Блокчейн першого рівня
Рівні (шари) у Блокчейні
Децентралізована система обліку блокчейн працює відповідно до заздалегідь визначеного протоколу і вимагає згоди багатьох комп'ютерів (або вузлів) у мережі для обміну інформацією. У кожному блоці інформації постійно додаються, переглядаються та оновлюються нові записи. Загалом існує чотири рівні (шари), і в кожного з них своя роль.
Усе працює за принципом ланцюжка. Транзакції надійно документуються за допомогою пари асиметричних ключів, а алгоритм перевірки токенів перевіряє й обробляє кожну транзакцію, курс обміну або ціну газу (комісії). Три основні характеристики — децентралізація, безпека і продуктивність — зазвичай складно досягти одночасно, і часто блокчейни мають лише дві властивості з трьох. Компроміс вибору між цими трьома факторами відомий як трилема блокчейна.
Компоненти Рівня 1 (L1)
- Будівельні Блоки: Ці блоки створюються і об'єднуються майнерами, яким доводиться працювати над складними математичними розрахунками, а потім перевіряються валідаторами. Один блок являє собою набір файлів, що містять інформацію про попередні блоки в ланцюжку, а також відомості про нові транзакції. Кожен блок нерозривно пов'язаний зі своїм попередником, створюючи незмінний, захищений від злому ланцюжок записів. Час, необхідний для виконання, залежить від моделі блокчейна. Цим займається сам блокчейн.
- Транзакції: Ключовою особливістю, що лежить в основі самої суті технології блокчейн, є її непохитна стійкість до зовнішніх чинників. Щойно транзакція назавжди закарбовується в розподілений журнал блокчейна, вона стає незмінною частиною ланцюга, що не піддається фальсифікації або скасуванню. Ця незмінна природа слугує основою довіри та підзвітності, гарантуючи, що записана інформація залишається незмінною і перевіреною всіма учасниками.
- Механізм консенсусу: Блокчейн-мережі залежать від так званих алгоритмів консенсусу, завдання яких — забезпечити легітимність транзакцій, що додаються в блокчейн, і безпеку мережі. Деякі алгоритми консенсусу ставлять на перше місце швидкість, полегшуючи швидке опрацювання транзакцій, тоді як інші наголошують на підвищеній конфіденційності та децентралізації, потенційно жертвуючи оперативністю. L1-механізми консенсусу блокчейна включають:
- Proof of Work (PoW):. За допомогою цього методу учасники мережі розв’язують складні математичні задачі, що потребує значних обчислювальних потужностей. Учасники мережі називаються майнерами. Учасник, який розв’язав задачу першим, отримує право додати наступний блок у блокчейн і отримує винагороду у вигляді заздалегідь обумовленої кількості криптовалюти. Цей алгоритм вимагає великих обчислювальних потужностей і енергоспоживання, що в підсумку робить його відносно повільним і дорогим у виконанні.
- Proof of Stake (PoS): Цей механізм консенсусу спрямований на забезпечення безпеки мережі за рахунок того, що учасники ставлять на кін свою криптовалюту. На основі цієї ставки мережа випадковим чином вибирає учасника для підтвердження наступного блоку транзакцій. Обраний учасник отримує винагороду за свою роботу. Саме це робить Proof of Stake (PoS) швидшим та енергоефективнішим протоколом консенсусу порівняно з Proof of Work.
TON: Використання блокчейну 1-го рівня
Telegram Open Network (TON) використовує рішення першого рівня, що забезпечує розподілену підтримку великих криптовалют. Воно має великий потенціал і різні додатки (dApps). Ось більш детальний погляд на те, як TON інтегрує рішення першого рівня для поліпшення своєї блокчейн-інфраструктури:
- Інтегрований механізм консенсусу PoS: TON використовує мережу Proof of Stake (PoS), що забезпечує стабільну і децентралізовану структуру мережі при мінімальному енергоспоживанні. Це важливо для TON, оскільки він націлений на швидке й економічне опрацювання мільйонів транзакцій. Підхід, в основі якого лежить фрагментація архітектури, підвищує працездатність мережі, оскільки багато частин з'єднані разом. До того ж він надійний і забезпечує безпечне та гнучке середовище для розробників, які створюють dApps.
- Підхід з використанням шардингу в TON: Щоб розв'язати проблеми масштабованості, властиві традиційним архітектурам блокчейна, Telegram Open Network використовує новаторську техніку під назвою «шардинг». Цей інноваційний підхід стратегічно розбиває мережу на більш дрібні, самодостатні розділи, відомі як шарди, кожен з яких здатний працювати автономно. Замість того щоб покладатися на монолітну структуру, шардинг дає змогу паралельно обробляти транзакції на кількох шардах одночасно. Розподіляючи обчислювальне навантаження, TON ефективно обходить вузькі місця, які часто перешкоджають масштабованості звичайних блокчейн-систем. Ця децентралізована стратегія «фрагментації» експоненціально збільшує пропускну здатність мережі, оскільки дедалі більша кількість шардів може одночасно підтверджувати та реєструвати транзакції.
- Безпека: Основна мета TON - захист мережі від атак. Поєднання алгоритмів шифрування та децентралізованих механізмів консенсусу дає змогу підвищити здатність TON запобігати загрозам безпеці та зберігати цілісність і надійність платформи.
Чим L1 відрізняється від L0, L2, L3?
Рівень 0 (L0) | Рівень 1 (L1) | Рівень 2 (L2) | Рівень 3 (L3) |
---|---|---|---|
Інфраструктура для обміну даними | Містить децентралізований журнал для управління транзакціями | Відповідає за встановлення зв'язку між різними компонентами блокчейну | Забезпечує інтерфейс для взаємодії користувачів із блокчейном і його сервісами |
Визначає мережеву інфраструктуру P2P (Peer-to-Peer), протоколи взаємодії | Використовує механізм консенсусу для додавання нових блоків у блокчейн | Забезпечує масштабованість за допомогою каналів, рол-апів, плазми та сайдчейну | Складні смарт-контракти можуть бути побудовані за допомогою зручних додатків |
Інфраструктурний рівень | Базовий рівень | Середньо-програмний рівень | Рівень додатків |
Швидка обробка транзакцій, підвищена безпека мережевої інфраструктури | Безпечна, децентралізована, але масштабованість обмежена, а комісії за транзакції часто високі | Високомасштабована, швидка обробка транзакцій з низькою комісією, але є проблеми з безпекою | Надає реальні додатки з найкращим користувацьким досвідом (UX) |