2025 Обязательное для новичков в криптоактивах: Что такое Уровень 0, Уровень 1 и Уровень 2?

Последние события в 2025 году

В 2025 году многослойная архитектура блокчейна значительно эволюционировала благодаря новым достижениям в решениях Уровня 0, Уровня 1 и Уровня 2:

• Интеграция Уровня 0: Основные инфраструктурные протоколы, такие как Polkadot и Cosmos, достигли бесшовной совместимости между гетерогенными блокчейнами, с более чем 200 парачейнами, которые теперь функционируют в различных экосистемах.

• Эффективность Уровня 1: Эфириум успешно завершил обновление Surge, увеличив пропускную способность транзакций в 100 раз, сохраняя при этом принципы децентрализации.

• Уровень 2 Зрелость: Технология Rollup стандартизирована, ZK-rollups обрабатывают 85% транзакций Ethereum, а расходы снизились на 98% по сравнению с уровнями 2023 года.

Рынок положительно отреагировал на эти события:

Кросс-уровневые решения стали отраслевым стандартом, позволяя приложениям бесшовно работать на нескольких уровнях. Данные платформы показывают, что пользователи переходят на интегрированные решения, которые используют безопасность Уровня 1 и преимущества производительности Уровня 2.

Челлендж невозможного треугольника превзошел теоретические обсуждения, с практическими реализациями, демонстрирующими беспрецедентный баланс между безопасностью, децентрализацией и масштабируемостью за счет гибридного подхода, который сочетает в себе преимущества различных уровней.

Обязательное чтение для новичков в мире криптоактивов: Что такое Уровень 0, Уровень 1 и Уровень 2

[TL; DR]

1. Блокчейн имеет шестиуровневую архитектуру: уровень данных, уровень сети, уровень консенсуса, уровень стимулов, уровень контрактов и уровень приложений.
2. Данные уровень и сеть уровень являются фундаментальной архитектурой блокчейна, и они также являются самым нижним уровнем всей системы блокчейн.
3. В дополнение к основной архитектуре, уровень консенсуса, уровень стимулов, уровень контрактов и уровень приложений вместе составляют протокольную часть блокчейна.
4. Уровень 0, также известный как уровень передачи данных, соответствует нижнему уровню модели OSI и в основном касается вопросов интеграции между блокчейном и традиционными сетями.
5. Решения для масштабирования Уровня 1, также известные как масштабирование на цепочке, относятся к решениям для масштабирования, реализованным на базовом протоколе блокчейна.
6. Решения для масштабирования Уровня 2, также известные как масштабирование вне цепи, относятся к увеличению скорости обработки транзакций с помощью таких методов, как каналы состояния и сайдчейны, без изменения основного протокола блокчейна и базовых правил.

В новостях о криптоактивах масштабируемость, Уровень 0/1/2 безусловно, являются серией терминов, которые часто упоминаются. Итак, что такое Уровень 0, Уровень 1 и Уровень 2 блокчейна, и какие различные характеристики и применения у этих трех уровней?

Начиная с шестислойной архитектуры блокчейна

В январе 2009 года загадочный гик Сатоши Накамото сгенерировал блок Биткойна на сервере, расположенном в Хельсинки. В настоящее время Биткойн превратился в огромную систему с десятками тысяч узлов по всему миру и общей рыночной стоимостью, превышающей 1 триллион долларов. Биткойн идеально решает проблему представления ценности в цифровом мире и принес блокчейн-технологию человечеству. Если мы внимательно проанализируем структуру системы Биткойн, ее можно разделить на пять уровней в зависимости от функциональности: уровень данных, уровень сети, уровень консенсуса, уровень стимулов и уровень приложений. Впоследствии Эфириум, который быстро стал известным благодаря смарт-контрактам, установил новую парадигму для блокчейн-систем, добавив уровень контрактов между уровнем стимулов и уровнем приложений. Позвольте объяснить это подробно, начиная с низа.

Слой данных и сетевой слой являются основой архитектуры блокчейна, и они также являются самым низким уровнем всей системы блокчейна.

Слой данных включает в себя структуры данных каждого блока, такие как дерево Меркла, а также то, как разные блоки соединены друг с другом, образуя цепь. Кроме того, слой данных также включает алгоритмы хеширования и асимметричного шифрования, используемые для обеспечения неизменности блокчейна. Слой данных блокчейна можно рассматривать как базу данных с распределенными характеристиками и неизменностью. Эта распределенная база данных должна поддерживаться коллективно всеми узлами системы, что приводит к сетевому слою блокчейна.

Сетевой уровень (Network Layer) описывает огромную P2P сеть, состоящую из всех узлов в блокчейне. В этой распределенной, одноранговой сети, как только узел создает новый блок, он передает информацию нескольким ближайшим узлам через механизм широковещательной передачи (Transmission Mechanism). Другие узлы, завершив проверку блока (Authentication Mechanism), снова передадут данные другим узлам. В конечном итоге, после того, как большинство узлов в системе завершит проверку блока, блок официально присоединяется к блокчейну.

На основе базовой архитектуры уровень консенсуса, уровень стимулов, уровень контрактов и уровень приложений вместе образуют протокольную часть блокчейна.

Уровень консенсуса в основном включает алгоритмы механизмов консенсуса блокчейна. В блокчейн-сети многие узлы, которые изначально не были связаны, достигают единства через алгоритмы консенсуса, поддерживая согласованность уровня данных. В настоящее время более распространенными механизмами консенсуса являются Доказательство работы (PoW), используемое Bitcoin, и Доказательство доли (PoS), используемое Ethereum 2.0. EOS Делегированный доказательство доли (Delegated Proof of Stake,
DPoS), используемый и т.д. Механизм согласия является одной из основных инноваций технологии блокчейн, значительно влияя на безопасность и операционную эффективность системы. Кроме того, алгоритмы согласия также являются основным средством управления сообществом в блокчейне.

Слой актуаторов в основном включает в себя механизм выпуска и механизм распределения блокчейна. Благодаря проектированию механизма стимулов, узлы в системе будут добровольно поддерживать безопасность всей сети блокчейна. Например, в механизме Bitcoin PoW вновь выпущенные биткойны распределяются между майнерами упаковочных узлов. Консенсус достигается способом, близким к “чем больше ты работаешь, тем больше зарабатываешь”; узлы с большей вычислительной мощностью имеют больше шансов успешно упаковать блоки и таким образом получить право на учет. В некоторых механизмах стимулов узлы, злоупотребляющие своей властью, также могут быть наказаны системой.

Биткойн креативно интегрирует экономические механизмы стимулов в алгоритмы, позволяя майнерам конкурировать за права учета с помощью вычислительной мощности. Это не только поддерживает систему транзакций, но и выпускает новые токены, которые затем распределяются в качестве стимулов для майнеров, таким образом формируя стабильную и безопасную замкнутую петлю. В этом процессе реализуется функциональность Биткойна как электронной наличности. Давайте продолжим двигаться к верхнему уровню.

Слой контракта в основном включает в себя различные скриптовые коды, алгоритмы и смарт-контракты, и он является основой для реализации многих продвинутых функций в блокчейне. В блокчейне он действительно реализует так называемое “код — это закон”; как только алгоритм контракта активируется, он неизбежно будет работать в соответствии с первоначальными настройками без какого-либо вмешательства или продвижения со стороны третьих лиц. Кроме того, благодаря тьюринговой полноте смарт-контрактов, слой контракта также обладает программируемостью, что придаёт всей блокчейн-сети природу, подобную виртуальной машине.

Прикладной уровень является верхним уровнем всей блокчейн-системы, охватывающим различные сценарии применения этого блокчейна. Для блокчейна Биткойн полное эмитирование, передача и учет функций электронной денежной системы Биткойн составляют его «Прикладной уровень»; в то время как для программируемого блокчейна, такого как Эфириум, многие расширенные функции и многочисленные DApps вместе формируют его прикладной уровень.

Уровень 0, Уровень 1 и Уровень 2

Шесть уровней блокчейн-системы тесно взаимосвязаны по структуре, совместно реализуя функции блокчейна. Возвращаясь к вопросу масштабируемости, упомянутому в начале этой статьи, отрасль в целом ссылается на Модель открытой интерконнекции (OSI) в области связи, переклассифицируя шесть уровней блокчейн-системы на три уровня: Уровень 0, Уровень 1 и Уровень 2, снизу вверх.

Среди них, Уровень 0, также известный как уровень передачи данных, соответствует нижнему уровню модели OSI и в основном касается вопросов интеграции между блокчейном и традиционными сетями. Соответствующие решения по расширению Уровня 0 относятся к решениям по повышению производительности, которые не изменяют структуру блокчейна и сохраняют его первоначальные экологические правила. Поскольку это не влияет на сам блокчейн, решения по расширению Уровня 0 обладают высокой универсальностью. В то же время решения по расширению Уровня 0 также совместимы с Уровнем1⁄2решения по расширению, работающие вместе для экспоненциального улучшения производительности блокчейн-сетей. В основных сетевых протоколах все еще существует множество вопросов, связанных с производительностью, которые стоит оптимизировать. В настоящее время существующие направления технологий расширения Уровня 0 включают BDN (Распределенная Сеть), протокол QUIC UDP и т. д.

Кроме того, Polkadot часто называют блокчейном Уровень 0. Это связано с тем, что основная сеть Polkadot, выступающая в качестве релейной цепи, служит только для обеспечения безопасности и интероперабельности между различными парачейнами. Сверху Polkadot возможно связать блокчейны Уровень 1, подобные Ethereum, через слоты, такие как цепь Moonbeam, которая также поддерживает язык Solidity.

Уровень 1 соответствует уровню данных, сетевому уровню, уровню консенсуса и уровню стимулов в шестиуровневой модели. Для большинства Криптоактивов Уровень 1 является единственной публичной цепочкой, и все расчеты по транзакциям происходят на нем. Решения по масштабированию Уровня 1, также известные как масштабирование на цепочке, относятся к решениям по масштабированию, внедренным в протокол базового уровня блокчейна. Обычно это требует изменения таких свойств, как емкость блока, время генерации блока и механизм консенсуса для повышения транзакционной способности. В частности, увеличение размера блока Bitcoin увеличивает емкость каждого блока Bitcoin, позволяя разместить больше транзакций; Bitcoin SegWit уменьшает пространство, занимаемое средней одиночной транзакцией, позволяя каждому блоку содержать большее количество транзакций; переход на DPoS также может достичь лучшей производительности за счет определенной степени децентрализации и безопасности. Однако из-за физических и экономических ограничений эффективность масштабирования Уровня 1 имеет свои пределы.

Для принципов и ограничений масштабируемости Уровня 1, пожалуйста, обратитесь к нашему предыдущему блогу:

Что сказал В Год в своей статье, выступающей против Маска? Может ли масштабирование сделать Dogecoin «валютой народа»?

Уровень 2 соответствует уровню контрактов и уровню приложений блокчейна. Решения по масштабированию Уровня 2, также известные как масштабирование вне цепи, относятся к улучшению скорости обработки транзакций без изменения основных протоколов и базовых правил блокчейна с помощью таких решений, как каналы состояния и сайдчейны. Уровень 2 расширяется внешне к основной цепи и имеет дополнительную взаимосвязь с Уровнем 1; то есть Уровень 2 является инфраструктурой, построенной на основе базового блокчейна, обеспечивая лучшую масштабируемость, удобство использования и конфиденциальность для блокчейна. В отличие от Уровня 1, который стремится к безопасности и децентрализации, Уровень 2 нацелен на максимальную эффективность и производительность. В настоящее время распространенными решениями Уровня 2 являются Сайдчейн, Плазма, каналы состояния и Роллап.

Для общих решений Уровня 2 на Ethereum, пожалуйста, обратитесь к нашему предыдущему блогу: Как играть с Ethereum Уровень 2? Поймите обновление масштабирования Ethereum в одной статье.

Заключение

С тех пор, как стремительно развивались Биткойн и Эфириум, проблема недостаточной производительности всегда была темной тучей, нависшей над устоявшимися публичными цепями. Как преодолеть “невозможный треугольник” и достичь оптимального решения между масштабируемостью, децентрализацией и безопасностью также считается “Святым Граалем” в области блокчейна.

В следующих статьях мы специально представим различные решения для расширения блокчейна, отслеживая передовые достижения в отрасли и сообщая о последних достижениях в технологии масштабирования. Оставайтесь с нами.