гнучкість (підтримка складних операцій). Саме тому сучасні рішення Layer 2 вже обробляють значну частину транзакцій у екосистемі Ethereum.

Рівень L3: сцена розквіту додатків

L3 — це не протокол, а рівень застосунків. Він базується на L0-L2 і надає користувачам різноманітні сервіси — це найпряміший контакт користувача з блокчейном.

На L3 працюють децентралізовані додатки (DApps), включаючи DeFi (кредитування, торгівля, деривативи), NFT (цифрове мистецтво, ігрові активи, колекційні предмети), соціальні мережі тощо. Рівень L3 визначає реальну цінність і масштаб користувацької бази блокчейну. Технології приватності також здебільшого реалізуються саме на цьому рівні — через міксери, приватні токени та інші механізми.

Як співпраця чотирьох рівнів змінює майбутнє блокчейну

L0 забезпечує стабільність мережі, L1 — безпеку основного ланцюга, L2 — розкриває потенціал масштабування, L3 — формує екосистему застосунків. Ця багаторівнева структура дозволяє блокчейну не бути вибором «або-або» (швидкість чи безпека), а досягати компромісу через розподіл функцій.

З появою L2 кардинально змінився ландшафт Ethereum та інших основних ланцюгів. Завдяки L2 масштабуванню, малі транзакції з низькими комісіями, які раніше були недоступні через високі витрати, тепер можуть здійснюватися масово. Це сприяє розширенню меж DeFi та NFT. Саме тому дедалі більше розробників і користувачів звертають увагу на рішення L2, такі як Optimistic Rollup і ZkRollup.

Майбутнє блокчейну — не в окремих проривах одного рівня, а у гармонійному розвитку всієї багаторівневої системи. Кожен рівень намагається подолати свої обмеження, а їхня узгоджена робота поступово реалізує масштабоване застосування технологій блокчейну.