Розуміння блокчейнів рівня 1: основа сучасної криптовалюти

Коли у 2009 році запустили Bitcoin, він представив революційну концепцію: децентралізовану систему, в якій транзакції можна перевіряти без центрального органу. Але що зробило це можливим, — це не лише ідея децентралізації, а й базова інфраструктура блокчейну рівня 1, яка забезпечувала цю концепцію. Сьогодні блокчейни рівня 1 залишаються наріжним каменем криптовалютної екосистеми, слугуючи безпечним фундаментом, на якому функціонують мільярди доларів цифрових активів.

Що саме таке блокчейн рівня 1?

За своєю суттю, блокчейн рівня 1 — це основний протокол, який керує операціями криптовалюти з нуля. Це децентралізовані програмні системи, що виступають як і за встановлення правил, і за їх дотримання, встановлюючи стандарти, яких мають дотримуватися всі учасники мережі. Вузли — або комп’ютери — що працюють у мережі рівня 1, повинні відповідати її специфікаціям для безпечної обробки транзакцій і збереження цілісності реєстру.

Уявіть блокчейн рівня 1 як правила гри для криптовалюти. Усі деталі про те, як працює система — від перевірки транзакцій до структур комісій і випуску токенів — закодовані у її коді. Саме тому розробники часто використовують терміни «мейннет» і рівень 1 як синоніми: мейннет — це повна, незалежна система блокчейну з усіма необхідними механізмами.

Як різні криптовалюти реалізують технології рівня 1

Bitcoin започаткував модель рівня 1, використовуючи доказ роботи (PoW) як механізм консенсусу. У цій системі вузли змагаються кожні десять хвилин у розв’язанні складних математичних задач, і переможець отримує право додавати нові транзакції до блокчейну та отримувати новостворені BTC у нагороду. Цей енергомісткий підхід став пріоритетом для безпеки та децентралізації.

Ethereum спершу йшов тим самим шляхом, але після оновлення 2022 року, відомого як Merge, перейшов на доказ ставки (PoS). За цим механізмом валідатори блокують свою криптовалюту у мережі, щоб мати шанс пропонувати блоки, що робить систему значно більш енергоефективною, ніж PoW. Інші блокчейни рівня 1, такі як Solana, Cardano і Litecoin, розробили свої підходи: Solana оптимізована для швидкості транзакцій (до 50 000 транзакцій за секунду), а Cardano наголошує на рецензованих дослідженнях і академічній строгості.

Механізми безпеки та економічні стимули у системах рівня 1

Блокчейни рівня 1 використовують кілька рівнів безпеки для запобігання шахрайству і підтримки довіри. Окрім основних алгоритмів консенсусу, багато мереж впроваджують додаткові засоби захисту. Ethereum і інші системи на основі PoS, наприклад, використовують «шлішінг» — механізм, що автоматично карає валідаторів, які погано себе ведуть або не виконують свої обов’язки, вилучаючи частину їхнього застейканого криптовалютного активу. Bitcoin, натомість, вимагає шість окремих підтверджень транзакцій, щоб вважати переказ завершеним і незмінним.

Економічна структура блокчейну рівня 1 також регулює пропозицію і розподіл токенів. Bitcoin автоматично зменшує кількість новостворених BTC кожні чотири роки, створюючи передбачувану модель дефіциту. Ethereum застосував інший підхід: після оновлення EIP-1559 у 2021 році частина кожної транзакційної комісії згоряє, динамічно балансуючи пропозицію токенів залежно від активності мережі. Ці механізми є цілком саморобними і керуються самим протоколом рівня 1 без зовнішнього втручання.

Провідні гравці рівня 1: Bitcoin, Ethereum і не лише

Bitcoin залишається еталоном блокчейнів рівня 1, зберігаючи свою позицію найбільшої криптовалюти за ринковою капіталізацією, незважаючи на досить базовий набір функцій. Його механізм PoW ставить безпеку і децентралізацію вище за швидкість транзакцій.

Ethereum, навпаки, відкрив двері для децентралізованих додатків (dApps), побудованих на його протоколі рівня 1. Це дозволило стороннім розробникам створювати цілу екосистему сервісів — від протоколів децентралізованих фінансів (DeFi) до маркетплейсів NFT, що використовують безпеку і базову аудиторію Ethereum.

Solana стала «конкурентом Ethereum», пропонуючи схожі можливості, але з явними перевагами: швидшими підтвердженнями транзакцій і значно нижчими комісіями. Cardano, заснована колишнім розробником Ethereum Чарльзом Хоскінсоном, обрала більш методичний підхід, наголошуючи на рецензованих дослідженнях і поступових оновленнях. Litecoin, хоч і менш згадуваний останнім часом, зайняв свою нішу як швидша і дешевша альтернатива Bitcoin для peer-to-peer платежів.

Трилема масштабованості: чому блокчейни рівня 1 стикаються з проблемами зростання

Незважаючи на свою критичну важливість, блокчейни рівня 1 стикаються з внутрішнім конфліктом, який відомий як «трилема блокчейну», — цю концепцію вперше озвучив співзасновник Ethereum Віталік Бутерін. Вона стверджує, що протоколи рівня 1 повинні робити жертви між трьома пріоритетами: децентралізацією, безпекою і масштабованістю. Максимізація всіх трьох одночасно здається неможливою з сучасними технологіями.

Блокчейн рівня 1 має бути навмисно жорстким у своєму коді, щоб кожен вузол дотримувався однакових правил. Це забезпечує передбачуваність і безпеку, але обмежує гнучкість і інновації. Bitcoin і Ethereum, попри свою домінуючу позицію, обробляють транзакції повільніше, ніж централізовані системи — це фундаментальний обмежувач, закладений у їхній дизайн.

Щоб вирішити проблему масштабованості без порушення основних принципів рівня 1, розробники досліджують рішення на кшталт «шардингу» — розбиття блокчейну на менші, більш керовані сегменти даних. Зменшуючи обсяг даних, які має обробляти кожен вузол, шардинг теоретично може збільшити пропускну здатність мережі без шкоди для безпеки.

Інтероперабельність: проблема зв’язку між блокчейнами рівня 1

Ще однією суттєвою проблемою є так званий «проблема інтероперабельності». Кожен блокчейн рівня 1 — це самодостатня система з унікальними технічними стандартами і протоколами. Переміщення активів між різними блокчейнами — наприклад, з Bitcoin до Ethereum або навпаки — залишається технічно складним і ризикованим.

Деякі проєкти зробили інтероперабельність своєю головною місією. Cosmos і Polkadot спеціально створені для забезпечення міжблокчейнової комунікації (IBC), що дозволяє різним мережам взаємодіяти більш безшовно. Ці рішення становлять новий клас інфраструктури, спрямованої на з’єднання ізольованих світів окремих протоколів рівня 1.

Виникнення Layer 2: побудова поверх основи рівня 1

Оскільки блокчейни рівня 1 довели свою корисність, але показали обмеження у масштабованості, розробники створили новий клас рішень — протоколи рівня 2 (L2). Це вторинні системи, що працюють поверх уже існуючих блокчейнів рівня 1, успадковуючи їхню безпеку, але пропонуючи підвищену функціональність або продуктивність.

Ethereum став головним бенефіціаром цієї тенденції. Протоколи, такі як Arbitrum, Optimism і Polygon, працюють «нагорі» рівня 1 Ethereum, дозволяючи користувачам виконувати транзакції значно швидше і з меншими витратами. Коли ви використовуєте ці рішення, ви тимчасово переносите свої активи до мережі L2, користуєтеся її сервісами і повертаєтеся до основної мережі Ethereum, коли завершите.

Ця багаторівнева архітектура ввела нову термінологію: монети і токени. Монети, такі як Bitcoin і Ethereum, є основними активами своїх протоколів рівня 1 — це рідні активи системи. Токени, натомість, існують як вторинні активи поверх блокчейнів рівня 1. Polygon’s MATIC, Arbitrum’s ARB і Optimism’s OP — це всі токени рівня 2, що забезпечують управління і стимули у своїх екосистемах.

Чому блокчейни рівня 1 залишаються необхідними

Незважаючи на появу рішень рівня 2, блокчейни рівня 1 не втратили актуальності — навпаки, вони стали ще важливішими. Кожна мережа рівня 2 залежить від свого базового блокчейну рівня 1 для гарантій безпеки і остаточного врегулювання транзакцій. Зі зростанням криптоекосистеми значущість інфраструктури рівня 1 як основи всього блокчейн-активності лише зросла.

Різноманітність блокчейнів рівня 1 — від стриманої моделі безпеки Bitcoin, до гнучкої платформи Ethereum, швидкісної Solana, дослідницького підходу Cardano і швидкої дешевої альтернативи Bitcoin — відображає постійні експерименти щодо оптимізації децентралізованих систем. Кожен із них робить різні компроміси і виконує різні функції у ширшій криптовалютній екосистемі. Розуміння блокчейнів рівня 1 є фундаментальним для розуміння того, як функціонує і розвивається вся криптовалютна сфера.