Layer 1 a Layer 2: prečo blockchain potrebuje ďalšie vrstvy

Bitcoin a Ethereum ukázali, že je možné previesť digitálnu hodnotu a prevádzkovať finančné aplikácie bez jednej centrálnej autority. S rastúcim počtom používateľov ale prišla ďalšia otázka: ako môže blockchain obslúžiť milióny ľudí bez toho, aby sa spomalil, výrazne zdražel alebo prišiel o svoju bezpečnosť a decentralizáciu?

Kapacita blockchainu totiž nie je neobmedzená. Ak chce sieť používať príliš veľa ľudí naraz, jednotlivé transakcie začnú súťažiť o obmedzený priestor v blokoch a poplatky môžu rásť.

Práve tento problém pomáha riešiť rozdelenie blockchainovej infraštruktúry na Layer 1 a Layer 2.

Čo je Layer 1

Layer 1 je samotný základný blockchain, na ktorom celý systém stojí. Bitcoin, Ethereum alebo napríklad Solana sú samostatné Layer 1 siete, pretože každá má vlastné pravidlá, spôsob overovania transakcií a mechanizmus konsenzu.

Úlohou Layer 1 je zaistiť, aby sa sieť zhodla na tom, ktoré transakcie sú platné, v akom poradí prebehli a ako vyzerá aktuálny stav blockchainu. Bitcoin na to používa Proof of Work, zatiaľ čo Ethereum funguje na Proof of Stake.

Layer 1 je teda predovšetkým bezpečnostným a vyrovnávacím základom celej siete.

Prečo Layer 1 jednoducho nezrýchlime

Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že stačí zvýšiť výkon siete alebo zväčšiť bloky.

Blockchain ale nie je klasická databáza prevádzkovaná jednou firmou. Jeho zmyslom je, aby ho mohlo nezávisle overovať veľké množstvo účastníkov.

Ak príliš zvýšime hardvérové alebo dátové nároky, sieť môže síce zrýchliť, ale zároveň sa stať centralizovanejšou.

Blockchain preto hľadá rovnováhu medzi tromi vlastnosťami: bezpečnosťou, decentralizáciou a škálovateľnosťou. Tento problém sa často označuje ako blockchainové trilema.

Jednou z ciest, ako škálovať bez zásadného oslabenia základnej vrstvy, sú práve Layer 2 riešenia.

Čo je Layer 2

Layer 2 je technológia postavená nad hlavným blockchainom, ktorá preberá časť jeho prevádzky.

Namiesto toho, aby Layer 1 spracovával každú jednotlivú operáciu, môže Layer 2 vykonať väčšie množstvo transakcií efektívnejšie a následne využiť hlavný blockchain na ich konečné vyrovnanie alebo overenie.

Jednoducho povedané:

Layer 1 poskytuje bezpečný základ, Layer 2 pomáha tento základ používať rýchlejšie a lacnejšie.

Bitcoin a Lightning Network

Bitcoin dobre ukazuje, prečo ďalšie vrstvy dávajú zmysel. Jeho základná sieť je navrhnutá veľmi konzervatívne a nový blok vzniká v priemere približne raz za desať minút. To pomáha bezpečnosti a decentralizácii, ale nie je ideálne pre obrovské množstvo drobných každodenných platieb.

Jedným z riešení je Lightning Network.

Jeho hlavný princíp spočíva v tom, že nie každá jednotlivá bitcoinová platba musí byť okamžite zapísaná do hlavného blockchainu.

Používatelia môžu otvoriť takzvaný platobný kanál, v ktorom medzi sebou opakovane prevádzajú hodnotu. Až konečný stav sa následne vyrovná na Bitcoine.

Princíp možno prirovnať k otvorenému účtu v reštaurácii. Počas večera nemusíte platiť každú objednávku zvlášť. Jednotlivé položky sa priebežne zapisujú a na konci sa vyrovná výsledná suma.

Jednotlivé Lightning kanály sú navyše prepojené do celej siete. Používateľ tak nemusí mať priamy kanál s každým človekom, ktorému chce zaplatiť.

Výsledkom môžu byť rýchle bitcoinové platby s nízkymi poplatkami bez toho, aby každá z nich okamžite zaťažovala hlavný Bitcoin blockchain.

Ethereum a rollupy

Ethereum rieši podobný problém, ale jeho sieť sa využíva oveľa širším spôsobom.

Na Ethereum Mainnete neprebiehajú len prevody ETH. Fungujú tu decentralizované burzy, stablecoiny, úverové protokoly, NFT alebo celé smart kontraktové aplikácie.

Keď je sieť viac vyťažená, rastie cena transakčného priestoru a s ňou aj poplatky, teda gas.

Preto Ethereum čoraz viac spolieha na Layer 2 riešenia nazývané rollupy.

Rollup spracuje väčšie množstvo transakcií mimo hlavného Ethereum, spojí ich do balíka a na Mainnet odošle iba potrebné dáta, výsledok alebo kryptografický dôkaz.

Vďaka tomu môže byť veľké množstvo transakcií spracované rýchlejšie a lacnejšie, zatiaľ čo Ethereum zostáva bezpečnostným a vyrovnávacím základom. Medzi známe Ethereum Layer 2 patria napríklad Arbitrum, Optimism alebo Base.

Optimistic a ZK-rollupy

Rollupy sa delia predovšetkým na dva hlavné prístupy. Optimistic rollupy predpokladajú, že výsledok transakcií je správny, pokiaľ niekto nepreukáže opak. ZK-rollupy naopak spolu s výsledkom vytvárajú kryptografický dôkaz, ktorý potvrdzuje správnosť výpočtu.

Zjednodušene povedané: optimistic rollup hovorí „výsledok považujme za správny, pokiaľ niekto nepreukáže opak“, zatiaľ čo ZK-rollup hovorí „tu je výsledok a zároveň dôkaz jeho správnosti“. Ani jeden prístup nie je automaticky lepší, každý má vlastné výhody aj technické kompromisy.

Layer 2 nie je automaticky rovnako bezpečný ako Layer 1

Dôležité je tiež vedieť, že samotné označenie Layer 2 nie je zárukou rovnakej bezpečnosti ako u hlavného blockchainu.

Konkrétne riešenie môže mať napríklad centralizovanejšie prvky, chybu v smart kontrakte alebo riziká pri prevode prostriedkov medzi sieťami.

Rovnako tak nie je každá rýchla sieť prepojená s Ethereom automaticky Layer 2. Napríklad sidechain je samostatný blockchain s vlastnými validátormi a vlastným bezpečnostným modelom.

Preto má zmysel položiť si jednoduchú otázku:

Odkiaľ konkrétna sieť získava svoju bezpečnosť?

Čo to znamená pre bežného používateľa

Rozdiel medzi jednotlivými vrstvami nemusí byť pri používaní peňaženky príliš viditeľný.

Napriek tomu je dôležité vedieť, na akej sieti sa prostriedky skutočne nachádzajú.

Napríklad ETH na Ethereum Mainnete a ETH na Layer 2 môžu mať rovnakú ekonomickú hodnotu, ale technicky sú na rôznych sieťach. Rovnako tak nemusí každá burza podporovať všetky Layer 2.

Pri prevode kryptomien preto nestačí kontrolovať iba adresu príjemcu. Je potrebné overiť správnu sieť, podporu burzy alebo peňaženky, aktuálne poplatky a prípadne aj spôsob prevodu cez bridge. Zároveň platí, že Layer 2 automaticky neznamená rovnakú úroveň bezpečnosti ako Layer 1.

Záver

Layer 1 tvorí bezpečný základ blockchainu. Zaisťuje konsenzus, históriu transakcií a konečné vyrovnanie. Jeho kapacita ale nie je neobmedzená a nie je vždy efektívne, aby spracovávala každú drobnú operáciu.

Layer 2 preto umožňuje časť prevádzky presunúť nad základný blockchain. Bitcoin využíva napríklad Lightning Network pre rýchle platby, zatiaľ čo Ethereum používa rollupy pre transakcie, smart kontrakty a celé decentralizované aplikácie.

Budúcnosť blockchainu tak pravdepodobne nebude stáť na jednej sieti, ktorá musí zvládnuť úplne všetko. Skôr pôjde o viacvrstvovú infraštruktúru, kde Layer 1 zaisťuje bezpečný základ a ďalšie vrstvy nad ním prinášajú vyššiu rýchlosť, nižšie náklady a priestor pre každodenné používanie.

Tento text slúži iba na informačné a vzdelávacie účely a nepredstavuje investičné poradenstvo. Kryptoaktíva sú volatilné a môžete prísť o celú investovanú sumu.