Що таке рівень 0?

Рівень 0 (нульовий блокчейн) - це фундаментальна інфраструктура, побудована під рівнем 1, яка слугує ще більш фундаментальним рівнем. Його мета - покращити масштабованість, сумісність та спеціалізацію різних блокчейнів.

В даний час різні багатоланцюгові додатки експериментують з різними архітектурами для досягнення цієї мети 0-го рівня. У цій статті ми розглянемо три реальні приклади Layer 0, а також два проекти, побудовані на Layer 0, і скористаємося перевагами екосистеми Layer 0.

Короткий огляд рівнів 1 - 3

Рівень 1: Рівень 1 - це базовий блокчейн для взаємодії та розподілу даних. Прикладами є Bitcoin, Ethereum, BNB Chain тощо.

Рівень 2: Рівень 2 - це протокол, побудований поверх рівня 1, з метою підвищення продуктивності і пропускної здатності блокчейну. Транзакції на рівні 1 можуть оброблятися додатковим рівнем 2, а остаточні результати надсилаються назад на рівень 1 для постійного зберігання. Рішення для масштабування 2-го рівня спрямовані на зменшення навантаження на блокчейн базового рівня, збільшення швидкості обробки та вирішення проблем масштабованості. Взаємодіючи з рівнем 1, блокчейн може досягти масштабованості без шкоди для безпеки. Ви можете знайти більше інформації про рівень 2 у попередній статті Gate Learn.

Рівень 3: Рівень 3 будується на основі рівня 2, пропонуючи ще більшу масштабованість і кастомізацію. Він зазвичай використовується в проектах, що вимагають частої взаємодії всередині ланцюжка, дозволяючи розробникам розгортати ігрові ланцюжки на Layer 3 відповідно до їхніх потреб. Це стосується конкретних ігрових проектів DApp, які потребують високочастотної взаємодії в мережі або покращеного досвіду роботи з користувацькими гаманцями. Ви можете знайти більше інформації про рівень 3 у попередній статті Gate Learn.

Застосування Layer 0: на прикладі Polkadot

Давайте використаємо Polkadot, щоб дослідити, як працює інфраструктура 0-го рівня та її переваги.

Рівень 0 у Polkadot працює так:

Релейний ланцюг - це основний ланцюг, який забезпечує безпеку парашутів. Ці паралельні ланцюги, що функціонують як бічні ланцюги 1-го рівня, призначені для конкретних застосувань. Крім того, існує протокол мережевого рівня для передачі повідомлень крос-консенсусу (XCM). Це покращує зв'язок між системами консенсусу, тим самим забезпечуючи більшу інтероперабельність.

Джерело: Блог Polkadot

Переваги парачейн-дизайну Polkadot (паралельний ланцюжок)

Згідно з офіційним документом Polkadot, основними перевагами конструкції парашута є

• Масштабованість: Ланцюг ретрансляції фокусується на обміні повідомленнями та безпеці, що дозволяє парачейн бути масштабованим рішенням, не займаючись виконанням смарт-контрактів. Така структура також забезпечує більшу гнучкість і масштабованість парачейн, оскільки їх можна налаштовувати і оптимізувати для конкретних додатків або випадків використання, не обмежуючись смарт-контрактами.
• Спеціалізація: Сам Polkadot фокусується лише на своїй основній роботі на рівні 0. В той час як інші блокчейни рівня L1 повинні балансувати свою безпеку і використовувати DApps для розширення, Polkadot і його спеціалізовані блокчейни (парачейни) можуть працювати разом.
• Інтероперабельність: Оскільки всі парачейн побудовані на фреймворку під назвою Substrate і підключені до архітектури Polkadot, вони можуть взаємодіяти, обмінюватися активами і формувати багаті міжланцюгові взаємодії та зв'язки. Формат повідомлень Polkadot над XCM дозволяє парачейн взаємодіяти один з одним, не проходячи через ланцюжок ретрансляції, наприклад, обмінюватися активами.

Проекти рівня 1 в екосистемі Polkadot

Найбільш репрезентативні парачейн-проекти першого рівня в екосистемі Polkadot - це ті, що виграли перший раунд слот-аукціонів. Вони розвиваються довше і мають сильніший консенсус у спільноті. Ось три проекти рівня 1 в порядку їхнього поточного розміру TVL.

Astar
Astar Network (раніше Plasm) - найпопулярніша платформа смарт-контрактів в Японії. Як рівень 0, ланцюжок ретрансляції Polkadot не підтримує розробку та розгортання смарт-контрактів. Astar ідеально заповнює цю прогалину, підтримуючи рішення для смарт-контрактів Wasm (WebAssembly) та EVM. Це робить Astar першим парачейн в екосистемі Polkadot, який підтримує екосистему Ethereum, включаючи рішення для масштабування 2-го рівня, такі як OVM (Optimistic Virtual Machine).

Щоб залучити розробників до своєї екосистеми, Astar Network впровадила програму стейкінгу dApp. У мережі Astar частина інфляційних токенів, створених з кожним новим блоком, виділяється на стейкінг dApp. Винагорода від цього процесу стейкінгу потім розподіляється між розробниками та стейкерами dApp.

Astar побудована на Polkadot наступним чином: вона використовує ланцюжок ретрансляції Polkadot для забезпечення взаємодії між ланцюжками, зберігання даних і перевірки транзакцій, в той час як рівень EVM відповідає за виконання смарт-контрактів і сумісний з Ethereum, що дозволяє розробникам створювати і розгортати додатки для мобільних пристроїв.

Moonbeam
Moonbeam - це Ethereum-міст, який в основному використовується для інтеграції смарт-контрактів, написаних в Solidity на Ethereum, з невеликими змінами в ланцюжку Moonbeam. Це забезпечує міжланцюгову сумісність з релейним ланцюгом і всією екосистемою Polkadot. У 2020 році відомий DeFi-сервіс SushiSwap відкрив філію на Moonbeam. У 2022 році на Moonbeam запустили власний USDT Polkadot.

Тестовою мережею для системи Polkadot є Kusama. Типовий робочий процес для розробників полягає в тому, що спочатку вони використовують Moonriver на тестовій мережі Kusama (функції Moonriver схожі на функції Moonbeam). Це попередній проект на Kusama) для тестування та верифікації смарт-контрактів, а потім надсилання коду Moonbeam на Polkadot. Moonbeam може виконувати екземпляри EVM в ланцюжку Polkadot і підтримує стандарт ERC-20 і протокол DOT.

Acala
Acala - це платформа фінансових послуг, побудована на мережі Polkadot, що пропонує три основні послуги: AcalaSwap (автоматизований маркет-мейкер для обміну монет, де постачальники ліквідності можуть відкривати пули для вливання ліквідності та отримувати комісію за транзакції), Honzon (протокол стейблкоінів) та Homa (протокол рідких стейкінгів). Acala вважається DeFi-хабом Polkadot і сумісна з Ethereum, що дозволяє розробникам легко мігрувати свої DeFi-проекти з Ethereum в мережу Acala. Вона має подвійну систему токенів, що включає власний децентралізований стейблкоїн (aUSD) і ACA (токен управління мережею Acala). Вищезгадані три основні сервіси можуть задовольнити потреби у забезпеченні парачейн, створенні крос-чейн ліквідності, забезпеченні активів у мультичейн та випуску алгоритмічного стейблкоіну aUSD.

Прогрес та обмеження у впровадженні Polkadot

Оскільки фінальна версія Polkadot 1.0 запланована до випуску на липень 2023 року, це означає, що функціональність релейного ланцюга Polkadot вже реалізована. У довгостроковій перспективі Polkadot прагне стати більш загальною екосистемою, що генерує, використовує і продає блокчейн-простір (тобто Coretime Polkadot).

Нижче наведено деякі поточні дані щодо екосистеми Полкадоту: 1. Наразі існує понад 580 екосистемних проектів, включаючи 90+ парачейнів, 300+ даппсів та 190+ блокчейнів на основі Substrate. 2. Найважливіші проекти в поточному парачейні пов'язані із запуском і розгортанням централізованих стейблкоінів Tether (USDT) і Circle (USDC), причому в Asset Hub Polkadot знаходиться до 250 млн USDC. 3. Вся екосистема налічує близько 2 000 активних розробників щомісяця та 83 000 активних користувачів щомісяця.

Крім того, з точки зору інтероперабельності та міжланцюгових мостових додатків, в екосистемі Polkadot заслуговують на увагу такі інфраструктури, як Bridge Hub та Identity, Asset Hub та Collectives. У грудні 2023 року, після аудиту безпеки, безвідмовний міст Snowbridge був розгорнутий у виробничому середовищі хабу активів та мостового хабу, і очікується, що він буде активований на початку 2024 року. В основі методу шифрування ненадійного міжланцюгового моста лежить спеціальний протокол шифрування, розроблений дослідницькою групою Web3 Foundation. Вони інтегровані з XCM і дозволяють будь-яку контрактну взаємодію, що може бути використано для майбутніх рішень з Ethereum і мережею Moonbeam. Функція "без довіри" забезпечує кращу масштабованість та ефективність, але її обмеженням є слабша безпека базової мережі.

Проект Layer 0 зі схожими цілями: Космос

Як і Polkadot, Cosmos є одним з перших проектів, що пропонують побудувати крос-ланцюгову екосистему зі схожим баченням Layer 0. Згідно з документом Cosmos, екосистема Cosmos може реалізувати інтероперабельність між блокчейнами, з активами, які можуть випускатися і контролюватися різними валідаторами, але можуть безперешкодно переміщатися і обмінюватися між блокчейнами, не покладаючись на довірених третіх осіб.

Переваги екосистеми "Космос

Tendermint Core: У Космосі є багато регіонів (зон), і всі вони підтримуються Tendermint Core, високопродуктивним і безпечним механізмом консенсусу, який може придушувати зловмисну поведінку. Алгоритм консенсусу BFT від Tendermint Core підходить для розширення публічних блокчейнів Proof of Stake (PoS). Блокчейни з іншими моделями консенсусу, включаючи Ethereum і Proof of Work біткоїна, можуть підключатися до мережі Cosmos за допомогою адаптерних зон. Через філософські розбіжності із засновником Дже Квоном, Tendermint пізніше перейменували на Ignite. Це призвело до поділу на дві компанії, причому Квон став генеральним директором іншої компанії, NewTendermint.

Космос Хаб: Перша зона на Космосі називається Cosmos Hub. Cosmos Hub - це багатоактивна блокчейн-мережа Proof of Stake (PoS), що керується простим механізмом, який дозволяє їй адаптуватися та модернізуватися. Більше того, Cosmos Hub може розширюватися за рахунок приєднання інших зон. Cosmos Hub відповідає за всі перекази токенів між зонами і відстежує загальний запас токенів. Кожен хаб ізолює ризики кожної зони. Будь-хто може підключити нові зони до Cosmos Hub. Таким чином, зони забезпечують майбутню сумісність з новими рішеннями на основі технології блокчейн.

Міжмережевий протокол IBC: Зв'язок між хабами та зонами в мережі Cosmos здійснюється за допомогою протоколу IBC. Протокол IBC - це віртуальний протокол, який використовується для передачі даних блокчейну, подібний до протоколів UDP або TCP в мережі Web2.

Окрім механізму консенсусу, Tendermint Core, початкової зони на Cosmos, а саме Cosmos Hub, і крос-ланцюгового протоколу IBC, певну роль відіграє також середовище розробки Cosmos SDK. Ці інфраструктури разом утворюють екосистему "Космос".

Проєкти рівня 1 про екосистему космосу

Наразі дані Coingecko вказують на 10 проектів з ринковою капіталізацією понад 100 в екосистемі Cosmos, а всього в екосистемі побудовано понад 260 об'єктів. Технологія Cosmos породила численні надійні проекти. Це можна пояснити різними технологічними шляхами розвитку, обраними компаніями Polkadot та Cosmos. Polkadot забезпечує безпеку, розробляючи релейні ланцюги та паралельні ланцюги, тоді як Cosmos Hub не займається обміном повідомленнями та безпекою всередині ланцюга. Як зазначалося в попередній статті Gate Learn, екосистема Космосу нагадує радіаційну мережеву структуру. Кожен ланцюжок додатків керує своєю безпекою, пропонуючи DeFi-проектам в екосистемі Cosmos більшу гнучкість і автономність.

Injective
Injective - це модульний, готовий до використання блокчейн, який дозволяє створювати повністю децентралізовані книги замовлень, ринки прогнозування та інші онлайнові додатки для фінансових послуг. Побудований за допомогою Cosmos SDK, Injective може реалізовувати миттєві транзакції за допомогою фреймворку підтвердження консенсусу Tendermint.

Для забезпечення сумісності Injective підтримує безперебійні міжмережеві транзакції між Ethereum, Moonbeam, CosmosHub та іншими ланцюжками, що підтримують IBC, а також Solana, Avalanche та іншими інтегрованими ланцюжками Wormhole. Оскільки Injective підтримує міжмережеві транзакції з Ethereum і всіма ланцюжками, що підтримують IBC, це означає, що токени, створені на Injective, за замовчуванням можуть з'являтися в декількох мережах.

Що стосується сумісності з крос-ланцюговими екосистемами, Injective підтримує CosmWasm, новий тип платформи смарт-контрактів, створений для екосистеми Cosmos. Це означає, що розробники можуть легко запускати свої dApp на основі смарт-контрактів на Injective. Смарт-контракти, що працюють на інших ланцюжках, які підтримують CosmWasm, також можуть легко мігрувати на Injective.

Cronos
Cronos - це блокчейн першого рівня, сумісний з Ethereum, побудований за допомогою Cosmos SDK. Спочатку Crypto.com використовував публічний ланцюжок з відкритим вихідним кодом Cronos.org для надання фінансових послуг. Пізніше команда проекту розробила Cronos, паралельно працюючий блокчейн, щоб розширити використання DeFi, NFT і GameFi в конкретних секторах. Створення цього нового ланцюжка також зробило розгортання додатків і смарт-контрактів більш доступним і допомогло скоротити викиди вуглецю.

Cronos сумісний з EVM та Solidity, і всі інструменти EVM легко доступні. Крім того, є Cronos Play, набір інструментів розробника, призначений для розробників ігор на Web, Unity, Unreal та C++. Ці інструменти можна використовувати для зручної розробки GameFi проектів.

Найбільш унікальною особливістю Cronos є пряма підтримка від Crypto.com: Програма екосистемних грантів Cronos, план підтримки ранніх проектів Cronos шляхом керівництва початковою розробкою продуктів і надання технічної підтримки. Крім того, існує Cronos Accelerator - план для потенційних розробників dApp.

Celestia
Celestia - видатний проект у гонці за доступність даних. Це модульна мережа, яка фокусується на впорядкуванні транзакцій та перевірці доступності опублікованих даних.

Celestia використовує технологію Data Availability Sampling (DAS), яка виконує випадкову вибірку на різних сегментах блоку кілька разів. Кожна успішна вибірка підвищує впевненість у доступності даних та достовірності блоку. Крім того, цей метод можна масштабувати. Коли більше легких вузлів приєднується до мережі для вибірки даних, розмір блоку збільшується, що дозволяє підвищити пропускну здатність. Її технічні інновації залучили 55 мільйонів доларів фінансування у 2022 році. Ethereum заявила, що в майбутньому хоче зосередитися на доступності та безпеці даних. У порівнянні з шаром DA Ethereum, Celestia значно знижує витрати на передачу даних, що вважається загрозою для Ethereum.

Обмеження та майбутній напрямок розвитку космосу

Як і Polkadot, найважливішим активом проекту якого є стейблкоїн (USDC на суму $250 млн), успіх Cosmos у 2022 році значною мірою був зумовлений розгортанням стейблкоіну UST компанії Terra на блокчейні Cosmos. На той момент UST був четвертим за ринковою вартістю стейблкоіном. Однак смертельна спіраль від'єднання Терри в травні 2022 року стала серйозним випробуванням для Космосу, що призвело до значного падіння ціни токенів ATOM.

Згодом "Космос" почав орієнтуватися на модульність. Наразі запуск мережі-форкусу Cosmos Hub, AtomOne, запланований на 27 лютого 2024 року. Ця подія була викликана незадоволенням засновника Дже Квона незначним відривом, з яким була прийнята пропозиція щодо інфляції токенів ATOM, що змусило його запропонувати вилку.

Це виявляє щонайменше три основні проблеми з "Космосом":

• Централізація: На додаток до того, що засновники можуть протидіяти пропозиціям спільноти за допомогою форків, коефіцієнт Сатоші (що вказує на ступінь централізації) операторів вузлів (таких як індивідуальний оператор валідатора Chainflow) і пулів стейків, таких як LIDO, показав, що Cosmos має показник 7, Ethereum - 2, Solana - 20 і Polkadot - 92 (на момент написання статті), що свідчить про те, що екосистема Cosmos є відносно централізованою.
• Високий рівень інфляції та витрати на мережеву безпеку: спочатку дослідження Blockworks Research показало, що токен $ATOM від Cosmos має високий рівень інфляції. Це означає нестабільність токеноміки і впливає на витрати, які Cosmos платить за мережеву безпеку, що спонукає команду висунути відповідні пропозиції.
• Фрагментоване управління екосистемою та ліквідність токенів: Прикладом першого є перейменування і розділення Tendermint, що потенційно може заплутати екосистему. Останнє впливає на користувацький досвід і, як наслідок, на прийняття Cosmos.

Яким є майбутній напрямок розвитку екосистеми "Космос"? За словами Біллі Реннекампа, відповідального за Cosmos Hub, майбутні функції Cosmos Hub включають оновлення Vega, нові модулі AuthZ та FeeGrant, а також покращену стабільність та безпеку мережі. Крім того, буде впроваджено функцію маршрутизації пакетів IBS. Gravity DEX і Emeris знаменують собою розвиток екосистеми Космосу, але також викликали певні дискусії щодо достовірності та збалансованості екосистеми. Впровадження міжмережевої безпеки та функцій ATOM ще більше підвищить цінність та безпеку Cosmos Hub. Тим часом, поточні проекти NFT і IRISnet на Космосі також принесуть більше застосувань і цінності екосистемі. Ці оновлення та функції покращать користувацький досвід і, як очікується, сприятимуть розвитку та впровадженню екосистеми Cosmos.

Висновки та перспективи

Термін Layer 0 став відомим досить рано, багато в чому завдяки євангелізації Гевіна Вуда та його використанню в парахейн-блозі Polkadot. Однак у підсумковому огля ді Polkadot за 2023 рік Polkadot і Layer 0 більше не обговорюються разом. Це може бути пов'язано з тим, що і Polkadot, і Cosmos зіткнулися зі схожими проблемами у розвитку своїх екосистем:

Окрім готовності Ethereum інтегрувати Polkadot у свій протокол, інші мережі першого рівня, схоже, менш схильні наслідувати цей приклад. Аналогічно, безпека мережі Cosmos забезпечується її власним токеном ATOM. Зрештою, кожен хоче придбати більше токенів першого рівня, щоб досягти більшої кількості взаємодій в ланцюжку. Безпека мережі залежить від розподілу секвенсорів. Переосмислення цих ролей (наприклад, XAI вирішує проблему стимулювання автентифікації через вузли Sentry), а також розробка модульної, комбінованої інфраструктури в рамках міжмережевих екосистем - це реальні виклики, з якими трек 0-го рівня зіткнеться в 2024 році. Якщо Polkadot і Cosmos не зможуть задовільно вирішити ці проблеми, шлях до їх вирішення може називатися не Layer 0, а якось інакше.

Майбутнє універсальних крос-ланцюгових протоколів
Інші проекти також беруть участь у крос-ланцюгових перегонах. Наприклад, Wormhole - це крос-ланцюговий протокол, який полегшує універсальний обмін повідомленнями між блокчейнами. Це не сам блокчейн і не токен-міст. Натомість він надає інструменти для побудови міжмережевих обмінів, впровадження управління NFT та створення міжмережевих ігор.

Інший схожий крос-ланцюговий протокол - LayerZero, який використовує надлегкі вузли (Ultra Light Nodes, ULN), і його дизайн дещо схожий на Wormhole. Генеральний директор LayerZero вважає, що робота систем, подібних до Wormhole, полягає в тому, що компоненти управління розміщуються в "системі", і тільки довірені адміністратори можуть їх оновлювати (що вимагає 13/19 multisig). LayerZero також використовує зовнішні ключі для керування параметрами dApps і покладається на те, що менеджери ключів не будуть діяти зловмисно. Різниця полягає в тому, що dApp Wormhole не має контролю і не може перешкодити "системі" примусово оновлювати і змінювати основний протокол передачі повідомлень. LayerZero дозволяє кожному dApp вибрати набір незмінних параметрів безпеки. Це означає, що LayerZero, як ключова інфраструктура, є незмінною, з відкритим вихідним кодом і завжди належить користувачеві.

На додаток до протоколу легких вузлів, розробленого Polkadot, і крос-ланцюгового протоколу IBC від Cosmos, в майбутньому ця гонка, ймовірно, побачить більш універсальні крос-ланцюгові протоколи, такі як Wormhole і LayerZero, що пропонують більш ефективні, гнучкі і безпечні рішення.