Сетевые протоколы Layer 0: инфраструктурная революция, стоящая за масштабируемостью блокчейна

Проблема, которую решает слой-0

Bitcoin и Ethereum обрабатывают транзакции непосредственно в своих сетях — это простой подход, но он создает критическую узкую часть. По мере того как все больше пользователей конкурируют за место в блоке, сборы растут, а время подтверждения увеличивается. Традиционные блокчейны уровня-1 достигают жесткого потолка: они не могут обрабатывать достаточно транзакций для поддержки глобальных финансов.

Здесь на сцену выходит инфраструктура криптовалюты слоя-0. Сети слоя-0 работают под уровнем блокчейна уровня-1, обеспечивая базовую архитектуру, которая позволяет более высоким слоям функционировать в масштабах. Можно представить это как невидимую сантехнику, которая делает работу всей системы возможной.

Понимание архитектуры слоя-0

Слой-0 выступает в роли основания стека блокчейна. Он занимается передачей необработанных данных, оптимизацией консенсуса и сетевым взаимодействием — незаметной, но важной работой, от которой зависят блокчейны уровня-1.

В отличие от систем уровня-1, которые выполняют смарт-контракты иSettlements транзакции напрямую, протоколы криптовалюты слоя-0 сосредоточены на трех основных функциях:

Оптимизация данных: Сети слоя-0 упрощают передачу информации между различными уровнями блокчейна. Уменьшая задержки и дублирование, они устраняют перегрузки до того, как они станут проблемой для уровня-1.

Инновации в консенсусе: Вместо того чтобы полагаться только на Proof of Work или Proof of Stake, слой-0 может внедрять гибридные или новые механизмы консенсуса, специально разработанные для высокой пропускной способности и безопасности одновременно.

Межцепочечная связь: Инфраструктура слоя-0 позволяет разным блокчейнам взаимодействовать и передавать ценность без необходимости использования традиционных мостовых контрактов. Активы движутся между экосистемами нативно.

Как слой-0 достигает масштабируемости

Преимущества масштабируемости достигаются благодаря трем технологическим прорывам:

Архитектура шардирования: Сети слоя-0 делят валидаторов и обработку транзакций на параллельные группы (шарды). Вместо одного блокчейна, обрабатывающего транзакции последовательно, несколько шардов работают одновременно. Если традиционная сеть может обрабатывать 15 транзакций в секунду, то шардированная система слой-0 может умножить этот показатель на количество активных шардов.

Оптимизированные уровни консенсуса: Протоколы слоя-0 заменяют ресурсоемкий консенсус легкими альтернативами. Proof of History, Effective Proof-of-Stake и другие механизмы снижают нагрузку на валидацию, освобождая ресурсы сети для обработки транзакций.

Эффективная межслойная коммуникация: Слой-0 стандартизирует взаимодействие между сетями уровня-1 и уровня-2. Это уменьшает коммуникационные задержки, которые обычно вызывают задержки.

Слой-0 vs. слой-1 vs. слой-2: Полная картина

Слой-0: Обеспечивает сетевую инфраструктуру, оптимизирует передачу данных, обеспечивает межцепочечную связь. Примеры: Avalanche, Solana, Harmony, NEAR Protocol. Основное внимание уделяется базовой пропускной способности.

Слой-1: Обрабатывает транзакции и смарт-контракты непосредственно в цепочке. Bitcoin и Ethereum — доминирующие сети уровня-1. Они защищены механизмами консенсуса и являются основным уровнем расчетов.

Слой-2: Строится на базе слоя-1 для повышения масштабируемости. Lightning Network для Bitcoin и Arbitrum для Ethereum обрабатывают транзакции вне цепочки или партиями, а затем периодически рассчитываются на уровне-1. Решения слоя-2 наследуют безопасность уровня-1, но добавляют скорость.

Отношения иерархические: слой-0 создает фундамент, слой-1 использует этот фундамент для создания надежного реестра, а слой-2 добавляет дополнительную эффективность сверху.

Реальные сценарии использования блокчейнов слоя-0

Инфраструктура DeFi уровня предприятия

Сети слоя-0 предоставляют настраиваемые среды для высокочастотной торговли, платформ деривативов и протоколов ликвидности. Проекты, строящиеся на платформах слой-0, могут настраивать скорости транзакций, набор валидаторов и экономические модели без компромиссов.

Бесшовные мульти-блокчейн-приложения

Приложения, требующие у пользователей активов в нескольких экосистемах, больше не нуждаются в обернутых токенах или сторонних мостах. Инфраструктура слоя-0 позволяет нативные передачи активов и атомарные расчеты между разными цепочками.

Специализированные блокчейны для конкретных приложений

Разработчики могут запускать собственные блокчейны, настроенные под конкретные задачи — игровые сети с индивидуальной финализацией, цепочки поставок с встроенным соблюдением требований или IoT-сети с минимальными накладными расходами.

Анализ ведущих протоколов криптовалюты слоя-0

Solana: чемпион скорости

Solana реализует Proof of History (PoH), инновацию в области консенсуса, которая ставит временные метки на все транзакции перед их попаданием в блокчейн. В сочетании с Tower BFT валидацией это позволяет Solana обрабатывать более 65 000 транзакций в секунду.

Сеть поддерживает сверхнизкие сборы (доли цента) и подтверждение менее секунды, что делает ее привлекательной для приложений с высоким объемом транзакций. Solana поддерживает межцепочечные мосты с Ethereum, Polygon и другими, позволяя разработчикам создавать действительно мультицепочные приложения.

Пропускная способность сети: более 65 000 TPS с потенциалом роста. Стоимость транзакции: менее $0.01 за транзакцию в обычных условиях.

Avalanche: лидер межоперабельности

Протокол консенсуса Avalanche ориентирован на быстрое согласование валидаторов с помощью новой механики на основе gossip. Валидаторы достигают консенсуса по состоянию блокчейна за секунды, а не минуты.

Что отличает Avalanche — это явное внимание к межцепочечной межоперабельности. Мост Avalanche позволяет беспрепятственно передавать активы между субсетями Avalanche и внешними блокчейнами. Разработчики могут создавать несколько специализированных блокчейнов внутри экосистемы Avalanche, каждый с индивидуальными правилами, но все связанные через единую инфраструктуру.

Производительность: тысячи TPS с почти мгновенным финалитетом. Экосистема: более 200 приложений запущены на субсетях Avalanche.

Harmony: правильное шардирование

Harmony использует Effective Proof-of-Stake (EPoS), при котором валидаторы и делегаторы совместно участвуют в проверке блоков. Более того, Harmony реализует шардирование на уровне сети — не только теоретически, но и на практике.

Это означает, что блокчейн действительно делит обработку транзакций между несколькими шардами, каждый из которых валидирует независимо. В результате — тысячи транзакций обрабатываются параллельно.

Harmony также делает упор на межцепочечную коммуникацию, позиционируя себя как инфраструктуру для мульти-блокчейн-приложений.

Производительность: способна обрабатывать тысячи TPS на шард.

NEAR Protocol: опыт разработчика превыше всего

NEAR сочетает Proof of Stake с механизмом sharding “Nightshade”, который динамически делит сеть в зависимости от доступности валидаторов. Сеть автоматически масштабирует шарды вверх или вниз в зависимости от спроса.

Конкурентное преимущество NEAR — это доступность для разработчиков. Использование языков, совместимых с JavaScript (AssemblyScript NEAR), и интуитивная модель аккаунтов делают построение на инфраструктуре слой-0 менее устрашающим.

Финалитет: 1-2 секунды для подтверждения транзакции. Межоперабельность: активная разработка межцепочечной совместимости с мостами к Ethereum и другим сетям.

Будущее инфраструктуры слоя-0

Сети слоя-0 представляют собой фундаментальное переосмысление архитектуры блокчейна. Вместо вопроса “Как масштабировать одну цепочку?” они задают вопрос “Как построить инфраструктуру, которая позволяет неограниченное количество цепочек?”

Ответ заключается в сложных инновациях в области дизайна консенсуса, топологии сети и криптографии. По мере роста внедрения протоколы криптовалюты слоя-0, вероятно, станут такими же фундаментальными для экосистемы блокчейна, как TCP/IP для интернета.

Инфраструктурные слои, поддерживающие технологию блокчейн, развиваются стремительно. Слой-0 представляет собой текущий рубеж, обеспечивающий следующую генерацию скорости, масштабируемости и межоперабельности, которые требуют блокчейн-приложения.