Уровни блокчейна

05.09.2022 | mnalilovich

В связи с развитием технологий, построенных на блокчейне, и увеличением количества пользователей, появилась проблема в виде повышенной нагрузки на сеть и невозможности увеличения пропускной способности.

Масштабируемость — это камень преткновения блокчейнов, созданных на основе алгоритма Proof-of-Work и не рассчитанных на рост количества обрабатываемых транзакций в геометрической прогрессии.

Существует несколько способов решения проблемы с масштабируемостью блокчейна, но не все они легко реализуются. Например, переход на алгоритм консенсуса Proof-of-Stake, внедрение технологий для увеличения блоков или изменения механизма обработки данных могут привести к хардфорку.

Самый простой вариант — это реализация блокчейна второго уровня.

Что такое уровни блокчейна

Уровни блокчейна представляют из себя модели построения сети. Сейчас существуют блокчейны первого и второго уровня. Они отличаются зависимостью друг от друга и механизмами обработки транзакций.

Блокчейн первого уровня

*Первый уровень — это основной блокчейн, построенный с нуля и не основанный на уже существующей сети. *

Такой блокчейн выступает в качестве основополагающего и на нем может быть создан второй уровень. Для обработки транзакций и создания нового блока первому уровню не нужно связываться с другим блокчейном, он полностью автономен.

Именно из-за такого механизма работы, блокчейны первого уровня тяжело поддаются масштабированию, ведь внедрить в них нововведения сложно и изменения требуют согласия сообщества.

Блокчейн второго уровня

*Второй уровень представляет из себя надстройку над основным блокчейном. *

Он создает дополнительную структуру, в которой обработка транзакций проходит независимо от первого уровня. Такой механизм позволяет снизить нагрузку на основную сеть и повысить скорость подтверждения транзакций без изменения структуры первого уровня. Второй уровень берет на себя задачу по быстрой обработке данных, а первый поддерживает работоспособность и безопасность.

Блокчейны второго уровня помогают расширить функцональность основного блокчейна, благодаря более быстрой пропускной способности. Они дают возможность не отказываться от старых сетей в пользу новых из-за недостаточной масштабируемости.

Как проблема масштабируемости решается блокчейном второго уровня

Существует несколько вариантов реализации масштабирования через второй уровень.

Роллапы

Это технология для выполнения транзакций вне основного блокчейна. Роллапы бывают двух видов: Optimistic и Zero Knowledge. В основном используется второй вариант. Роллапы проводят большое количество транзакций, объединяя их. При добавлении этих транзакций в основной блокчейн, они расцениваются как одна транзакция. В основном используются ZK-роллапы, так как при переносе средств на первый уровень блокчейна не требуется проверка на безопасность, в отличие от Optimistic раллапов.

Также ZK-роллапы снижают комиссию за транзакции, благодаря их объединению при добавлении в блок. Так как множество транзакций расценивается как одна, то и комиссия взимается за одну транзакцию, после чего распределяется между всеми пользователями.

Сайдчейны

Это отдельный блокчейн, привязанный к первому уровню, на основе которого он создан. Сайдчейны создаются для реализации функций, которые невозможно внедрить в основную сеть, и более быстрого подтверждения транзакций. Так как сайдчейн — это независимая сеть, операции в ней никак не связаны с основным блокчейном, что и помогает избежать долгого проведения транзакций. Из основной сети можно отправить средства в сайдчейн, чтобы совершить через него необходимые транзакции и вернуть обратно.

Платежный канал

Это способ проведения транзакций без их записи в блокчейн. Механизм работает посредством перевода активов при использовании смарт-контракта, который обменивает средства через адрес с мультиподписью.

Адрес, через который проходит обмен, содержит определенный депозит средств. Транзакции проводятся внутри него между пользователями, у которых есть подпись. В рамках сети ничего не меняется, так как баланс остается неизменным. Этот метод снижает нагрузки на сеть за счет уменьшения записей, вносимых в блоки.