Розуміння блокчейнів Layer 1 у криптовалютах: основа децентралізованих мереж

Блокчейни рівня 1 у криптовалюті є основою революції у цифрових фінансах. Хоча Біткоїн вперше представив концепцію децентралізованої цифрової валюти у 2009 році, саме базова технологія — блокчейни рівня 1 — зробила цю ідею реальністю. Ці фундаментальні протоколи — це не просто технічна інфраструктура; вони відображають кардинальну зміну у нашому розумінні довіри, безпеки та фінансових систем. Без розуміння архітектури блокчейнів рівня 1 важко зрозуміти, як насправді працюють сучасні цифрові валюти.

Що визначає блокчейни рівня 1?

За своєю суттю, блокчейн рівня 1 (L1) — це децентралізований програмний протокол, який встановлює правила роботи криптовалюти. Уявіть L1-блокчейни як і правила, і суддю для криптосистеми — вони встановлюють стандарти та забезпечують їх дотримання.

Технічні характеристики, закладені в протоколі L1, містять усі необхідні інструкції для функціонування криптовалюти. Це включає, як вузли (комп’ютери у мережі) мають поширювати транзакції, перевіряти їхню автентичність і записувати їх у постійний реєстр. Оскільки системи криптовалюти рівня 1 працюють на базовому рівні, їх часто називають «базовим шаром» або «мейннетом». Розробники часто використовують ці терміни взаємозамінно, оскільки протокол L1 містить усе необхідне для незалежної роботи криптовалюти.

Що робить блокчейни рівня 1 особливо важливими, так це їхня подвійна відповідальність: вони одночасно обробляють транзакції та забезпечують безпеку мережі. Жоден інший протокол не може виконувати ці функції — вони мають бути закладені безпосередньо у архітектуру L1.

Як мережі криптовалюти рівня 1 досягають консенсусу та безпеки

Кожна криптовалюта потребує способу встановлення довіри без центрального органу. Тут на сцену виходять механізми консенсусу. Ці алгоритми визначають правила, яким мають слідувати вузли для чесної обробки транзакцій і запобігання шахрайству.

Існує два домінуючі моделі консенсусу:

Bitcoin використовує proof-of-work (PoW), де тисячі вузлів кожні 10 хвилин змагаються у розв’язанні складних математичних задач. Перший, хто її розв’яже, додає нові транзакції до блокчейну і отримує нагороду у BTC. Цей енергомісткий процес створює сильні економічні стимули проти шахрайства.

На відміну від цього, нові блокчейни рівня 1, такі як Ethereum і Solana, застосовують proof-of-stake (PoS). Замість обчислювальних змагань валідатори блокують криптовалюту як заставу. Якщо вони ведуть себе чесно, отримують нагороди; якщо ж зловживають — втрачають свої ставки — процес, відомий як «slash». Такий підхід значно зменшує енергоспоживання при збереженні високого рівня безпеки.

Блокчейни рівня 1 також мають додаткові засоби безпеки. Bitcoin вимагає шість окремих підтверджень транзакцій перед завершенням платежів. Багато PoS мереж застосовують штрафи (slashing) для валідаторів, які не виконують свої обов’язки або виходять з мережі. Ці механізми працюють разом, щоб створити системи, де неправомірна поведінка стає економічно нерозумною.

Крім безпеки, протоколи L1 керують іншими важливими функціями: комісіями за транзакції (gas fees), новим випуском монет і динамікою пропозиції валюти. Bitcoin автоматично зменшує свою нагороду вдвічі кожні чотири роки для контролю інфляції. Ethereum застосовує інший підхід — спалює частину транзакційних комісій для управління пропозицією ETH, що посилилося після оновлення EIP-1559 у 2021 році.

Основні проєкти блокчейнів рівня 1 та їхні особливості

Розуміння конкретних реалізацій показує, чому технології блокчейнів рівня 1 мають значення:

Bitcoin (2009): Оригінальний блокчейн рівня 1, створений псевдонімним розробником Сатоші Накамото, залишається найбільшою криптовалютою за ринковою капіталізацією. Його PoW-консенсус орієнтований на безпеку та децентралізацію понад усе, хоча це зменшує швидкість обробки транзакцій і енергоефективність.

Ethereum (2015): Спочатку запущений як PoW-блокчейн, схожий на Bitcoin, Ethereum представив революційну можливість — створення децентралізованих додатків (dApps) на своїй L1-інфраструктурі. У 2022 році перехід «Merge» на proof-of-stake кардинально змінив механізм безпеки, зменшивши енергоспоживання на 99% при збереженні безпеки мережі.

Solana: Цей блокчейн рівня 1 здобув популярність завдяки надзвичайній швидкості — до 50 000 транзакцій за секунду. Це досягається через унікальний механізм консенсусу, хоча така архітектура більше орієнтована на швидкість і пропускну здатність, ніж на деякі інші засоби безпеки.

Litecoin (2011): Створений незабаром після Bitcoin, Litecoin працює як PoW-блокчейн із зміненими параметрами — швидшими часами блоків і іншими алгоритмами хешування. Це демонструє, як протоколи рівня 1 можна адаптувати, зберігаючи основні принципи.

Cardano: Заснований Чарльзом Хоскінсоном (колишнім з Ethereum) у 2015 році, Cardano наголошує на наукових дослідженнях і академічній строгості у своєму розвитку. Він дозволяє стороннім розробникам створювати на його інфраструктурі, конкуруючи у багатому просторі альтернативних блокчейнів рівня 1.

Вибір між архітектурою рівня 1 і рівня 2: переваги та виклики

Блокчейни рівня 1 мають внутрішні обмеження. Алгоритми L1 мають бути детермінованими — усі учасники мережі дотримуються однакових правил. Це забезпечує передбачуваність і безпеку, але обмежує інновації та масштабованість.

Засновник Ethereum Віталік Бутерін описав цю фундаментальну напругу як «трилему блокчейну» — розробники мають пожертвувати одним із трьох важливих аспектів: децентралізацією, безпекою або масштабованістю. Більшість проектів рівня 1 оптимізують два з трьох, частково компрометуючи третій.

Зараз досліджуються рішення, такі як «шардинг», що розбиває основний блокчейн на менші частини даних. Це зменшує обчислювальне навантаження на окремі вузли і потенційно підвищує пропускну здатність. Однак впровадження таких рішень у вже існуючий L1 вимагає масштабної координації та тестування.

Ще один недолік — погана взаємодія між різними блокчейнами рівня 1. Оскільки кожен L1 має свої стандарти кодування і працює як самостійна система, передача активів між блокчейнами або взаємодія між мережами залишається складною і ризикованою. Це називають «проблемою інтероперабельності». Нові проєкти, такі як Cosmos і Polkadot, присвячують свою філософію саме вирішенню цієї проблеми.

Блокчейни рівня 1 проти рішення рівня 2: розуміння архітектури

На початку історії криптовалют термін «рівень 1» не існував — проєкти блокчейнів працювали незалежно без спільної рамки. З появою нових протоколів, що будувалися поверх уже існуючих блокчейнів, виникла необхідність у розмежуванні, і з’явився термін «рівень 2» (L2).

Протоколи рівня 2 використовують безпекову інфраструктуру існуючого L1, додаючи нові можливості. Наприклад, рішення на базі Ethereum, такі як Arbitrum, Optimism і Polygon, працюють поверх основного блокчейну Ethereum. Користувачі можуть переміщувати активи до цих L2-мереж для швидших транзакцій і нижчих комісій, а потім повертати їх на основний Ethereum для остаточного підтвердження.

Ключова різниця: блокчейни рівня 1 створюють «монети» (наприклад, BTC, ETH, SOL), які є невід’ємною частиною функціонування та безпеки протоколу. Проєкти рівня 2 зазвичай випускають «токени» (наприклад, MATIC або ARB), які працюють лише у межах L2 і залежать від основного L1 для остаточності та безпеки.

Ця ієрархічна структура породила складну екосистему, де блокчейни рівня 1 виступають як рівень розрахунків, а рішення рівня 2 — як щоденна транзакційна інфраструктура. Разом вони вирішують проблеми масштабованості, з якими стикаються окремі L1.

Чому блокчейни рівня 1 важливі для вашої криптоподорожі

Блокчейни рівня 1 — це більше ніж технічна інфраструктура; вони втілюють філософські принципи децентралізації, опору цензурі та прозорого встановлення правил. Успіх будь-якого криптопроєкту часто залежить від його рішень у дизайні L1: баланс між безпекою і швидкістю, модель управління та підтримка спільноти.

Якщо ви торгуєте, створюєте або просто вивчаєте криптовалюту, розуміння роботи систем рівня 1 дає концептуальну основу для всього іншого у технології блокчейн.