Понимание Layer 1 криптовалют: основа ваших цифровых активов

Когда вы слышите о Bitcoin или Ethereum, вы на самом деле слушаете о блокчейнах Layer 1 — фундаментальных протоколах, которые обеспечивают работу этих криптовалют. Но что именно делает их такими важными для криптоэкосистемы?

Основная роль блокчейнов Layer 1

В своей сути, блокчейн Layer 1 (L1) — это децентрализованный программный протокол, служащий основой для правил работы криптовалют. Можно представить его как одновременно законодателя и правоохранителя. Код, встроенный в протокол L1, устанавливает все стандарты, которым должны следовать сетевые компьютеры — узлы — для безопасного распространения, проверки и записи транзакций в публичной книге.

Эта основа настолько важна, что разработчики часто используют термин «мейннет» как синоним L1, поскольку протокол содержит все инструкции, необходимые для самостоятельного функционирования криптовалюты. Без надежного L1 криптовалютные транзакции просто были бы невозможны.

Как на самом деле работают протоколы Layer 1

Магия блокчейнов Layer 1 заключается в их механизмах консенсуса — алгоритмических системах, которые устанавливают доверие между децентрализованными узлами без необходимости центрального органа. Именно эти механизмы позволяют незнакомым людям в интернете соглашаться о том, какие транзакции являются легитимными.

Разные цепочки L1 используют разные подходы:

Proof-of-Work (PoW) сети, такие как Bitcoin, требуют, чтобы узлы конкурировали, решая сложные математические задачи каждые 10 минут, чтобы заработать право добавлять новые транзакции в блокчейн. Этот энергоемкий процесс сделал Bitcoin самой безопасной, но и самой медленной крупной L1.

Proof-of-Stake (PoS) сети используют другой подход. Вместо вычислительной конкуренции валидаторы блокируют криптовалюту в качестве залога, чтобы получить право валидировать блоки. Ethereum перешел на эту модель после обновления Merge в 2022 году, отказавшись от первоначальной PoW-схемы.

Помимо механизмов консенсуса, L1 блокчейны реализуют дополнительные меры безопасности. PoS-сети часто включают правила «slashing», которые наказывают неправомерное поведение валидаторов, конфискуя их залоговые активы. Bitcoin, в свою очередь, требует шести отдельных подтверждений, прежде чем транзакции считаются окончательными в книге, добавляя дополнительный уровень проверки.

Протоколы L1 также управляют тем, как нативные криптовалюты попадают в обращение. Bitcoin автоматически сокращает выпуск новых монет каждые четыре года через событие «халвинга», в то время как Ethereum использует динамическое сжигание ETH в зависимости от активности сети — систему, реализованную после обновления EIP-1559 в 2021 году.

Основные блокчейны Layer 1 и их отличительные особенности

Bitcoin (BTC): Запущен в 2009 году, Bitcoin остается крупнейшей и самой устоявшейся криптовалютой. Его PoW-консенсус требует интенсивных вычислительных усилий, что делает его самым безопасным среди Layer 1, хотя и более медленным и энергоемким.

Ethereum (ETH): Вторая по величине криптовалюта по рыночной капитализации, Ethereum произвел революцию в дизайне Layer 1, позволив сторонним разработчикам создавать децентрализованные приложения прямо на его протоколе. Переход в 2022 году с PoW на PoS значительно снизил энергопотребление и открыл новые возможности масштабируемости.

Solana (SOL): Этот блокчейн Layer 1 выделяется высокой скоростью — до 50 000 транзакций в секунду, что значительно превосходит возможности Bitcoin. Он привлекает разработчиков и пользователей, ориентированных на пропускную способность транзакций.

Litecoin (LTC): Создан вскоре после Bitcoin, Litecoin задуман как более быстрый и дешевый аналог для P2P-транзакций. Хотя он использует PoW, схожий с Bitcoin, его другой алгоритм хеширования (Scrypt вместо SHA-256) обеспечивает более быстрое подтверждение блоков.

Cardano (ADA): Основан Чарльзом Хоскинсоном, одним из ранних разработчиков Ethereum, Cardano делает акцент на научных исследованиях при разработке протокола. Как и Ethereum, он стал платформой для децентрализованных приложений, при этом придерживаясь академического подхода к обновлениям и улучшениям.

Проблема масштабируемости сетей Layer 1

Несмотря на свою важность, блокчейны Layer 1 сталкиваются с фундаментальной дилеммой, известной как «триада блокчейна». Эта концепция, популяризированная соучредителем Ethereum Виталиком Бутериным, предполагает, что разработчики должны жертвовать одним из трех свойств — децентрализацией, безопасностью или масштабируемостью — при проектировании своих протоколов.

Детерминированная природа кода L1 обеспечивает предсказуемость и безопасность, но ограничивает гибкость и скорость. Некоторые разработчики ищут решения, такие как «шардинг», который разбивает основной блокчейн на меньшие части данных, чтобы снизить вычислительную нагрузку на отдельные узлы. Другие создают полностью новые альтернативы L1, разработанные с нуля для конкретных случаев использования.

Ограничение межоперабельности

Еще одно ограничение связано с тем, как блокчейны Layer 1 взаимодействуют друг с другом. Поскольку каждый L1 имеет свою автономную систему с уникальными стандартами кодирования, передача активов между разными цепочками или использование приложений на нескольких L1 остается технически сложной задачей. Эта «проблема межоперабельности» подтолкнула проекты, такие как Cosmos и Polkadot, сосредоточиться именно на обеспечении безопасной коммуникации между отдельными блокчейнами.

Layer 1 и Layer 2: понимание иерархии

По мере развития криптоэкосистемы разработчики создали новые протоколы поверх уже существующих блокчейнов Layer 1. Это привело к появлению решений Layer 2 (L2) — вторичных сетей, использующих инфраструктуру безопасности L1, но добавляющих новые возможности или повышающих масштабируемость.

Сети L2, такие как Arbitrum, Optimism и Polygon, работают поверх Ethereum Layer 1, предлагая пользователям более быстрые подтверждения и меньшие транзакционные издержки. Пользователи переводят активы в эти L2-среды для доступа к их улучшенной производительности, прежде чем возвращать транзакции на основной Ethereum.

Ключевое отличие между активами на разных уровнях заключается в том, что L1-цепочки выпускают нативные «монеты» (например, Bitcoin или Ethereum), тогда как L2-сети обычно создают «токены» (например, MATIC Polygon или OP Optimism). Монеты представляют собой неотъемлемую часть протокола L1, а токены — дополнительные функции, встроенные в экосистему L1.

Понимание этой взаимосвязи помогает понять, почему блокчейны Layer 1 остаются важными — без их безопасности и стабильности вся экосистема Layer 2 лишилась бы основы.