Децентрализованные сети в наши дни привлекают миллионы пользователей и компаний. О растущем интересе к блокчейнам и многомиллионных инвестициях в сектор свидетельствует недавний отчет CoinMarketRating. Стартапы и крупные компании рассматривают перспективы внедрения децентрализованных решений для усовершенствования бизнес-процессов.
Но что происходит, когда популярность блокчейнов, например, Bitcoin и Ethereum, приводит к перегрузке сетей? На сцену выходят решения для масштабирования. Представьте себе шоссе, на котором стало слишком много машин, а поверх него ― дополнительную скоростную полосу, позволяющую быстрее доехать до цели. Примерно такие же «полосы» можно создать в децентрализованных сетях. Layer 1 — это основной блокчейн, а Layer 2 — блокчейн второго уровня, то есть надстройки, которые помогают снизить комиссии за транзакции и ускорить их обработку.
В этой статье мы расскажем об уровнях (слоях) блокчейнов, их особенностях и преимуществах для пользователей.
Что такое блокчейн
Блокчейн — это распределенная база данных, в которой хранится информация о транзакциях в виде цепочки блоков. Каждый блок содержит набор данных о транзакциях разных пользователей с конкретной суммой крипты. Транзакции записываются в нем по очереди, а блоки связаны последовательно, поэтому данные в них невозможно изменить или удалить.
Блокчейны позволяют проводить сделки без участия посредников, поэтому они используются для моментальных переводов в криптовалюте и для разработки децентрализованных приложений. Самые популярные блокчейны в 2025 году — Ethereum, Tron, Solana, BSC и Arbitrum.
Как транзакции попадают в блок
Рассмотрим работу блокчейна на примере Ethereum. Когда пользователь инициирует транзакцию, например, хочет отправить другу $100, та сначала попадает в своеобразный «лист ожидания» — мемпул (от англ. “memory pool”).
Чтобы транзакция попала из мемпула в блок, пользователю нужно заплатить так называемый «газ» ― комиссию валидаторам сети за быстрое подтверждение операции (в других сетях она так и называется ― “priority fee”). Чем больше платит пользователь, тем выше будет приоритет, то есть скорость проведения транзакции.
Если сеть устарела и работает медленно, список ожидающих своей очереди транзакций увеличивается. А пользователи платят высокие комиссии за срочные переводы и долго ждут обработки и валидации, особенно в периоды пикового спроса.
Проблемы масштабируемости блокчейнов
Масштабируемость — это способность блокчейна обрабатывать растущий объем транзакций без ущерба для их скорости и безопасности. Ключевой показатель — пропускная способность, то есть количество транзакций, которые сеть обрабатывает за секунду (transactions per second, TPS). Именно показатель TPS позволяет определить, устарела ли сеть.
Блокчейны первого уровня вроде Bitcoin и Ethereum имеют пределы масштабируемости. Например, Bitcoin обрабатывает всего около 5 TPS. Для сравнения, более современная сеть Solana обеспечивает порядка 65 000 TPS и теоретически способна выдержать нагрузку до 710 000 TPS. Ethereum изначально «тянул» всего 15 TPS, а после обновления до версии 2.0 достиг максимального показателя 100 000 TPS.
В 2024 году пользовательская база Web3-приложений увеличилась на 40% за квартал и достигла рекордных 10 млн человек. И это не единственный показатель растущего спроса. Неудивительно, что созданным 10 лет назад сетям нужны решения, позволяющие большему числу пользователей осуществлять транзакции и взаимодействовать с приложениями на блокчейне.
Уровни блокчейна: Layer 1 и Layer 2
Основной блокчейн, отвечающий за обработку транзакций, служит первым уровнем (Layer 1). Его масштабируемость ограничена, поэтому разработчики создают вторичные протоколы (Layer 2), которые строятся на базе первого слоя. Они повышают пропускную способность сети, позволяя обрабатывать транзакции вне основной цепи.
Что такое Layer 1
Layer 1 (L1) — это масштабирование в сети поверх нулевого (базового) протокола блокчейна (Layer 0). Такие блокчейн-сети проверены временем, поэтому считаются надежными и безопасными. Они популярны и загружены, поэтому сталкиваются с проблемами масштабируемости.
Примеры и особенности блокчейнов первого уровня
Преимущества блокчейнов первого уровня:
- Блокчейны L1 используют надежные механизмы консенсуса Proof of Work (POW), Proof of Stake (POS), Delegated Proof of Stake (DPoS) и Proof of History (PoH).
- Сети первого уровня всем знакомы и проверены годами, они обеспечивают безопасные и понятные даже для новичков транзакции.
- Блокчейны L1 защищены от некоторых киберугроз, например, так называемой «атаки 51%», потому что их децентрализованная структура распределяет контроль по большой сети, состоящей из машин-узлов.
- Блокчейны первого уровня служат основой для решений второго уровня, направленных на улучшение сети и увеличение скорости транзакций.
- Старые блокчейны продолжают развиваться, а также появляются новые, современные автономные блокчейны L1 с достойными показателями TPS.
К наиболее известным блокчейнам первого уровня относятся Bitcoin, использующий механизм консенсуса PoW, Ethereum с его смарт-контрактами, используемый для создания DApps, Solana с ее высокой пропускной способностью и механизмами горизонтальной масштабируемости и др.
Важно: узнать, какая архитектура лежит в основе сети, можно из официальных документов проекта (Whitepaper). Например, решения Ethereum описаны в Ethereum Whitepaper. Также можно заглянуть в открытые репозитории на GitHub, где разработчики публикуют исходный код и технические детали проекта. Например, Ethereum GitHub.
Что такое Layer 2
Layer 2 (L2) — это слой, с помощью которого осуществляется масштабирование сети. При этом базовые протоколы и правила не меняются, а скорость увеличивается за счет каналов состояния (state channels), сводных пакетов (rollups) и сайдчейнов (sidechains). Дополнительные блокчейны работают поверх сетей первого уровня.
Представьте, что у банка есть один офис, но в него стоит огромная очередь людей, которые хотят отправить, снять или положить деньги на счет. Чтобы уменьшить очередь, банк открывает отделения по всему городу. Создание блокчейна L2 похоже на открытие филиала компании по новому адресу.
Примеры и особенности блокчейнов второго уровня
Преимущества блокчейнов второго уровня:
- Блокчейны L2 позволяют обрабатывать больше транзакций одновременно.
- Благодаря обработке транзакций вне сети (off-chain processing) уменьшаются комиссии и время ожидания пользователей.
- Решения L2 улучшают пользовательский опыт, так как держателям криптовалют не нужно долго ждать или переплачивать.
- L2-решения используют механизмы безопасности основной сети, поэтому они сохраняют высокий уровень защиты данных. Например, ZK-пакеты (zero-knowledge proofs) не раскрывают информацию для подтверждения правильности транзакций.
- Блокчейны второго уровня могут быть разработаны под конкретный сегмент или сферу применения ― например, использоваться только для транзакций с токенами и NFT, игр или для управления данными и файловыми системами.
К примерам блокчейнов второго уровня относят сеть Fractal Bitcoin для расширения базовой функциональности биткоина и многочисленные протоколы Layer 2 для Ethereum, включая Arbitrum One, Optimism, Polygon, Polkadot, Cosmos и Avalanche.
Из минусов ― многие L2-решения никому не нужны. Новые криптопроекты вызывают опасения, они могут быть уязвимы к атакам или вовсе оказаться мошенническими схемами. Если система не вызывает доверия и не привлекает достаточно пользователей, у нее возникнут проблемы с ликвидностью. К тому же протоколы Layer 2 зависят от основной сети, и проблемы с базовой сетью могут негативно сказаться на работе новых решений. Наконец, если L2-блокчейн не предлагает ничего кардинально нового и незначительно отличается от основной, доверенной сети, он не наберет популярность.
Сравнение блокчейнов первого и второго уровней
Итак, вы узнали про разные уровни блокчейна и их особенности. Сравним их ключевые характеристики в таблице.
| Layer 1 | Layer 2 | |
| Определение | Масштабирование внутри сети, основной протокол блокчейна | Масштабирование вне сети, вторичные протоколы над L1 |
| Аналогия | Основная трасса для автомобилей | Дополнительная высокоскоростная магистраль |
| Примеры | Bitcoin, Ethereum, Solana, Cardano | Fractal Bitcoin, Arbitrum One, Optimism, Polygon, Polkadot |
| Безопасность | Высокая | Высокая |
| Децентрализация | Высокая | Умеренная |
| Масштабируемость | Ограниченная | Высокая |
| Доверие | Высокое | Среднее |
Как блокчейн решает проблемы масштабируемости
Решения второго уровня увеличивают TPS и снижают затраты пользователей. Рассмотрим, как это работает, и приведем аналогии, чтобы проще было понять технические особенности.
Шаг 1: Перенос нагрузки
Представьте дорогу. Когда на ней появляется слишком много машин, движение замедляется, возникают пробки. Решение Layer 2 создает дополнительные полосы над этой дорогой. Эти полосы позволяют транзакциям протекать быстрее, не мешая основному потоку.
Шаг 2: Обработка вне сети
На дороге есть светофоры и контрольно-пропускные посты, которые замедляют движение. Если убрать эти преграды для большинства автомобилей, скорость увеличится. В Layer 2 используются каналы состояния, сайдчейны и пакеты, которые позволяют обрабатывать транзакции без подтверждения каждой из них в основной сети.
Например, rollups позволяют объединить множество транзакций в один пакет и отправить в основную сеть в виде одной записи. Аналогично вместо 50 машин с человеком в каждой на КПП проверяют один автобус на 50 мест.
Шаг 3: Снижение затрат
Если использовать альтернативные маршруты с меньшими затратами на топливо и время в пути, поездка станет выгоднее. Подобным образом, когда платежи и переводы обрабатываются на Layer 2, пользователям не приходится платить высокие комиссии, и блокчейн становится дешевле и доступнее.
Выводы
Способность сети поддерживать растущий объем транзакций, сохраняя высокую скорость обработки и низкие издержки — ключ к ее успешному развитию. К сожалению, блокчейны L1 не всегда справляются с этой задачей. Например, в период ажиотажа вокруг NFT в 2021 году транзакционные издержки в сети Ethereum выросли до $200–300, а время ожидания обработки достигало 30 минут.
Недостаточная масштабируемость может затормозить развитие технологии. Поэтому разработчики начали создавать решения второго уровня (Layer 2), которые предлагают низкие комиссии и короткое время обработки. Все больше пользователей обращает на них внимание, поскольку они делают децентрализованные сети доступнее и удобнее, но многие пока относятся к ним с осторожностью. Вероятно, интерес к L2-сетям продолжит расти в 2025 году.
