Блокчейн первого уровня
Уровни (слои) в Блокчейне
Децентрализованная система учёта блокчейн работает в соответствии с заранее определённым протоколом и требует согласия многих компьютеров (или узлов) в сети для обмена информацией. В каждом блоке информации постоянно добавляются, просматриваются и обновляются новые записи. Всего существует четыре уровня (слоя), и у каждого из них своя роль.
Всё работает по принципу цепочки. Транзакции надёжно документируются с помощью пары асимметричных ключей, а алгоритм проверки токенов проверяет и обрабатывает каждую транзакцию, курс обмена или цену газа (комиссии). Три основные характеристики — децентрализация, безопасность и производительность — обычно сложно достичь одновременно, и часто блокчейны имеют только два свойства из трёх. Компромисс выбора между этими тремя факторами известен как трилемма блокчейна.
Компоненты Уровня 1 (L1)
- Строительные Блоки: Эти блоки создаются и объединяются майнерами, которым приходится работать над сложными математическими расчётами, а затем проверяются валидаторами. Один блок представляет собой набор файлов, содержащих информацию о предыдущих блоках в цепочке, а также сведения о новых транзакциях. Каждый блок неразрывно связан со своим предшественником, создавая неизменную, защищённую от взлома цепочку записей. Время, необходимое для выполнения, зависит от модели блокчейна. Этим занимается сам блокчейн.
- Транзакции: Ключевой особенностью, лежащей в основе самой сути технологии блокчейн, является её непоколебимая устойчивость к внешним факторам. Как только транзакция навсегда впечатывается в распределённый журнал блокчейна, она становится неизменной частью цепи, не поддающейся фальсификации или отмене. Эта неизменная природа служит основой доверия и подотчётности, гарантируя, что записанная информация остаётся неизменной и проверенной всеми участниками.
- Механизм консенсуса: Блокчейн-сети зависят от так называемых алгоритмов консенсуса, задача которых — обеспечить легитимность транзакций, добавляемых в блокчейн, и безопасность сети. Некоторые алгоритмы консенсуса ставят во главу угла скорость, облегчая быструю обработку транзакций, в то время как другие делают упор на повышенную конфиденциальность и децентрализацию, потенциально жертвуя оперативностью. L1-механизмы консенсуса блокчейна включают:
- Proof of Work (PoW): С помощью этого метода участники сети решают сложные математические задачи, что требует значительных вычислительных мощностей. Участники сети называются майнерами. Участник, решивший задачу первым, получает право добавить следующий блок в блокчейн и получает вознаграждение в виде заранее оговоренного количества криптовалюты. Этот алгоритм требует больших вычислительных мощностей и энергопотребления, что в итоге делает его относительно медленным и дорогим в исполнении.
- Proof of Stake (PoS): Этот механизм консенсуса направлен на обеспечение безопасности сети за счёт того, что участники ставят на кон свою криптовалюту. На основе этой ставки сеть случайным образом выбирает участника для подтверждения следующего блока транзакций. Выбранный участник получает вознаграждение за свою работу. Именно это делает Proof of Stake (PoS) более быстрым и энергоэффективным протоколом консенсуса по сравнению с Proof of Work.
TON: Использование блокчейна 1-го уровня
The Open Network (TON) использует решение первого уровня, обеспечивающее распределённую поддержку крупных криптовалют. Оно имеет большой потенциал и различные приложения (dApps). Вот более подробный взгляд на то, как TON интегрирует решения первого уровня для улучшения своей блокчейн-инфраструктуры:
- Интегрированный механизм консенсуса PoS: TON использует сеть Proof of Stake (PoS), что обеспечивает стабильную и децентрализованную структуру сети при минимальном энергопотреблении. Это важно для TON, так как он нацелен на быструю и экономичную обработку миллионов транзакций. Подход, в основе которого лежит фрагментация архитектуры, повышает работоспособность сети, поскольку многие части соединены вместе. К тому же он надёжен и обеспечивает безопасную и гибкую среду для разработчиков, создающих dApps.
- Подход с использованием шардинга в TON: Чтобы решить проблемы масштабируемости, присущие традиционным архитектурам блокчейна, Telegram Open Network использует новаторскую технику под названием «шардинг». Этот инновационный подход стратегически разбивает сеть на более мелкие, самодостаточные разделы, известные как шарды, каждый из которых способен работать автономно. Вместо того чтобы полагаться на монолитную структуру, шардинг позволяет параллельно обрабатывать транзакции на нескольких шардах одновременно. Распределяя вычислительную нагрузку, TON эффективно обходит узкие места, которые часто препятствуют масштабируемости обычных блокчейн-систем. Эта децентрализованная стратегия «фрагментации» экспоненциально увеличивает пропускную способность сети, поскольку всё большее число шардов может одновременно подтверждать и регистрировать транзакции.
- Безопасность: Основная цель TON — защита сети от атак. Сочетание алгоритмов шифрования и децентрализованных механизмов консенсуса позволяет повысить способность TON предотвращать угрозы безопасности и сохранять целостность и надёжность платформы.
Чем L1 отличается от L0, L2, L3?
| Уровень 0 (L0) | Уровень 1 (L1) | Уровень 2 (L2) | Уровень 3 (L3) |
|---|---|---|---|
| Инфраструктура для обмена данными | Содержит децентрализованный журнал для управления транзакциями | Отвечает за установление связи между различными компонентами блокчейна | Обеспечивает интерфейс для взаимодействия пользователей с блокчейном и его сервисами |
| Определяет сетевую инфраструктуру P2P (Peer-to-Peer), протоколы взаимодействия | Использует механизм консенсуса для добавления новых блоков в блокчейн | Обеспечивает масштабируемость с помощью каналов, ролл-апов, плазмы и сайдчейна | Сложные смарт-контракты могут быть построены с помощью удобных приложений |
| Инфраструктурный уровень | Базовый уровень | Средне-программный уровень | Уровень приложений |
| Быстрая обработка транзакций, повышенная безопасность сетевой инфраструктуры | Безопасная, децентрализованная, но масштабируемость ограничена, а комиссии за транзакции часто высоки | Высокомасштабируемая, быстрая обработка транзакций с низкой комиссией, но есть проблемы с безопасностью | Предоставляет реальные приложения с лучшим пользовательским опытом (UX) |