Layer 1 a Layer 2: Proč blockchain potřebuje další vrstvy

Bitcoin a Ethereum ukázaly, že lze převádět digitální hodnotu a provozovat finanční aplikace bez jedné centrální autority. S rostoucím počtem uživatelů ale přišla další otázka: jak může blockchain obsloužit miliony lidí, aniž by se zpomalil, výrazně zdražil nebo přišel o svou bezpečnost a decentralizaci?

Kapacita blockchainu totiž není neomezená. Pokud chce síť používat příliš mnoho lidí najednou, jednotlivé transakce začnou soutěžit o omezený prostor v blocích a poplatky mohou růst.

Právě tento problém pomáhá řešit rozdělení blockchainové infrastruktury na Layer 1 a Layer 2.

Co je Layer 1

Layer 1 je samotný základní blockchain, na kterém celý systém stojí. Bitcoin, Ethereum nebo například Solana jsou samostatné Layer 1 sítě, protože každá má vlastní pravidla, způsob ověřování transakcí a mechanismus konsenzu.

Úkolem Layer 1 je zajistit, aby se síť shodla na tom, které transakce jsou platné, v jakém pořadí proběhly a jak vypadá aktuální stav blockchainu. Bitcoin k tomu používá Proof of Work, zatímco Ethereum funguje na Proof of Stake.

Layer 1 je tedy především bezpečnostním a vypořádacím základem celé sítě.

Proč Layer 1 jednoduše nezrychlíme

Na první pohled by se mohlo zdát, že stačí zvýšit výkon sítě nebo zvětšit bloky.

Blockchain ale není klasická databáze provozovaná jednou firmou. Jeho smyslem je, aby jej mohlo nezávisle ověřovat velké množství účastníků.

Pokud příliš zvýšíme hardwarové nebo datové nároky, síť může sice zrychlit, ale zároveň se stát centralizovanější.

Blockchain proto hledá rovnováhu mezi třemi vlastnostmi: bezpečností, decentralizací a škálovatelností. Tento problém se často označuje jako blockchainové trilema.

Jednou z cest, jak škálovat bez zásadního oslabení základní vrstvy, jsou právě Layer 2 řešení.

Co je Layer 2

Layer 2 je technologie postavená nad hlavním blockchainem, která přebírá část jeho provozu.

Namísto toho, aby Layer 1 zpracovával každou jednotlivou operaci, může Layer 2 provést větší množství transakcí efektivněji a následně využít hlavní blockchain pro jejich konečné vypořádání nebo ověření.

Jednoduše řečeno:

Layer 1 poskytuje bezpečný základ, Layer 2 pomáhá tento základ používat rychleji a levněji.

Bitcoin a Lightning Network

Bitcoin dobře ukazuje, proč další vrstvy dávají smysl. Jeho základní síť je navržená velmi konzervativně a nový blok vzniká v průměru přibližně jednou za deset minut. To pomáhá bezpečnosti a decentralizaci, ale není ideální pro obrovské množství drobných každodenních plateb.

Jedním z řešení je Lightning Network.

Jeho hlavní princip spočívá v tom, že ne každá jednotlivá bitcoinová platba musí být okamžitě zapsána do hlavního blockchainu.

Uživatelé mohou otevřít takzvaný platební kanál, ve kterém mezi sebou opakovaně převádějí hodnotu. Teprve konečný stav se následně vypořádá na Bitcoinu.

Princip lze přirovnat k otevřenému účtu v restauraci. Během večera nemusíte platit každou objednávku zvlášť. Jednotlivé položky se průběžně zapisují a na konci se vyrovná výsledná částka.

Jednotlivé Lightning kanály jsou navíc propojené do celé sítě. Uživatel tak nemusí mít přímý kanál s každým člověkem, kterému chce zaplatit.

Výsledkem mohou být rychlé bitcoinové platby s nízkými poplatky, aniž by každá z nich okamžitě zatěžovala hlavní Bitcoin blockchain.

Ethereum a rollupy

Ethereum řeší podobný problém, ale jeho síť je využívána mnohem širším způsobem.

Na Ethereum Mainnetu neprobíhají jen převody ETH. Fungují zde decentralizované burzy, stablecoiny, úvěrové protokoly, NFT nebo celé smart kontraktové aplikace.

Když je síť více vytížená, roste cena transakčního prostoru a s ní také poplatky neboli gas.

Proto Ethereum stále více spoléhá na Layer 2 řešení nazývaná rollupy.

Rollup zpracuje větší množství transakcí mimo hlavní Ethereum, spojí je do balíku a na Mainnet odešle pouze potřebná data, výsledek nebo kryptografický důkaz.

Díky tomu může být velké množství transakcí zpracováno rychleji a levněji, zatímco Ethereum zůstává bezpečnostním a vypořádacím základem. Mezi známé Ethereum Layer 2 patří například Arbitrum, Optimism nebo Base.

Optimistic a ZK-rollupy

Rollupy se dělí především na dva hlavní přístupy. Optimistic rollupy předpokládají, že výsledek transakcí je správný, pokud někdo neprokáže opak. ZK-rollupy naopak spolu s výsledkem vytvářejí kryptografický důkaz, který potvrzuje správnost výpočtu.

Zjednodušeně řečeno: optimistic rollup říká „výsledek považujme za správný, pokud někdo neprokáže opak“, zatímco ZK-rollup říká „tady je výsledek a zároveň důkaz jeho správnosti“. Ani jeden přístup není automaticky lepší, každý má vlastní výhody i technické kompromisy.

Layer 2 není automaticky stejně bezpečný jako Layer 1

Důležité je také vědět, že samotné označení Layer 2 není zárukou stejné bezpečnosti jako u hlavního blockchainu.

Konkrétní řešení může mít například centralizovanější prvky, chybu ve smart kontraktu nebo rizika při převodu prostředků mezi sítěmi.

Stejně tak není každá rychlá síť propojená s Ethereem automaticky Layer 2. Například sidechain je samostatný blockchain s vlastními validátory a vlastním bezpečnostním modelem.

Proto má smysl položit si jednoduchou otázku:

Odkud konkrétní síť získává svoji bezpečnost?

Co to znamená pro běžného uživatele

Rozdíl mezi jednotlivými vrstvami nemusí být při používání peněženky příliš viditelný.

Přesto je důležité vědět, na jaké síti se prostředky skutečně nacházejí.

Například ETH na Ethereum Mainnetu a ETH na Layer 2 mohou mít stejnou ekonomickou hodnotu, ale technicky jsou na různých sítích. Stejně tak nemusí každá burza podporovat všechny Layer 2.

Při převodu kryptoměn proto nestačí kontrolovat pouze adresu příjemce. Je potřeba ověřit správnou síť, podporu burzy nebo peněženky, aktuální poplatky a případně i způsob převodu přes bridge. Zároveň platí, že Layer 2 automaticky neznamená stejnou úroveň bezpečnosti jako Layer 1.

Závěr

Layer 1 tvoří bezpečný základ blockchainu. Zajišťuje konsenzus, historii transakcí a konečné vypořádání. Jeho kapacita ale není neomezená a není vždy efektivní, aby zpracovávala každou drobnou operaci.

Layer 2 proto umožňuje část provozu přesunout nad základní blockchain. Bitcoin využívá například Lightning Network pro rychlé platby, zatímco Ethereum používá rollupy pro transakce, smart kontrakty a celé decentralizované aplikace.

Budoucnost blockchainu tak pravděpodobně nebude stát na jedné síti, která musí zvládnout úplně všechno. Spíše půjde o vícevrstvou infrastrukturu, kde Layer 1 zajišťuje bezpečný základ a další vrstvy nad ním přinášejí vyšší rychlost, nižší náklady a prostor pro každodenní používání.

Tento text slouží pouze k informačním a vzdělávacím účelům a nepředstavuje investiční poradenství. Kryptoaktiva jsou volatilní a můžete přijít o celou investovanou částku.