Блокчейни першого рівня: визначення та особливості

Децентралізація — ключова ознака віртуальних валют, наприклад Bitcoin (BTC). Відсутність центрального органу не означає хаотичності криптовалют. Навпаки, технічна структура криптомереж вражає складністю й організацією. Криптовалюти не працювали б без стабільних і самодостатніх протоколів, які забезпечують безпечні однорангові (P2P) перекази. Для багатьох криптопроєктів блокчейн першого рівня (L1) є основою архітектури програмного забезпечення, тому він є центральним для дослідження нових і складних технологій.

Визначення блокчейну першого рівня

Блокчейни першого рівня — це базовий рівень архітектури криптовалют. Щоб зрозуміти, що таке блокчейн першого рівня, слід розглядати його як децентралізований програмний протокол, який визначає та забезпечує виконання правил для криптопроєктів. Програмний код L1-протоколу задає стандарти, яких вузли мають дотримуватися для безпечної трансляції, перевірки та публікації нових транзакцій у відкритому платіжному реєстрі. У цих технічних специфікаціях містяться всі ключові інструкції, що регулюють функціонування криптовалюти.

L1-блокчейни розташовані на базовому рівні архітектури криптовалют. Їх часто називають фундаментальним або базовим шаром. У професійному середовищі поняття «мейннет» і L1 часто використовуються як синоніми, оскільки протокол L1 містить усі ключові параметри, необхідні для роботи криптовалюти. Така фундаментальна роль робить L1-блокчейни центральним елементом для розуміння принципів функціонування криптовалют.

Як функціонують блокчейни першого рівня у криптосекторі

Кожна криптовалюта має власні стандарти кодування й протоколи для підтримки роботи мережі. Проте всі L1-блокчейни використовують механізм консенсусу для встановлення довіри між децентралізованими операторами вузлів. Ці механізми базуються на складних алгоритмах, які визначають і контролюють правила обробки криптовалютних транзакцій.

Блокчейн Bitcoin, наприклад, застосовує консенсус proof-of-work (PoW): комп’ютери розв’язують складні математичні задачі кожні 10 хвилин, щоб внести нові операції BTC у реєстр. Натомість L1-блокчейни Ethereum (ETH) та Solana (SOL) використовують proof-of-stake (PoS): вузли блокують криптовалюту в блокчейні, отримуючи право підтверджувати транзакції. Для стимулювання операторів вузлів у L1-протоколах як PoW, так і PoS-мережі винагороджують публікацію блоків нативною криптовалютою мережі.

Окрім алгоритму консенсусу, L1-блокчейни інтегрують додаткові захисні механізми у код, щоб підтримувати цілісність процесів і запобігати шкідливим діям. У багатьох PoS-блокчейнах діє політика «slashing» (конфіскація застейканої криптовалюти за порушення правил). Bitcoin, наприклад, вимагає багаторазового підтвердження валідності переказу BTC до остаточного внесення у платіжний реєстр.

L1-блокчейни також регулюють транзакційні (gas) комісії та графік випуску нативної криптовалюти. Блокчейн Bitcoin першого рівня автоматично скорочує обсяг BTC, що надходить в обіг, приблизно раз на чотири роки під час так званого «halving» (зменшення винагороди за блок). У свою чергу, L1 Ethereum має динамічний механізм емісії та «спалювання» ETH: блокчейн автоматично додає й вилучає ETH з обігу залежно від мережевої активності. Після оновлення EIP-1559 частина кожної комісії на Ethereum спалюється для контролю інфляції ETH.

Приклади блокчейнів першого рівня

Bitcoin сформував основу для реалізації L1-блокчейну, а сотні інших криптовалют розробили власні ланцюги першого рівня. Більшість провідних криптовалют використовують L1-блокчейни для захисту мережі, наочно демонструючи принципи блокчейну першого рівня.

Bitcoin — найстаріша та найбільша криптовалюта, створена під псевдонімом Сатоші Накамото. L1-блокчейн BTC працює на енергоємному алгоритмі PoW, де вузли кожні 10 хвилин розв’язують математичні задачі та фіксують нові операції.

Ethereum — друга за капіталізацією криптовалюта, що дозволяє стороннім розробникам створювати децентралізовані застосунки (dApps) на основі свого L1-протоколу. Спочатку Ethereum був PoW L1-блокчейном за моделлю Bitcoin, однак після оновлення «Merge» перейшов на PoS, демонструючи розвиток технології L1.

Litecoin (LTC) створено для швидких і дешевих однорангових транзакцій. Хоча Litecoin має власний алгоритм у L1-дизайні, він зберігає PoW як механізм консенсусу, подібно до Bitcoin.

Solana — представник категорії «конкурентів Ethereum», які пропонують аналогічні сервіси із швидшою обробкою транзакцій чи нижчими комісіями. PoS-блокчейн Solana першого рівня відомий високою пропускною здатністю — десятки тисяч транзакцій на секунду (TPS).

Cardano — ще один PoS L1-блокчейн із категорії конкурентів Ethereum. Заснований колишнім розробником Ethereum Чарльзом Хоскінсоном, Cardano акцентує на рецензованих дослідженнях і підтримує створення dApps сторонніми розробниками на своєму L1.

Обмеження протоколів першого рівня

Попри важливість для безпечної та ефективної обробки криптовалютних транзакцій, L1-блокчейни часто характеризуються недостатньою гнучкістю. Алгоритми L1-блокчейнів суворо детерміновані, щоб усі учасники децентралізованої мережі дотримувалися єдиних правил. Така жорсткість коду забезпечує передбачуваність і безпеку, але обмежує інноваційність і можливості масштабування.

Віталік Бутерін, співзасновник Ethereum, описав проблему масштабованості L1 як «blockchain trilemma» (трілема блокчейну), що означає неможливість одночасного досягнення децентралізації, безпеки та масштабованості. Розробники L1-ланцюгів, зокрема Ethereum, впроваджують інструменти масштабування, наприклад «шардинг» (розподіл мережі на менші незалежні частини даних). Мета — знизити потребу в даних для кожного вузла, підвищуючи швидкість і ефективність мережі.

Ще одним значним обмеженням L1 є відсутність ефективної взаємодії з іншими блокчейнами. Кожен L1 має ізольовану систему та власні стандарти коду, тому безпечний переказ монет між різними L1 або робота із застосунками інших мереж часто ускладнені чи неможливі. Це часто називають «interoperability problem» (проблема взаємодії між мережами). Деякі проєкти, як Cosmos і Polkadot, цілеспрямовано вирішують питання міжблокчейнової інтеграції (IBC).

Layer 1 та Layer 2: у чому різниця

На початкових етапах розвитку криптовалют термін L1 не використовувався, оскільки всі блокчейни виконували схожі функції: обробляли транзакції та забезпечували безпеку мережі. З появою нових криптовалют, побудованих поверх базових ланцюгів, розробники ввели термін layer 2 (L2) для відмінності від L1.

L2 — це криптовалютні проєкти, що використовують захищеність L1-блокчейнів. Зазвичай L2 базуються на децентралізації відомих L1 (наприклад, Ethereum), додаючи нові сценарії використання або підвищуючи масштабованість основного протоколу. L2-мережі Arbitrum, Optimism та Polygon працюють на Ethereum і забезпечують користувачам швидші транзакції й менші комісії. Для роботи з такими L2 користувачі перераховують цифрові активи на L2, а остаточні транзакції здійснюють у мейннеті Ethereum.

L2 можуть мати власні цифрові активи, які називають «токенами», тоді як в L1 — це «монети». Відмінність полягає в тому, що токени існують лише на базі L1, а монети є невід’ємною частиною протоколу L1. Токени — це додаткові функції L1-екосистеми, а монети — основний платіжний інструмент блокчейну. Приклади L2-токенів: MATIC (Polygon), ARB (Arbitrum), OP (Optimism).

Висновок

Блокчейни першого рівня — фундамент інфраструктури криптовалют, базові протоколи для захищених децентралізованих однорангових транзакцій. Розуміння сутності блокчейну першого рівня необхідне кожному, хто працює у криптосфері. Від proof-of-work у Bitcoin до proof-of-stake у Ethereum і високої пропускної здатності Solana — L1-блокчейни забезпечують довіру та безпеку децентралізованих мереж.

Незважаючи на такі виклики, як трілема блокчейну чи проблема взаємодії, інновації на кшталт шардингу та міжблокчейнових протоколів розширюють можливості технології. Розмежування між L1 і L2 демонструє розвиток блокчейн-архітектури: базові шари гарантують захищеність і децентралізацію, а другий рівень забезпечує масштабованість і нові функції. Зі зростанням криптовалютного ринку розуміння L1-блокчейнів залишається основою для розуміння технологічних принципів децентралізованих фінансів та цифрових застосунків.

FAQ

Що таке Layer 1 і Layer 2 у блокчейні?

Layer 1 — це основна блокчейн-мережа, наприклад Bitcoin чи Ethereum. Layer 2 — це другий рівень, побудований на Layer 1 для підвищення масштабованості й ефективності мережі.

Solana — це Layer 1 чи Layer 2?

Solana — це блокчейн першого рівня. Вона самостійно виконує й підтверджує транзакції у власному основному ланцюгу.

Що таке блокчейн третього рівня (Layer 3)?

Блокчейни третього рівня — це спеціалізовані мережі, побудовані поверх Layer 1 та 2, які забезпечують індивідуальні рішення для окремих застосунків, підвищуючи масштабованість і функціональність.

XRP — це Layer 1 чи Layer 2?

XRP — це блокчейн першого рівня. Його створено для швидких і доступних платежів інституційного класу з акцентом на масштабованість і регуляторну відповідність.