Як блокчейни рівня 0 змінюють інфраструктуру та масштабованість блокчейнів

Фундація, яка забезпечує сучасні екосистеми блокчейн

Технологія блокчейн працює на кількох рівнях, і розуміння цієї ієрархії є ключовим для усвідомлення того, як сучасні мережі досягають безпрецедентної масштабованості. На самому низу розташована архітектура блокчейн-архітектури рівня 0 — невидимий каркас, який робить можливими системи вищих рівнів.

Більшість людей знайомі з Bitcoin та Ethereum, які функціонують як мережі рівня 1, де транзакції виконуються безпосередньо в мережі. Але під цим рівнем існує критичний рівень інфраструктури, який займається чимось принципово іншим: оптимізацією потоків даних по всій екосистемі блокчейн. Саме тут з’являються блокчейни рівня 0. Замість обробки транзакцій безпосередньо, системи рівня 0 зосереджені на підвищенні ефективності комунікації між блокчейнами рівня 1 та рішеннями масштабування рівня 2. Ця архітектурна інновація виявилася необхідною для вирішення найстійкішої проблеми блокчейну — масштабованості.

Механізми за інноваціями рівня 0

Мережі рівня 0 вирішують проблему масштабованості за допомогою кількох взаємопов’язаних технологій, що працюють у гармонії. Найпомітніший підхід — шардинг, який розбиває блокчейн на менші, паралельно оброблювані сегменти, звані шардами. Кожен шард незалежно валідовує транзакції, збільшуючи пропускну здатність мережі без шкоди для безпеки.

Не менш важливі — нові механізми консенсусу, які використовують системи рівня 0. На відміну від мереж рівня 1, що зазвичай застосовують Proof of Work або Proof of Stake, протоколи рівня 0 впроваджують механізми, спеціально розроблені для високої пропускної здатності та низької затримки. Ці оптимізовані протоколи забезпечують безперебійну комунікацію між різними рівнями блокчейну без вузьких місць.

Інтероперабельність — ще одна важлива функція. Блокчейни рівня 0 створюють мости між різними мережами, дозволяючи активам і даним безперешкодно переміщатися між екосистемами. Це розподіляє обчислювальне навантаження між кількома ланцюгами, а не концентрує його в одній мережі, що природно підвищує масштабованість.

Від теорії до практики: провідні мережі рівня 0

Прорив Proof of History у Solana

Solana демонструє, як інноваційний дизайн консенсусу може забезпечити виняткову продуктивність. Унікальний механізм Proof of History (PoH) криптографічно штампує транзакції перед їхнім внесенням у блокчейн, усуваючи невизначеність щодо порядку транзакцій. У поєднанні з консенсусним шаром Tower BFT цей підхід дозволяє Solana обробляти понад 65 000 транзакцій за секунду при збереженні вартості транзакцій у долі цента.

Цей профіль продуктивності робить Solana особливо привабливою для високочастотних застосунків у децентралізованих фінансах та NFT-ринках, де швидкість і доступність безпосередньо впливають на досвід користувача. Надійна екосистема розробників ще більше підсилює її привабливість, підтримуючися кількома міжланцюговими мостами, що забезпечують комунікацію з іншими мережами.

Мульти-ланцюгова модель консенсусу Avalanche

Avalanche застосовує інший архітектурний підхід через свій новий протокол консенсусу, який швидко досягає згоди щодо стану блокчейну між валідаторами. Пропускна здатність мережі досягає тисяч транзакцій за секунду, а швидкість остаточного підтвердження — надзвичайно швидка — транзакції стають незмінними за кілька секунд.

Що відрізняє Avalanche, — це акцент на створенні екосистеми взаємодоповнюваних ланцюгів. Розробники не створюють один ланцюг Avalanche, а формують налаштовані підмережі з індивідуальними механізмами консенсусу, правилами валідності та економічними параметрами. Внутрішній токен AVAX з’єднує ці окремі мережі, дозволяючи переміщення активів по всій екосистемі Avalanche при збереженні оптимізації для конкретних застосунків. Така гнучкість приваблює проєкти з унікальними вимогами до продуктивності або безпеки.

Архітектура шардингу Harmony

Harmony реалізує шардинг як основну архітектурну особливість, а не як додатковий елемент. Механізм консенсусу Effective Proof-of-Stake залучає як валідаторів, так і делегаторів токенів до виробництва та валідності блоків, розподіляючи відповідальність за безпеку мережі.

Розбиваючи валідаторів на шарди, Harmony досягає паралельної обробки транзакцій у різних сегментах мережі. Кожен шард обробля тисячі транзакцій незалежно, а регулярна міжшардова комунікація підтримує безпеку. Цей дизайн орієнтований на високий пропуск та енергоефективність — важливий аспект у світлі зростаючої уваги до екологічного впливу блокчейнів.

Технологія Nightshade у NEAR Protocol

NEAR Protocol застосовує динамічний шардинг через свою технологію Nightshade, яка концептуально ділить мережу на «шардові частки», що обробляють транзакції паралельно. На відміну від статичного шардингу, Nightshade автоматично регулює кількість шардів залежно від навантаження мережі.

Філософія NEAR, орієнтована на розробників, виходить за межі технології — вона включає економіку та інструменти. Структура стимулів протоколу нагороджує швидке остаточне підтвердження — транзакції підтверджуються за кілька секунд — що робить NEAR придатним для застосунків, де швидкість підтвердження безпосередньо впливає на задоволеність користувачів. Активна робота над міжланцюговою сумісністю демонструє прагнення до майбутнього взаємопов’язаних блокчейнів, де NEAR виступає надійним мостом між різними екосистемами.

Відмінності рівня 0 від суміжних рівнів

Стек блокчейну складається з окремих рівнів, кожен із яких виконує свої функції:

Рівень-0 забезпечує апаратну та протокольну інфраструктуру. Він зосереджений на оптимізації базового рівня передачі даних, впроваджуючи інновації, такі як передові механізми консенсусу та протоколи шардингу. Проєкти як Avalanche і Solana переважно функціонують на цьому рівні.

Рівень-1 — це базові блокчейни, такі як Bitcoin, Ethereum та подібні мережі. Вони виконують транзакції та смарт-контракти безпосередньо у своїх ланцюгах, використовуючи механізми консенсусу Proof of Work або Proof of Stake для забезпечення безпеки мережі. Блокчейни рівня 1 несуть повну обчислювальну навантаження своїх застосунків.

Рівень-2 — рішення, що працюють поверх мереж рівня 1, виконуючи транзакції поза ланцюгом або у стиснутих пакетах на ланцюгу. Мережі Lightning для Bitcoin та різні рішення rollup для Ethereum є прикладами цього підходу. Системи рівня 2 жертвують частиною децентралізації заради значного підвищення пропускної здатності, успадковуючи безпеку від базового рівня 1.

Ця ієрархічна структура означає, що покращення на рівні 0 мають каскадний ефект вгору — швидша базова інфраструктура природно забезпечує швидшу роботу рівня 1 та ефективність рівня 2.

Реальні застосунки інновацій рівня 0

Створення спеціалізованої блокчейн-інфраструктури

Блокчейни рівня 0 надають налаштовувані платформи, де розробники створюють ланцюги, адаптовані до конкретних вимог. Наприклад, платформа високочастотної торгівлі може оптимізувати понад 100 000 транзакцій за секунду і мінімальні часи підтвердження. DAO, орієнтовані на управління, можуть ставити пріоритет на участь спільноти понад пропускну здатність. Архітектура рівня 0 дозволяє налаштовувати параметри під різні сценарії, що недоступно у монолітних рішеннях рівня 1.

Спрощення міжланцюгових потоків активів

Проєкти, що потребують безперешкодного переміщення активів між різними блокчейнами, покладаються на інфраструктуру рівня 0. Децентралізовані біржі, що обслуговують кілька ланцюгів, потребують функціональності рівня 0 для ефективного переміщення ліквідності. Аналогічно, мульти-ланцюгові кредитні протоколи потребують надійної інфраструктури рівня 0 для забезпечення стабільних стимулів у різних мережах.

Стратегічна важливість інновацій рівня 0

Категорія блокчейнів рівня 0 уособлює фундаментальний зсув у підходах до масштабованості. Замість примушувати всі застосунки працювати на одній мережі і сподіватися на покращення обробки транзакцій, мережі рівня 0 розподіляють обчислювальні навантаження, зберігаючи при цьому інтероперабельність. Така архітектурна складність дозволяє екосистемі блокчейн масштабуватися без компромісів щодо децентралізації або безпеки — так званий «трилемма блокчейну», що обмежувала продуктивність роками.

Зі зростанням прийняття, інфраструктурний рівень стає дедалі важливішим. Проєкти як Avalanche, Solana, Harmony і NEAR Protocol розробили різні технічні підходи до оптимізації рівня 0, доводячи, що існує кілька життєздатних шляхів. Їхня конкуренція стимулює подальші інновації у механізмах консенсусу, технологіях шардингу та міжланцюговій комунікації — розвитки, що зрештою принесуть користь всій екосистемі блокчейн через підвищення пропускної здатності, зменшення затримки та безшовну інтероперабельність.