Vad är Layer0, Layer1, Layer2, Layer3 i Blockchain? – Cryptopolitan

Blockchain är en revolutionerande teknik som möjliggör ett säkert och transparent utbyte av data. Den använder en serie lager för att lagra och bearbeta information, vilket kallas för lager 0-3. Varje lager har sitt eget syfte och funktion, vilket möjliggör ett heltäckande system som kan hantera en mängd olika transaktioner.

Blockchain definieras som en distribuerad ledger-teknologi (DLT) som underlättar ett säkert och pålitligt utbyte av digitala tillgångar mellan två eller flera parter. Det är ett unikt system som fungerar som ett öppet, decentraliserat nätverk för att lagra data på flera datorer samtidigt.

Layer1

För att validera och slutföra transaktioner är Layer 1 basblockkedjan på vilken flera andra lager kan byggas. De kan arbeta oberoende av andra blockkedjor.

Lager1 kan delas upp i tre segment:

1. Data Layer-ansvarig för att lagra all data relaterad till transaktioner inom nätverket. Detta inkluderar saker som transaktionshistorik, saldon, adresser, etc. Detta lager hjälper också till att validera varje transaktion genom att använda kryptografiska algoritmer (hashing) för att säkerställa noggrannhet och säkerhet.
2. Network Layer-ansvarig för att hantera kommunikation mellan användare på blockchain-nätverket. Den ansvarar för att sända transaktioner och andra meddelanden över nätverket, samt att verifiera riktigheten och legitimiteten hos dessa meddelanden.
3. Consensus Layer- tillåter blockkedjan att nå en överenskommelse om en uppsättning regler som alla användare måste följa när de genomför transaktioner. Det säkerställer att alla transaktioner är giltiga och uppdaterade genom att använda konsensusalgoritmer som bevis på arbete, bevis på insats eller bysantinsk feltolerans.
4. Applikations/Smart Contract Layer är där det mesta av funktionaliteten sker inom ett blockchain-nätverk. Detta lager innehåller kod (eller smarta kontrakt) som kan användas för att konstruera applikationer som körs ovanpå blockchain-ekosystemet. Dessa applikationer kan utföra transaktioner och lagra data på ett säkert, distribuerat sätt. Alla lager1-protokoll har inte smarta kontraktsfunktioner.

Exempel på sådana nätverk är Bitcoin, Solana, Ethereumoch Cardano— som alla har sin egen infödda token. Denna token används i stället för transaktionsavgifter och fungerar som ett incitament för nätverksdeltagare att gå med i ett nätverk.

Även om dessa mynt har olika valörer baserat på det underliggande projektet, förblir deras syfte oförändrat: tillhandahålla en ekonomisk stödmekanism för blockkedjans funktionalitet.

Layer 1-nätverk har problem med skalning, eftersom blockkedjan kämpar för att bearbeta antalet transaktioner som nätverket kräver. Detta leder till att transaktionsavgifterna ökar drastiskt.

Blockchain Trilemma, en term som myntats av Vitalik Buterin, åberopas ofta när man diskuterar potentiella lösningar på detta problem; i huvudsak behöver balansera decentralisering, säkerhet och skalbarhet.

Många av dessa tillvägagångssätt har sina egna avvägningar; som att finansiera supernoder – och därmed köpa superdatorer och stora servrar – för att öka skalbarheten men skapa en i sig centraliserad blockkedja.

Tillvägagångssätt för att lösa blockchain-trilemmat:

Öka blockstorleken

Att öka blockstorleken för ett Layer 1-nätverk kan effektivt bearbeta fler transaktioner. Det är dock inte möjligt att upprätthålla ett oändligt stort block eftersom större block innebär långsammare transaktionshastigheter på grund av de ökade datakraven och minskad decentralisering. Detta fungerar som en gräns för skalbarheten genom blockstorleksökningar, vilket begränsar prestandahöjningar till den potentiella kostnaden för minskad säkerhet.

Ändra konsensusmekanism

Medan proof-of-work (POW)-mekanismer fortfarande finns, är de mindre hållbara och skalbara än deras proof-of-stake (POS) motsvarigheter. Det är därför Ethereum övergick från POW till POS; avsikten är att tillhandahålla en säkrare och tillförlitlig konsensusalgoritm som ger bättre resultat när det gäller skalbarhet.

Sharding

Sharding är en databaspartitioneringsteknik som används för att skala prestanda hos distribuerade databaser. Genom att segmentera och distribuera en blockchain-reskontra över flera noder erbjuder sharding förbättrad skalbarhet som ökar transaktionsgenomströmningen eftersom flera shards kan behandla transaktioner parallellt. Detta resulterar i förbättrad prestanda och avsevärt minskad behandlingstid jämfört med den traditionella seriella metoden.

Liknar att äta en kaka uppdelad i skivor. På det här sättet, även med en ökning av datavolymen eller någon nätverksstockning, är delade nätverk mycket mer effektiva eftersom alla deltagande noder arbetar tillsammans synkront med att bearbeta transaktioner.

Layer2

Layer 2-protokoll är byggda ovanpå Layer 1-blockkedjan för att lösa dess skalbarhetsproblem utan att överbelasta baslagret.

Detta görs genom att skapa ett sekundärt ramverk, kallat "utanför kedjan", som möjliggör bättre kommunikationsgenomströmning och snabbare transaktionstider än vad Layer 1 kan stödja.

Genom att använda Layer 2-protokoll förbättras transaktionshastigheterna och transaktionsgenomströmningen ökas, vilket innebär att fler transaktioner kan bearbetas på en gång inom en definierad tidsperiod. Detta kan vara oerhört fördelaktigt när det primära nätverket blir överbelastat och saktar ner, eftersom det hjälper till att minska transaktionsavgiftskostnaderna och förbättra den övergripande prestandan.

Här är flera sätt som Layer2s löser skalbarhetstrillema:

Kanaler

Kanaler tillhandahåller en Layer 2-lösning som tillåter användare att ingå flera transaktioner utanför kedjan innan det rapporteras på baslagret. Detta möjliggör snabbare och effektivare transaktioner. Det finns två typer av kanaler: betalningskanaler och statliga kanaler. Betalningskanaler möjliggör bara betalningar, medan statliga kanaler möjliggör mycket bredare aktiviteter som de som normalt skulle äga rum på blockkedjan, som att hantera smarta kontrakt.

Nackdelen är att deltagande användare måste vara kända för nätverket, så öppet deltagande är uteslutet. Alla användare måste också låsa in sina tokens i ett multi-sig smart kontrakt innan de engagerar sig med kanalen.

Plasma

Skapad av Joseph Poon och Vitalik Buterin, använder plasmaramverket smarta kontrakt och numeriska träd för att skapa "barnkedjor", som är kopior av den ursprungliga blockkedjan - även känd som "förälderkedjan".

Denna metod gör att transaktioner kan överföras bort från den primära kedjan till den underordnade kedjan, vilket förbättrar transaktionshastigheten och minskar transaktionsavgifterna, och fungerar bra med specifika fall som digitala plånböcker.

Utvecklarna av Plasma har designat det specifikt för att säkerställa att ingen användare kan göra transaktioner innan en viss vänteperiod är över.

Detta system kan dock inte användas för att skala smarta kontrakt för allmänna ändamål.

sidokedjor

Sidokedjor, som är blockkedjor som arbetar parallellt med huvudblockkedjan eller Layer 1, har flera distinkta egenskaper som skiljer dem från klassiska blockkedjor. Sidokedjor kommer med sina egna oberoende blockkedjor, som ofta använder olika konsensusmekanismer och har olika blockstorlekskrav från Layer 1.

Men trots det faktum att sidokedjor har sina egna oberoende kedjor, ansluter de fortfarande till Layer 1 genom att använda en delad virtuell maskin. Detta innebär att alla kontrakt eller transaktioner som kan användas på Layer 1-nätverk också är tillgängliga för användning på sidokedjor, vilket skapar en expansiv infrastruktur för interoperabilitet mellan de två typerna av kedjor.

rollups

Rollups åstadkommer skalning genom att gruppera flera transaktioner på sidokedjan i en enda transaktion på basskiktet och använda SNARKs (kortfattade icke-interaktiva kunskapsargument) som kryptografiska bevis.

Även om det finns två typer av rollups – ZK rollups och Optimistic rollups – ligger skillnaderna i deras förmåga att flytta mellan lager.

Optimistiska sammanslagningar använder en virtuell maskin som möjliggör enklare migrering från Layer1 till Layer2, medan ZK sammanslagningar avstår från denna funktion för större effektivitet och snabbhet.

Layer0

Layer 0-protokoll spelar en avgörande roll för att möjliggöra förflyttning av tillgångar, perfekta användarupplevelsen och minska hindren förknippade med interoperabilitet över kedjan. Dessa protokoll ger blockkedjeprojekt på Layer 1 en effektiv lösning för att motverka stora problem, såsom svårigheten att flytta mellan Layer1-ekosystem.

Det finns inte bara en design för en uppsättning Layer0-protokoll; distinkta konsensusmekanismer och blockparametrar kan antas för differentieringsändamål. Vissa Layer0-tokens fungerar som ett effektivt anti-spamfilter, eftersom användare måste satsa dessa tokens innan de kan komma åt associerade ekosystem.

Cosmos är ett Layer 0-protokoll, känt för sin öppen källkodssvit som består av Tendermint, Cosmos SDK och IBC. Dessa erbjudanden tillåter utvecklare att sömlöst konstruera sina egna blockkedjelösningar i en interoperabel miljö; den mutualistiska arkitekturen gör det möjligt för komponenter att interagera fritt med varandra. Denna samarbetsvision om en virtuell värld har kommit att förverkligas i Cosmoshood, eftersom den myntades kärleksfullt av dess hängivna anhängare – vilket gör att blockchain-nätverk kan frodas självständigt men ändå existera kollektivt, som förkroppsligar "Internet of Blockchain".

Ett annat vanligt exempel är Polkadot.

Layer3

Layer 3 är protokollet som driver blockchain-baserade lösningar. Vanligtvis hänvisat till som "applikationslagret", ger det instruktioner för Layer 1-protokoll att bearbeta. Detta gör att dapps, spel, distribuerad lagring och andra applikationer som är byggda ovanpå en blockchain-plattform fungerar korrekt.

Utan dessa applikationer skulle bara Layer 1-protokollen vara ganska begränsade i användbarhet; Lager 3 är viktigt för att låsa upp deras kraft.

Lager 4?

Layer4 existerar inte, de diskuterade lagren kallas blockchains fyra lager, men det beror på att vi börjar räkna från 0 i programmeringsvärlden.

Slutsats

Skalbarheten hos blockkedjenätverk är starkt beroende av deras arkitektur och den teknologistacken de använder. Varje lager i ett nätverk tjänar ett viktigt syfte för att möjliggöra större genomströmning och interoperabilitet med andra blockkedjor. Layer 1-protokoll utgör basskiktet eller huvudblockkedjan, medan sidokedjor, rollups och Layer 0-protokoll ger ytterligare stöd för skalning.

Lager 3-protokoll ger instruktioner som tillåter användare att komma åt applikationer som är byggda ovanpå hela systemet. Tillsammans bidrar dessa element till att skapa en kraftfull tillitslös infrastruktur som kan hantera storskaliga transaktioner säkert.