Web3 ja plokiahel: mis on Layer-1 ja Layer-2 skaleerimislahendused?

Web3 ja plokiahela tehnoloogia on oma oluliste omadustega maailma vallutanud ning üks põhitunnus on detsentraliseerimine ehk süsteemi või protsessi juhtimine hajutatud võrgu kaudu, mis kõrvaldab vajaduse keskse haldaja järele.

Plokiahela jätkuva arenguga kasvab ka selle kasutuselevõtt, mis on toonud kaasa arvukate protokollide ja projektide käivitamise. Siiski on plokiahelal vaja ületada üks kriitiline takistus, et jõuda laialdase kasutuselevõtuni – just siin tulevad appi skaleerimislahendused. 

See artikkel uurib kahte peamist lähenemist plokiahela skaleerimisele: Layer-1 ja Layer-2 lahendusi. Mida tähendavad plokiahela skaleerimislahendused, mida need teevad ja kuidas need aitavad kaasa eesmärgile muuta Web3 turvalisemaks ja lihtsamini kasutatavaks? Uurime järele!

Mis on plokiahela skaleeritavus?

Kujuta ette kiiret maanteed, kus autod kihutavad riigis kehtiva kiiruspiiranguga, kuid kõik juhid aeglustavad ja peatuvad foori ees. See näitab, et autod liiguvad maanteedel kiiresti, kuid aeglustavad fooridele lähenedes – just nii töötab ka plokiahel! 

Aga ei, plokiahel ei tegele autodega, vaid kannab infot (tehinguid). Plokiahela tehingud on kiired, turvalised ja läbipaistvad, kuid kui võrgus on liiga palju liiklust, aeglustub kõik dramaatiliselt – just siin tuleb mängu skaleeritavus.

Plokiahela skaleeritavus tähendab võrgu võimet käidelda tõhusalt kasvavat tehingute arvu. See näitab sisuliselt, kui hästi suudab plokiahel säilitada kiireid tehingute töötlemisaegu ja madalaid tasusid, kui kasutajaskond ja tehingumaht kasvavad.

Miks on skaleeritavus oluline?

Piiratud skaleeritavus kujutab endast plokiahela kasutuselevõtule olulist väljakutset. Siin on põhjus:

Aeglased tehingud

Kui plokiahel jõuab oma mahupiirini, võivad tehingu kinnitamise ajad muutuda piinavalt aeglaseks. See võib kasutajaid frustreerida ja takistada reaalse maailma rakendusi.

Kõrged tasud

Suurenenud ummistuse korral võivad tehingutasud järsult tõusta. See võib pärssida kasutajate soovi võrgus osaleda.

Piiratud kasutatavus

Halva skaleeritavusega plokiahelatel on raske toetada keerukaid rakendusi, mis nõuavad suurt tehingumahtu. Õnneks uuendavad arendajad pidevalt, et lahendada skaleeritavuse väljakutseid. Seetõttu on kaks peamist lähenemist, Layer 1 ja Layer 2 lahendused.

Mis on Layer-1 ja Layer-2 skaleerimislahendused?

Nende skaleeritavuse probleemide lahendamiseks on välja töötatud mitmesuguseid skaleerimislahendusi, mis jagunevad peamiselt Layer-1 ja Layer-2 lahendusteks. Need lahendused püüavad erineval viisil parandada plokiahela võrkude jõudlust ja skaleeritavust.

Layer-1 skaleerimislahendus

Plokiahela skaleeritavuse ja kiiruse parandamiseks nõuavad layer-1 skaleerimislahendused olulisi muudatusi algses protokollis. See hõlmab muudatusi plokiahela arhitektuuris ja konsensuse mehhanismides.

Need muudatused integreeritakse otse plokiahela tuumkihti, eesmärgiga käidelda rohkem tehinguid sekundis (TPS) ja parandada üldist tõhusust. Optimeerides tuumkihti, püüavad Layer-1 lahendused suurendada plokiahela läbilaskevõimet ilma väliste süsteemide või kihtideta.

Layer-2 skaleerimislahendus

Layer-2 skaleerimislahendused töötavad olemasoleva plokiahela peal, luues tehingute töötlemiseks lisakihi. Need lahendused püüavad parandada plokiahela skaleeritavust, viies tehingud peaahelast välja, vähendades seeläbi ummistust ja parandades kiirust. 

Layer-2 lahendused käitlevad tehinguid väljaspool peaahelat ja arveldavad need perioodiliselt peaplokiahelas, tagades turvalisuse ja detsentraliseerituse säilimise. See lähenemine võimaldab suurendada tehingute läbilaskevõimet ja vähendada tasusid ilma aluseks olevat plokiahela protokolli muutmata.

Kuidas Layer-1 skaleerimislahendused töötavad?

Layer-1 skaleerimislahendused hõlmavad plokiahela baasprotokolli põhjalikke muudatusi, et parandada selle skaleeritavust ja jõudlust. Need lahendused püüavad suurendada plokiahela läbilaskevõimet, parandades selle põhifunktsioone ja toiminguid. 

Peamine rõhk on plokiahela arhitektuuri ja konsensusmehhanismide optimeerimisel, et käidelda rohkem tehinguid sekundis (TPS) ja parandada üldist tõhusust.

Layer-1 skaleerimislahenduste näited

Suurendatud ploki suurus

See lihtne lähenemine suurendab andmete hulka, mida iga plokk mahutab, võimaldades ploki kohta töödelda rohkem tehinguid. Bitcoinil on näiteks ploki suuruse piirang 1 MB, samas kui Bitcoin Cash suurendas selle 32 MB-ni. Ploki suuruse liigne suurendamine võib aga viia tsentraliseerumiseni, kuna plokkide kinnitamiseks on vaja võimsamaid arvuteid.

Tõendus osalusest (PoS)

Proof-of-Work'i (PoW), Bitcoini kasutatava konsensusmehhanismi, asendamine Proof-of-Stake'iga võib parandada skaleeritavust. PoW-s võistlevad kaevurid keerukate mõistatuste lahendamises, et tehinguid valideerida ja preemiaid teenida. PoS seevastu valideerib tehinguid selle põhjal, kui palju münte kasutaja hoiab (tema panus). See kaotab PoW-s vajaliku suure arvutusvõimsuse, mis viib kiirema tehingutöötluseni.

Shardimine

See meetod jagab plokiahela mitmeks killustikuks (shard), millest igaüks töötleb tehinguid iseseisvalt. See suurendab oluliselt tehingute läbilaskevõimet, kuna mitu killustikku saavad tehinguid samaaegselt kinnitada. Killustamine võib aga tuua kaasa keerukust ja võimalikke turvariske, kuna see nõuab killustike vahelist suhtlust ja koordineerimist.

Layer-1 skaleerimislahenduste eelised ja piirangud

Layer-1 skaleerimislahenduste eelised:

Suurenenud tehingute läbilaskevõime

Layer-1 skaleerimislahendused võivad oluliselt suurendada plokiahela poolt sekundis töödeldavate tehingute arvu, muutes võrgu tõhusamaks ja suutelisemaks suuremat koormust taluma.

Suurem turvalisus ja detsentraliseeritus

Parandades tuumprotokolli, säilitavad või tugevdavad Layer-1 lahendused sageli plokiahela olemuslikke turvalisuse ja detsentraliseerituse omadusi, tagades tugevad ja usaldust mittevajavad toimingud.

Pikaajaline jätkusuutlikkus

Plokiahela arhitektuuri põhjalikud täiustused võivad pakkuda püsivat kasu, luues kindla aluse tulevastele skaleeritavuse ja jõudluse parandustele ilma pidevaid väliseid lahendusi vajamata.

Väiksem ummistus ja madalamad tasud

Tõhusama tehingute töötlemisega kogeb võrk vähem ummistust, mis toob kasutajatele kaasa madalamad tehingutasud ja kiirema kinnitusaja.

Layer-1 skaleerimislahenduste piirangud

Keeruline rakendamine

Layer-1 muudatuste rakendamine võib olla tehniliselt keeruline ning nõuda märkimisväärselt aega ja ressursse. Need muudatused eeldavad sageli kogukonna ja arendajate üksmeelt, mille saavutamine võib olla keeruline.

Kõva hargnemise (hard fork) risk

Suured muudatused plokiahela protokollis võivad põhjustada kõvasid hargnemisi (hard fork), kus plokiahel jaguneb kaheks eraldi võrguks. See võib tekitada segadust, turvariske ja killustumist kogukonnas.

Skaleeritavuse kompromissid

Mõned Layer-1 lahendused võivad nõuda kompromisse, näiteks teatud detsentraliseerituse või turvalisuse taseme ohverdamist suurema skaleeritavuse nimel. Nende kompromisside tasakaalustamine on kriitilise tähtsusega väljakutse.

Piiratud kohene mõju

Kuigi Layer-1 lahendused pakuvad pikaajalist kasu, võib nende kohene mõju olla piiratud võrreldes Layer-2 lahendustega, mis suudavad olemasoleva plokiahela peal töötades sageli kiiremini skaleeritavust parandada.

Kuidas Layer-2 skaleerimislahendused töötavad?

Layer-2 skaleerimislahendused töötavad olemasoleva plokiahela peal, luues lisakihi, mis käitleb tehingute töötlemist tõhusamalt. Need lahendused püüavad vähendada peaplokiahela koormust, viies tehingud sellest välja ja töödeldes neid väljaspool ahelat või teisestes võrkudes. 

Nende tehingute tulemused arveldatakse seejärel perioodiliselt peaplokiahelas, tagades kogu süsteemi turvalisuse ja terviklikkuse. Nii saavad Layer-2 lahendused oluliselt parandada plokiahela võrkude skaleeritavust ja kiirust ilma baasprotokolli põhjalike muudatusteta.

Layer-2 skaleerimislahenduste näited

Olekukanalid

Need võimaldavad osapooltel teha mitu tehingut väljaspool ahelat. Kui tehingud on lõpetatud, salvestatakse lõplik olek peaplokiahelasse, minimeerides ahelasisest tehingumahtu.

Külgahelad

Need on eraldi plokiahelad, mis töötavad paralleelselt peaahelaga ja on sellega ühendatud. Tehinguid saab töödelda külgahelas ja seejärel perioodiliselt arveldada peaahelas, vähendades peaahela töökoormust.

Rollupid

Need koondavad mitu tehingut üheks tehinguks, mis seejärel postitatakse peaahelasse. Optimistic Rollups ja Zero-Knowledge (ZK) Rollups on kaks peamist rollup'i tüüpi. Mõlemad käitlevad tehinguid väljaspool ahelat ja esitavad seejärel kokkuvõtte tagasi peaplokiahelasse. Selle meetodi eesmärk on tõhusalt suurendada tehingute läbilaskevõimet.

Layer-2 skaleerimislahenduste eelised ja piirangud

Layer-2 skaleerimislahenduste eelised:

Parem skaleeritavus

Käideldes tehinguid väljaspool ahelat või lisakihtidel, suurendavad Layer-2 lahendused märkimisväärselt tehingute läbilaskevõimet, vähendades samal ajal koormust peaplokiahelal.

Madalamad tehingutasud

Viies tehingud peaahelast välja, aitavad Layer-2 lahendused vähendada võrgu ummistust, mis toob kasutajatele kaasa madalamad tehingutasud.

Kiiremad tehingukiirused

Layer-2 lahendustel töödeldud tehinguid saab kinnitada palju kiiremini kui peaahelal toimuvaid, mis parandab kasutajakogemust.

Peaahela turvalisuse säilimine

Kuna Layer-2 lahendused arveldatakse lõpuks peaplokiahelas, pärivad need aluseks oleva Layer-1 protokolli turvalisuse ja detsentraliseerituse eelised.

Layer-2 lahenduste piirangud 

Keerukus

Layer-2 lahenduste rakendamine ja haldamine võib olla tehniliselt keeruline, nõudes keerukat taristut ja protokolle, et tagada sujuv integratsioon peaahelaga.

Usaldusega seotud eeldused

Mõned Layer-2 lahendused võivad tuua kaasa täiendavaid usalduseeldusi, mis võivad kahjustada plokiahela tehingute usaldust mittevajavat olemust.

Sõltuvus peaahelast

Kuigi Layer-2 lahendused viivad tehingud ahelast välja, sõltuvad need lõpliku arvelduse osas ikkagi peaahelast, mis tähendab, et need ei suuda peaahela kitsaskohti täielikult kõrvaldada.

Kasutajate kasutuselevõtt

Selleks, et Layer-2 lahendused oleksid tõhusad, on hädavajalik laialdane kasutajate kasutuselevõtt ja tugi laiemalt ökosüsteemilt (nt rahakotid ja börsid).

Layer-1 ja Layer-2 skaleerimislahenduste võrdlus

Siin on otsene võrdlus Layer-1 ja Layer-2 skaleerimislahenduste vahel:

Lähenemine

Layer-1 lahendused muudavad plokiahela baaskihti. Layer-2 lahendused seevastu töötavad olemasoleva plokiahela peal.

Rakendamine

Layer-1 lahendused hõlmavad otseseid muudatusi plokiahela protokollis ja arhitektuuris, samas kui Layer-2 lahendused loovad tehingute töötlemiseks teisesed kihid või võrgud.

skaleeritavus

Layer-1 lahendused parandavad skaleeritavust, suurendades plokiahela olemuslikku läbilaskevõimet. Layer-2 lahendused seevastu viivad tehingud peaahelast välja, parandades oluliselt läbilaskevõimet.

Turvalisus ja detsentraliseeritus

Layer-1 lahendused säilitavad või tugevdavad tavaliselt neid omadusi, kuid võivad nõuda kompromisse. Layer-2 lahendused sõltuvad seevastu lõpliku arvelduse osas peaahelast, säilitades turvalisuse, kuid võivad tuua kaasa täiendavaid usalduseeldusi.

Keerukus ja risk

Layer-1 lahendustega kaasneb suur keerukus ja risk, sealhulgas võimalikud kõvad hargnemised ja konsensuseväljakutsed. Layer-2 lahendused on seevastu tehniliselt keerukad, kuid ei muuda baasprotokolli. Nende edu sõltub kasutajate kasutuselevõtust ja ökosüsteemi toest.

Kokkuvõte

Plokiahela tehnoloogia skaleeritavaks ja tõhusaks muutmisel on olulised nii Layer-1 kui ka Layer-2 skaleerimislahendused. Layer-1 lahendused hõlmavad plokiahela tuumprotokolli põhjalikke muudatusi, parandades otseselt selle läbilaskevõimet ja jõudlust. 

Layer-2 lahendused seevastu töötavad olemasoleva plokiahela peal, viies tehingud teisestesse kihtidesse, et leevendada ummistust ja parandada kiirust. 

Kummalgi lähenemisel on omad eelised ja piirangud ning nende kombineeritud kasutamine on hädavajalik, et saavutada tugevad ja skaleeritavad plokiahela võrgud, mis suudavad taluda suuremat nõudlust ja pakkuda mugavat kasutajakogemust.

Zypto: plokiahela skaleeritavuse tõstmine Layer-1 ja Layer-2 lahendustega

Zypto pühendub plokiahela tehnoloogia edasiarendamisele täiustatud skaleerimislahenduste abil. Usume plokiahela potentsiaali igapäevaseks kasutamiseks ja meie uuenduslikud tööriistad muudavad selle tegelikkuseks. Zypto on pühendunud Web3 rakenduste skaleeritavuse ja tõhususe parandamisele.

Kas oled valmis kogema plokiahela tulevikku? Vaata ringi meie veebilehel ja uuri, kuidas Zypto kasutab nii Layer-1 kui ka Layer-2 lahendusi sinu plokiahela tegevuste optimeerimiseks.