Understanding Layer 1 Blockchains: The Foundation of Crypto Networks

Криптовалюти, такі як Біткоїн, базуються на чомусь фундаментальному: довірі без посередника. Саме тут на допомогу приходять блокчейни рівня 1. Вони не просто технічна інфраструктура — це основа, яка робить можливим децентралізовані фінанси. Без надійного блокчейна рівня 1 криптовалютні транзакції були б хаотичними та ненадійними. У цьому посібнику ми розглянемо, що саме роблять блокчейни рівня 1, як вони забезпечують безпеку мережі та чому вони важливі для всієї екосистеми криптовалют.

Що робить блокчейн рівня 1 ядром архітектури криптовалют?

Уявіть блокчейн рівня 1 як поєднання правил і судді одночасно. Це децентралізований програмний протокол, який встановлює стандарти роботи криптосистеми. Кожен комп’ютер, підключений до мережі (називається вузлом), має дотримуватися цих правил для поширення, перевірки та запису нових транзакцій у публічний реєстр.

Код, записаний у блокчейні рівня 1, містить усі інструкції, необхідні для функціонування криптовалюти. Він визначає, як працюють транзакції, як нові монети потрапляють у обіг і як мережа залишається безпечною. Оскільки блокчейни рівня 1 знаходяться на найнижчому рівні криптосистеми, їх також називають «мейннет» або базовим шаром. Деякі розробники використовують терміни «мейннет» і «рівень 1» взаємозамінно, оскільки протокол рівня 1 має все необхідне для самостійної роботи.

Механізми консенсусу, що забезпечують роботу мереж рівня 1

Тут блокчейни рівня 1 стають цікавими: кожна мережа потребує способу прийняття рішень без центрального органу. Тут на допомогу приходять механізми консенсусу — алгоритми, що дозволяють децентралізованим вузлам погоджуватися щодо дійсності транзакцій.

Біткоїн використовує Proof-of-Work (PoW), коли тисячі комп’ютерів змагаються кожні 10 хвилин у розв’язанні складних математичних задач. Перший, хто її розв’яже, додає нові транзакції до реєстру та отримує нагороду у Біткоїнах. Це енергомісткий процес, але надзвичайно безпечний, оскільки атака на мережу була б надто дорогою.

Інші блокчейни рівня 1, наприклад Ethereum і Solana, обрали інший шлях: Proof-of-Stake (PoS). Замість розв’язання головоломок оператори вузлів блокують свою криптовалюту, щоб отримати право підтверджувати транзакції. Якщо вони ведуть себе чесно, отримують нову криптовалюту у нагороду. Якщо ж намагаються обдурити — мережа автоматично карає їх через процес, званий «slashing», забираючи їх заблоковані монети.

Чому вибір саме такий? Це питання компромісів. PoW перевірений часом і дуже безпечний, але споживає багато енергії. PoS швидший і використовує значно менше ресурсів. Кожен блокчейн рівня 1 зробив свій вибір, виходячи з того, що важливо для його спільноти.

Крім консенсусу, блокчейни рівня 1 також обробляють транзакційні збори (газові збори), керують створенням нових монет і впроваджують заходи безпеки. Наприклад, Ethereum автоматично «спалює» частину кожної транзакції для контролю інфляції. Біткоїн автоматично зменшує нагороду майнерам кожні чотири роки, щоб поступово зменшити швидкість створення нових монет. Усі ці функції закладені безпосередньо у протокол рівня 1.

Основні блокчейни рівня 1 та їхні унікальні підходи

Біткоїн (2009) — перший блокчейн рівня 1, що започаткував усе. Сатоші Накамото запустив його з системою Proof-of-Work, і він залишається найнадійнішою та найвідомішою криптовалютою. Біткоїн ставить у пріоритет безпеку та децентралізацію понад швидкість.

Ethereum (2015) — спочатку побудований на PoW, як і Біткоїн, але його головною інновацією стала можливість розробляти додатки на його базі. Це відкрила шлях до використання криптовалют не лише для платежів. У 2022 році Ethereum завершив «Злиття» («The Merge»), перейшовши з енергомісткого PoW на ефективний PoS — велике технічне досягнення, яке довело, що великі мережі можуть змінювати механізми консенсусу.

Solana (2020) — створена з нуля з Proof-of-Stake, відома надзвичайно швидкими транзакціями, що можуть досягати 50 000 в секунду. Вона робить ставку на швидкість і низькі комісії, приваблюючи користувачів, які цінують швидкі та дешеві транзакції.

Litecoin (LTC) — створена як швидша і дешевша альтернатива Біткоїну, використовує схожу систему PoW, але обробля блоки швидше. Інколи її називають «цифровим сріблом» до «цифрового золота» Біткоїну.

Cardano — створена співзасновником Ethereum Чарльзом Хоскінсоном, наголошує на наукових дослідженнях і академічній строгості. Її блокчейн рівня 1 також відкритий для сторонніх розробників, що прагнуть створювати додатки, конкуруючи з екосистемою Ethereum.

Cosmos і Polkadot — це представники нової категорії блокчейнів рівня 1, орієнтовані на з’єднання різних мереж, вирішуючи головну проблему попередніх дизайнів.

Проблема масштабованості: чому блокчейни рівня 1 стикаються з компромісами

Ось неприємна правда: блокчейни рівня 1 не можуть мати все і одразу. Код має бути жорстким і детермінованим, щоб кожен вузол обробляв транзакції однаково. Це забезпечує передбачуваність і безпеку, але обмежує швидкість обробки та можливості інновацій.

Засновник Ethereum Віталік Бутерін назвав це «трилемою блокчейну» — при створенні блокчейна рівня 1 розробники змушені жертвувати чимось. Можна оптимізувати децентралізацію, безпеку або масштабованість, але всі три разом зробити майже неможливо за сучасних технологій.

Ще одна проблема — блокчейни рівня 1 погано спілкуються між собою. Код Біткоїна працює по-своєму, Ethereum — по-своєму, Solana — по-своєму. Передача монет або даних між різними мережами ускладнена або взагалі неможлива. Це так званий «проблема інтероперабельності». Саме тому з’явилися проєкти, як Cosmos і Polkadot, які намагаються будувати мости між ізольованими мережами рівня 1.

Розробники працюють над рішеннями. Ethereum досліджує «шардинг» — розбиття основного блокчейна на менші частини, щоб мережа могла обробляти більше транзакцій без перевантаження вузлів. Але це все ще експерименти, які не доведені на масштабі.

Блокчейни рівня 1 і рівень 2: розуміння ієрархії протоколів

На початку криптовалютної епохи термін «рівень 1» не існував, бо всі блокчейни виконували одну й ту ж функцію: обробляли транзакції і забезпечували безпеку мережі. Але з появою нових проєктів, що будувалися поверх існуючих блокчейнів, з’явилася потреба у новій термінології. Так з’явився «рівень 2».

Протоколи рівня 2 — це додатки, що працюють поверх блокчейна рівня 1, використовуючи його безпеку і додаючи нові можливості. Наприклад, Arbitrum, Optimism і Polygon працюють поверх Ethereum. Вони дозволяють користувачам здійснювати транзакції швидше і платити менше комісій, але в кінці вони повертають свої транзакції до Ethereum для остаточного підтвердження та безпеки.

Важливо розуміти різницю: блокчейни рівня 1 мають свої монети (як Bitcoin або Ethereum), тоді як проєкти рівня 2 випускають токени (як MATIC Polygon або ARB Arbitrum). Монети — це основна платіжна система рівня 1, а токени — додаткові функції, побудовані поверх протоколів рівня 1. Можна уявити, що монети — це «серце» системи, а токени — її «додаткові можливості».

Чому блокчейни рівня 1 досі важливі

Попри зростання ролі рішень рівня 2, блокчейни рівня 1 залишаються критично важливими для криптовалют. Саме тут відбувається основна безпека. Тут живе справжня децентралізація. Кожна транзакція рівня 2 у кінцевому підсумку залежить від блокчейна рівня 1 для завершення і підтвердження правил.

Розуміння блокчейнів рівня 1 — це розуміння основ криптовалют. Чи ви трейдер, чи розробник, чи просто цікавитеся, як працює криптовалюта — саме тут починається революція. Конкуренція між різними дизайнами рівня 1 — безпекою Біткоїна, гнучкістю Ethereum, швидкістю Solana — продовжуватиме формувати майбутнє децентралізованих фінансів.