Blockchain היא טכנולוגיה מהפכנית המאפשרת חילופי נתונים מאובטחים ושקופים. הוא משתמש בסדרה של שכבות לאחסון ועיבוד מידע, המכונה שכבות 0-3. לכל שכבה יש מטרה ותפקוד משלה, המאפשרת מערכת מקיפה שיכולה לטפל במגוון רחב של עסקאות.
Blockchain מוגדר כטכנולוגיית ספרות חשבונות מבוזרת (DLT) המאפשרת החלפה מאובטחת ומהימנה של נכסים דיגיטליים בין שני צדדים או יותר. זוהי מערכת ייחודית המתפקדת כרשת פתוחה ומבוזרת לאחסון נתונים על מספר מחשבים בו זמנית.
שכבה 1
על מנת לאמת ולסיים עסקאות, שכבה 1 היא הבלוקצ'יין הבסיסי שעליו ניתן לבנות מספר רב של שכבות אחרות. הם יכולים לעבוד באופן עצמאי מבלוקצ'יין אחרים.
ניתן לפרק את שכבה 1 לשלושה מקטעים:
- שכבת הנתונים- אחראית לאחסון כל הנתונים הקשורים לעסקאות בתוך הרשת. זה כולל דברים כמו היסטוריית עסקאות, יתרות, כתובות וכו'. שכבה זו גם עוזרת לאמת כל עסקה על ידי שימוש באלגוריתמים קריפטוגרפיים (האשינג) כדי להבטיח דיוק ואבטחה.
- שכבת רשת- אחראית על טיפול בתקשורת בין משתמשים ברשת הבלוקצ'יין. היא אחראית לשידור עסקאות והודעות אחרות ברחבי הרשת, וכן לאמת את הדיוק והלגיטימיות של הודעות אלו.
- שכבת קונצנזוס- מאפשרת לבלוקצ'יין להגיע להסכמה על מערכת כללים שכל המשתמשים חייבים לפעול עליהם בעת ביצוע עסקאות. זה מבטיח שכל העסקאות תקפות ומעודכנות על ידי שימוש באלגוריתמים של קונצנזוס כגון הוכחת עבודה, הוכחת הימור או סובלנות תקלות ביזנטית.
- שכבת היישום/החוזה החכם היא המקום שבו רוב הפונקציונליות מתרחשת בתוך רשת בלוקצ'יין. שכבה זו מכילה קוד (או חוזים חכמים) שניתן להשתמש בהם לבניית אפליקציות הפועלות על גבי מערכת האקולוגית של הבלוקצ'יין. יישומים אלו מסוגלים לבצע עסקאות ולאחסן נתונים בצורה מאובטחת, מבוזרת. לא לכל פרוטוקולי layer1 יש פונקציונליות חוזים חכמה.
דוגמאות לרשתות כאלה הן ביטקוין, סולנה, Ethereum, ו קרדנו- שלכולם יש אסימון מקורי משלהם. אסימון זה משמש במקום עמלות עסקה ומשמש כתמריץ למשתתפי הרשת להצטרף לרשת.
בעוד שלמטבעות אלה יש ערכים שונים המבוססים על הפרויקט הבסיסי, מטרתם נותרה ללא שינוי: מתן מנגנון תמיכה כלכלי לפונקציונליות הבלוקצ'יין.
לרשתות שכבה 1 יש בעיות בקנה מידה, שכן הבלוקצ'יין מתקשה לעבד את מספר העסקאות שהרשת דורשת. כתוצאה מכך עמלות העסקה גדלות באופן דרסטי.
ה-Blockchain Trilemma, מונח שטבע ויטאליק בוטרין, מופעל לעתים קרובות תוך כדי דיון בפתרונות אפשריים לבעיה זו; צריך בעצם לאזן בין ביזור, אבטחה ומדרגיות.
לרבות מהגישות הללו יש פשרות משלהן; כמו מימון supernodes - ובכך לרכוש מחשבי-על ושרתים גדולים - על מנת להגביר את המדרגיות אך ליצור בלוקצ'יין מרוכז מטבעו.
גישות לפתרון טרילמת הבלוקצ'יין:
הגדל את גודל הבלוק
הגדלת גודל הבלוק של רשת שכבה 1 יכולה למעשה לעבד יותר עסקאות. עם זאת, לא ניתן לתחזק בלוק גדול לאין שיעור, שכן בלוקים גדולים יותר פירושם מהירויות עסקאות איטיות יותר בשל הדרישות המוגברות של הנתונים וירידה בביזור. זה משמש כמגבלה להרחבה באמצעות הגדלת גודל הבלוק, ומגביל את שיפורי הביצועים במחיר הפוטנציאלי של ירידה באבטחה.
שנה מנגנון הסכמה
בעוד שמנגנוני הוכחת עבודה (POW) עדיין קיימים, הם פחות ברי קיימא וניתנים להרחבה מאשר עמיתיהם להוכחת סיכון (POS). זו הסיבה ש-Ethereum עבר מ-POW ל-POS; הכוונה היא לספק אלגוריתם קונצנזוס בטוח ואמין יותר שמפיק תוצאות טובות יותר מבחינת מדרגיות.
Sharding
Sharding היא טכניקת חלוקה למחיצות של מסד נתונים המשמשת להגדלת הביצועים של מסדי נתונים מבוזרים. על ידי פילוח והפצה של ספר חשבונות בלוקצ'יין על פני מספר צמתים, פיצול מציע מדרגיות משופרת אשר מגדילה את תפוקת העסקאות שכן רסיסים מרובים יכולים לעבד עסקאות במקביל. זה מביא לשיפור בביצועים ובזמן עיבוד מופחת משמעותית בהשוואה לגישה הסדרתית המסורתית.
בדומה לאכילת עוגה מחולקת לפרוסות. באופן זה, אפילו עם עלייה בנפח הנתונים או כל גודש ברשת, רשתות מרוסקות הן הרבה יותר יעילות מכיוון שכל הצמתים המשתתפים עובדים ביחד באופן סינכרוני על עיבוד עסקאות.
שכבה 2
פרוטוקולי שכבה 2 בנויים על גבי הבלוקצ'יין של שכבה 1 כדי לטפל בבעיות המדרגיות שלו מבלי להעמיס יתר על המידה את שכבת הבסיס.
זה נעשה על ידי יצירת מסגרת משנית, המכונה "מחוץ לשרשרת", המאפשרת תפוקת תקשורת טובה יותר וזמני עסקאות מהירים יותר ממה ש-Layer 1 יכולה לתמוך.
באמצעות פרוטוקולי שכבה 2, מהירויות העסקאות משתפרות ותפוקת העסקאות מוגברת, כלומר ניתן לעבד יותר עסקאות בבת אחת בתוך פרק זמן מוגדר. זה יכול להיות מועיל להפליא כאשר הרשת הראשית נעשית צפופה ומאטה, מכיוון שזה עוזר להפחית את עלויות עמלות העסקה ולשפר את הביצועים הכוללים.
להלן מספר דרכים שבהן Layer2s פותרת את טרילמה של המדרגיות:
ערוצים
ערוצים מספקים פתרון Layer 2 המאפשר למשתמשים להיכנס למספר עסקאות מחוץ לשרשרת לפני שהיא מדווחת בשכבת הבסיס. זה מאפשר לבצע עסקאות מהירות ויעילות יותר. ישנם שני סוגים של ערוצים: ערוצי תשלום וערוצי מדינה. ערוצי תשלום מאפשרים רק תשלומים, בעוד שערוצים ממלכתיים מאפשרים פעילויות הרבה יותר רחבות כמו אלו שבדרך כלל מתרחשות בבלוקצ'יין, כמו התמודדות עם חוזים חכמים.
החיסרון הוא שהמשתמשים המשתתפים חייבים להיות מוכרים לרשת, ולכן השתתפות פתוחה אינה באה בחשבון. כמו כן, כל המשתמשים יצטרכו לנעול את האסימונים שלהם בחוזה חכם מולטי-סייג לפני התקשרות עם הערוץ.
פלזמה
מסגרת הפלזמה, שנוצרה על ידי ג'וזף פון וויטאליק בוטרין, משתמשת בחוזים חכמים ובעצים מספריים כדי ליצור "שרשרות ילדים", שהן עותקים של הבלוקצ'יין המקורי - המכונה גם "שרשרת האב".
שיטה זו מאפשרת להעביר עסקאות הרחק מהשרשרת הראשית לשרשרת הילדה, ובכך לשפר את מהירות העסקה ולהפחית את עמלות העסקה, ועובדת היטב עם מקרים ספציפיים כגון ארנקים דיגיטליים.
המפתחים של Plasma עיצבו אותו במיוחד כדי לוודא שאף משתמש לא יוכל לבצע עסקאות לפני שתקופת המתנה מסוימת תסתיים.
עם זאת, לא ניתן להשתמש במערכת זו כדי לסייע בהגדלת חוזים חכמים למטרות כלליות.
Sidechains
ל-Sidechains, שהם בלוקצ'יין הפועלים במקביל לבלוקצ'יין הראשי או לשכבה 1, יש כמה מאפיינים מובהקים שמבדילים אותם מבלוקצ'יין קלאסי. שרשראות צד מגיעות עם רשתות בלוק עצמאיות משלהן, לעתים קרובות תוך שימוש במנגנוני קונצנזוס שונים ודרישות שונות לגודל בלוק משכבה 1.
עם זאת, למרות העובדה שלשרשרת צד יש רשתות עצמאיות משלהם, הם עדיין מתחברים לשכבה 1 באמצעות מכונה וירטואלית משותפת. המשמעות היא שכל חוזים או עסקאות שניתן להשתמש בהן ברשתות שכבה 1 זמינות לשימוש גם ב-sidechains, מה שיוצר תשתית רחבה של יכולת פעולה הדדית בין שני סוגי הרשתות.
רולס
רול-אפים משיגים קנה מידה על ידי קיבוץ עסקאות מרובות ב-sidechain לעסקה אחת בשכבת הבסיס ושימוש ב-SNARKs (טיעון ידע תמציתי לא אינטראקטיבי) כהוכחות קריפטוגרפיות.
בעוד שיש שני סוגים של רולאפים - ZK rollups ו-Optimistic rollups - ההבדלים נעוצים ביכולת שלהם לעבור בין שכבות.
אוסף אופטימיות משתמש במכונה וירטואלית המאפשרת העברה קלה יותר משכבה 1 לשכבה 2, בעוד שמקבצי ZK מוותרים על תכונה זו ליעילות ומהירות רבה יותר.
שכבה 0
פרוטוקולי שכבה 0 ממלאים תפקיד מרכזי באפשרות תנועה של נכסים, בשכלול חווית המשתמש ובהפחתת המכשולים הקשורים ליכולת פעולה הדדית בין שרשרת. פרוטוקולים אלו מספקים לפרויקטי בלוקצ'יין בשכבה 1 פתרון יעיל להתמודדות עם בעיות מרכזיות, כמו הקושי לעבור בין מערכות אקולוגיות של Layer1.
אין רק עיצוב אחד עבור קבוצה של פרוטוקולים Layer0; ניתן לאמץ מנגנוני קונצנזוס ברורים ופרמטרי בלוק למטרות בידול. חלק מהאסימונים של Layer0 משמשים כמסנן יעיל נגד דואר זבל, בכך שמשתמשים חייבים להפעיל את האסימונים הללו לפני שהם יכולים לגשת למערכות אקולוגיות קשורות.
Cosmos הוא פרוטוקול Layer 0, הידוע בחבילת הכלים שלו בקוד פתוח, המורכבת מ-Tendermint, Cosmos SDK ו-IBC. הצעות אלו מאפשרות למפתחים לבנות בצורה חלקה פתרונות בלוקצ'יין משלהם בתוך סביבה הדדית; הארכיטקטורה ההדדית מאפשרת לרכיבים לקיים אינטראקציה זה עם זה בחופשיות. החזון השיתופי הזה של עולם וירטואלי התממש בקוסמוסהוד, כפי שהוא נטבע באהבה על ידי חסידיו המסורים - מה שמאפשר לרשתות בלוקצ'יין לשגשג באופן עצמאי אך להתקיים באופן קולקטיבי, המגלם את "האינטרנט של הבלוקצ'יין".
דוגמה נפוצה נוספת היא מנוקד.
שכבה 3
שכבה 3 היא הפרוטוקול שמניע פתרונות מבוססי בלוקצ'יין. מכונה בדרך כלל "שכבת היישום", היא מספקת הוראות לעיבוד פרוטוקולי שכבה 1. זה מאפשר ל-Dapps, משחקים, אחסון מבוזר ויישומים אחרים הבנויים על גבי פלטפורמת בלוקצ'יין לפעול כראוי.
ללא יישומים אלה, פרוטוקולי שכבה 1 בלבד יהיו מוגבלים למדי בשימושיות; שכבה 3 חיונית לפתיחת הכוח שלהם.
שכבה 4?
Layer4 לא קיים, השכבות הנידונות נקראות ארבע השכבות של בלוקצ'יין, אבל זה בגלל שאנחנו מתחילים לספור מ-0 בעולם התכנות.
סיכום
המדרגיות של רשתות בלוקצ'יין תלויה מאוד בארכיטקטורה שלהן ובמחסנית הטכנולוגיה שבהן הם מעסיקים. כל שכבה של רשת משרתת מטרה חשובה המאפשרת תפוקה ותפעול הדדי גדול יותר עם בלוקצ'יין אחרים. פרוטוקולי שכבה 1 מהווים את שכבת הבסיס או הבלוקצ'יין הראשי, בעוד ששרשרת צד, רולאפ ופרוטוקולי שכבה 0 מספקים תמיכה נוספת לשינוי קנה מידה.
פרוטוקולי שכבה 3 מספקים הוראות המאפשרות למשתמשים לגשת ליישומים הבנויים על גבי המערכת כולה. יחד, כל האלמנטים הללו תורמים ליצירת תשתית חזקה ללא אמון המסוגלת לטפל בעסקאות בקנה מידה גדול בצורה מאובטחת.
מקור: https://www.cryptopolitan.com/what-is-layer0-layer1-layer2-layer3-in-blockchain/