Elementos esenciales para novatos en cripto: ¿Qué es Capa 0, Capa 1 y Capa 2?
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Hay seis capas en la arquitectura lógica de blockchain: capa de datos, capa de red, capa de consenso, capa de activación, capa de contrato y capa de aplicación.
Las capas de datos y red son parte de la arquitectura básica de la cadena de bloques y también la capa más baja de todo el sistema de cadena de bloques.
Basándose en la arquitectura fundamental, la capa de consenso, la capa de activación, la capa de contrato y la capa de aplicación trabajan juntas para constituir la capa de protocolo de la cadena de bloques.
Capa 0, también conocida como la capa de transferencia de datos, es la capa inferior del modelo OSI y principalmente implica la integración entre la cadena de bloques y las redes tradicionales.
La Capa 1, o escalamiento on-chain, se refiere a una solución de escalado implementada encima del protocolo base de la cadena de bloques.
La Capa 2 también se conoce como escalado off-chain en el cual los protocolos subyacentes y las reglas fundamentales de la cadena de bloques no se modificarán, y la velocidad de procesamiento de transacciones se incrementará a través de canales estatales, sidechains y otras soluciones.
Escalabilidad y Capa 0/1/2 son términos que se mencionan a menudo en las noticias sobre criptomonedas. Entonces, ¿qué son la Capa 0, la Capa 1 y la Capa 2 en la cadena de bloques? ¿Y cuáles son sus características y usos respectivos?
Comencemos con seis capas de tecnología de cadena de bloques
En enero de 2009, Satoshi Nakamoto minó el primer bloque de Bitcoin en un servidor ubicado en Helsinki. Por ahora, Bitcoin se ha convertido en un sistema masivo con decenas de miles de nodos en todo el mundo y una capitalización de mercado total de más de $1 billón. Ha resuelto perfectamente el problema de representar valor en el mundo digital y también ha avanzado la tecnología blockchain. Si la estructura del Bitcoin El sistema se analiza cuidadosamente y se puede dividir en cinco capas según su función: la capa de datos, la capa de red, la capa de consenso, la capa de activación y la capa de aplicación. Después, Ethereum aumentó rápidamente su atención con contratos inteligentes, y ha establecido un nuevo paradigma para el sistema de cadena de bloques al agregar una capa de contrato entre la capa de activación y la capa de aplicación. Echemos un vistazo más de cerca.
Las capas de datos y de red son la arquitectura básica de la cadena de bloques y también las capas más bajas de todo el sistema de la cadena de bloques.
La capa de datos actúa como la estructura de datos de la cadena de bloques (por ejemplo, árbol de Merkle) y se compone de dos elementos: punteros y una lista enlazada. Los punteros son variables que se refieren a la posición de otra variable, y una lista enlazada es una lista de bloques encadenados con datos y punteros al bloque anterior. Además, la capa de datos implica un algoritmo de hash y encriptación asimétrica utilizada para garantizar la naturaleza a prueba de manipulaciones de la cadena de bloques. La capa también puede considerarse como una base de datos distribuida y resistente a manipulaciones que debe ser mantenida por todos los nodos del sistema, lo que lleva a la capa de red de la cadena de bloques.
La capa de red se refiere a una enorme red P2P que involucra a todos los nodos de la cadena de bloques. En esta red distribuida P2P, una vez que un nodo ha creado un nuevo bloque, transmite la información a varios nodos cercanos a través de un mecanismo de transmisión. Después de que los otros nodos han autenticado el bloque, volverán a transmitir los datos a los otros nodos. Finalmente, el bloque se conecta oficialmente a la cadena de bloques una vez que la mayoría de los nodos en el sistema han autenticado el bloque.
Basándose en la arquitectura fundamental, la capa de consenso, la capa de activación, la capa de contratos y la capa de aplicaciones trabajan juntas para constituir la capa de protocolo de la cadena de bloques.
En la cadena de bloques, la capa de consenso incluye principalmente mecanismos de algoritmo de consenso, que se utilizan para unificar los nodos que no están relacionados entre sí en toda la red y mantener la consistencia de los datos en la capa de datos. Hasta ahora, los mecanismos de consenso comunes son la prueba de trabajo (PoW) de Bitcoin la prueba de participación (PoS) de Ethereum y la prueba de participación delegada (DPoS) de EOS. Como una de las tecnologías centrales de la cadena de bloques, el mecanismo de consenso juega un papel significativo en la seguridad y eficiencia operativa de las redes. Además, es uno de los mecanismos de gobernanza crucial de la comunidad de la cadena de bloques.
La capa de activación incluye el mecanismo de emisión y los mecanismos de distribución de la cadena de bloques. A través del mecanismo de incentivos, los nodos en el sistema mantendrán espontáneamente la seguridad de toda la red de la cadena de bloques. Por ejemplo, en el mecanismo de consenso PoW, se emiten nuevas monedas. Bitcoin los tokens se distribuyen a los mineros que incluyen y validan transacciones. Y parece llegar a un consenso de que más trabajo paga más. Los nodos con más poder de computación tienen más probabilidades de empacar bloques con éxito y obtener derechos de contabilidad. En algunos casos, los nodos que utilizan su poder para el mal, como hacer trampa, serían castigados por el sistema. Bitcoin de manera creativa incorpora incentivos económicos en su algoritmo, lo que resulta en mineros compitiendo por los derechos de contabilidad a través del poder de cómputo. Este mecanismo mantiene el sistema de transacciones mientras emite nuevas tokens, lo cual a su vez se convierte en un incentivo para la distribución a los mineros, creando así un sistema estable y seguro. En el proceso, Bitcoin Su función como dinero electrónico también se cumple.
La capa de contrato incluye principalmente varios s, algoritmos y contratos inteligentes. Es la base de la programación sofisticada de blockchain. En el blockchain, es una verdadera implementación de lo que se conoce como ‘código es ley’, donde el algoritmo del contrato, una vez activado, seguirá inevitablemente sus ajustes originales sin intervención o facilitación de terceros. Además, debido a la completitud de Turing de los contratos inteligentes, la capa de contrato también es programable, lo que le da a toda la red de blockchain una naturaleza similar a una máquina virtual.
La capa de aplicación es la capa superior del sistema de blockchain y contiene los diversos escenarios de aplicación de blockchain. Para el Bitcoin La cadena de bloques, el sistema de efectivo electrónico con funciones completas de emisión, transferencia y contabilidad, constituye la capa de aplicación, mientras que para una cadena de bloques programable como Ethereum, varias características avanzadas y DApps trabajan juntas para conformar la capa de aplicación.
Capa 0, Capa 1 y Capa 2
Los seis niveles del sistema de cadena de bloques son estructuralmente indivisibles y realizan conjuntamente las funciones de la cadena de bloques. Volviendo a la escalabilidad mencionada al principio de este artículo, la industria se refiere generalmente al Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de las comunicaciones y divide nuevamente los seis niveles en tres capas, de abajo hacia arriba siendo la Capa 0, la Capa 1 y la Capa 2.
La Capa 0, también conocida como la capa de transferencia de datos, es la capa inferior del modelo OSI y principalmente implica la integración entre blockchain y redes tradicionales. Las soluciones de escalado de la Capa 0 son aquellas que no cambian la estructura del blockchain y mantienen sus reglas de ecosistema originales para mejorar el rendimiento. La solución de la Capa 0 es altamente versátil, ya que no afecta al blockchain en sí y también es compatible con las soluciones de escalado de la Capa 1 y la Capa 2. Trabajan juntas para multiplicar el rendimiento de la red blockchain. Todavía existen numerosos problemas que afectan al rendimiento en los protocolos de red subyacentes que deben ser optimizados. Las tecnologías de escalabilidad de la Capa 0 existentes incluyen BDN (red de distribución blockchain), QUIC y UDP.
Polkadot a menudo se conoce como una cadena de bloques de Capa 0 ya que su mainnet actúa como una cadena de retransmisión y solo sirve para proporcionar seguridad e interoperabilidad entre las principales paracadenas. Y sobre Polkadot, algunas redes pueden conectarse a las cadenas de bloques de Capa 1 como Ethereum a través de slots, como la cadena Moonbeam que admite lenguajes de programación.
La Capa 1 corresponde a la capa de datos, la capa de red, la capa de consenso y la capa de activación en la arquitectura lógica de la cadena de bloques. La mayoría de las criptomonedas tienen una cadena pública independiente y única, es decir, la Capa 1, en la que se liquidan todas las transacciones. La Capa 1, también conocida como escalado On-Chain, se refiere a una solución de escalado implementada encima del protocolo base de la cadena de bloques. Generalmente requiere modificar la capacidad de bloque, el tiempo de generación de bloque, el mecanismo de consenso y otras propiedades inherentes de la cadena de bloques para aumentar la capacidad de negociación. Específicamente, Bitcoin La actualización de escalado está aumentando la capacidad de cada bloque para que se puedan acomodar más transacciones, mientras que SegWit reduce el espacio promedio ocupado por una sola transacción, lo que permite acomodar más transacciones por bloque. La actualización a DPoS también permite un mejor rendimiento a expensas de cierto grado de descentralización y seguridad. Sin embargo, la eficiencia del escalado de Capa 1 es susceptible a factores físicos y económicos.
Para obtener más información sobre los principios y limitaciones de la escalabilidad de la Capa 1, por favor lea más Dogecoin: ¿Por qué está Vitalik Buterin en contra? ¿Aumentará su popularidad el escalado?
La Capa 2 corresponde a la capa de contrato y a la capa de aplicación de la cadena de bloques. También se conoce como escalamiento fuera de la cadena en el que los protocolos subyacentes y las reglas básicas de la cadena de bloques no se modificarán y la velocidad de procesamiento de transacciones aumentará a través de canales estatales, sidechains y otras soluciones. La Capa 2 es una solución para el rendimiento que escala fuera de la cadena principal. Es complementaria a la Capa 1, es decir, la Capa 2 es una infraestructura construida sobre la cadena de bloques subyacente para proporcionar una mejor escalabilidad, disponibilidad y privacidad para la cadena de bloques. En comparación con la Capa 1, que busca seguridad y descentralización, la Capa 2 busca la máxima eficiencia y rendimiento. Los tipos comunes de soluciones de Capa 2 son sidechain, Plasma, Canales Estatales, Rollup, entre otros.
Para obtener información sobre las soluciones comunes de Capa 2 en Ethereum, por favor lea Ethereum Capa 2: Una Actualización de Escalabilidad
Conclusión
Desde el rápido desarrollo de Bitcoin y Ethereum, el problema de rendimiento insuficiente se cierne sobre estas conocidas cadenas públicas. Cómo resolver el “triángulo imposible” y alcanzar una solución óptima entre escalabilidad, descentralización y seguridad se considera una de las causas más significativas en el campo de la cadena de bloques. Es el “santo grial” de la cadena de bloques. En artículos posteriores, te presentaremos las soluciones de escalado en las principales cadenas de bloques y los últimos avances tecnológicos en escalado, además de ayudarte a seguir las novedades de la industria. ¡Manténgase atento!
