Какие бывают блокчейны?

Блокчейн стал основой современной цифровой экономики, и технология продолжает развиваться. В этом тексте вы найдете информацию о том, что такое блокчейн, какие уровни блокчейна бывают, что такое консенсус в блокчейне и чем блокчейн отличается от криптовалюты?

Что такое блокчейн?

Блокчейн-сеть (распределенный реестр, распределенная база данных, децентрализованная сеть) — это структура, хранящая непрерывную цепочку блоков данных. Информация находится сразу на нескольких узлах, которые также называют нодами. Такая архитектура дает сразу несколько значимых преимуществ:

• высокую степень защиты данных;
• децентрализацию в принятии решений;
• прозрачность и неизменность информации;

Подробнее — в тексте «Что такое блокчейн» — ЧИТАТЬ

Чем блокчейн отличается от криптовалюты?

Криптовалюта — это один из вариантов продукта на блокчейне. Создатели монет используют возможности распределенного реестра, чтобы хранить записи о сделках, счетах, взаимных обязательствах и т. д. Крипта не может существовать без блокчейна, но далеко не всякий продукт на блокчейне — криптовалюта.

Пример, иллюстрирующий разницу, — сеть эфириум (Ethereum) и монета эфир (ETH). Эфириум является базой, на которой строятся самые разные децентрализованные продукты: DeFi-протоколы, кошельки, приложения и т. д. Создатели сети понимали, что блокчейн должен развиваться и приносить прибыль, поэтому ввели плату за транзакции под названием газ (gas). За его использование пользователи платят токеном под названием эфир или его частью. У токена появилась реальная стоимость: он стал торгуемой криптовалютой.

Что такое консенсус в блокчейне?

Консенсус в блокчейне — это алгоритм, с помощью которого участники сети договариваются, какие именно цепочки блоков считать истинными. Механизм позволяет обеспечить работу сети без единой точки принятия решений.

Существует несколько видов консенсуса участников в блокчейне:

• Proof of Work (PoW) (доказательство работы). Участники решают математические задачи, чтобы добавить новый блок. Плюс — высокая надежность системы. Минусы — медленные транзакции и высокие затраты энергии.
•  Proof of Stake (PoS) (доказательства владения). Определенный объем монет эмитируется сразу, и участники замораживают в системе те, которыми владеют. Чем больше у вас монет — тем выше ваш приоритет у сети, которая выбирает адрес для создания блока (валидатора). Владелец адреса получает вознаграждение. Вариант экономнее Proof-of-Work и лучше масштабируется, но требует больших затрат на обеспечение безопасности, а токены в таких сетях менее устойчивы к концентрации в одних руках.
• Delegated Proof of Stake (DPoS) — модернизированный вариант Proof of Stake. Число возможных валидаторов ограничено. Участники сети определенным образом голосуют за кандидата, победитель создает блок и получает награду. Система позволяет еще более экономно расходовать ресурсы и ускорить блокчейн, но риск концентрации активов даже выше, чем в Proof of Stake.
• Proof of Authority (PoA) — валидаторы выбраны заранее. Это ускоряет процесс еще сильнее, но поднимает вопрос доверия к валидаторам, поэтому PoA используется в основном в корпоративных сетях.

Существуют и другие типы консенсусов в блокчейнах, однако они используются реже. Это Proof of History (PoH), Proof of Space (PoS), Proof of Burn (PoB). В некоторых сетях работают гибриды нескольких консенсусов.

Блокчейны первого уровня

Блокчейн первого уровня (Layer 1) — это протокол, с помощью которого можно совершать транзакции без участия другой сети. Он также может поддерживать консенсус участников, имеет собственный платежный токен и развитую систему безопасности.

Какие блокчейны первого уровня существуют?

Количество блокчейнов первого уровня постоянно растет и уже превышает 100. Однако системообразующими для рынка являются 20‒30 самых крупных. Имеет смысл остановиться на тех, где общая заблокированная стоимость активов стабильно превышает 1 трлн долларов (используются данные Coingecko.com).

Bitcoin

Первая блокчейн-сеть в современном смысле этого понятия появилась в 2009 году. Базово использует принцип Proof of Work.Несмотря на то, что на ней расположена самая дорогая монета на рынке, занимает всего 7% общей заблокированной стоимости активов (конец апреля 2026 года). При этом на блокчейне биткойна создана не только флагманская монета, но и около 30 других проектов.

Ethereum

Самая успешная сеть на сегодняшний день. От 60 до 65% всей заблокированной стоимости активов приходится на эфириум. Этот блокчейн стал домом для огромного количества токенов и DeFi -проектов. В 2022 году руководство компании приняло решение перейти от консенсуса Proof of Work к Proof of Stake. Это позволило масштабировать сеть и захватить рынок.

Solana

Сеть с самым большим количеством наименований токенов — свыше пяти тысяч. Главная фишка Solana — гибридный консенсус. Параллельно с Proof of Stake работает Proof of History. Это механизм временных меток, с помощью которого можно быстро согласовывать транзакции. В результате скоростью работы Solana превосходит и Bitcoin, и Ethereum.

BNB Smart Chain

Сеть, созданная крупнейшей криптобиржей в мире — Binance. Блокчейн привлекателен для стартапов, так как транзакции в нем одни из самых дешевых на рынке. Секрет в том, что BNB Smart Chain использует элементы консенсуса Proof of Authority, где валидаторы назначены заранее. Кроме того, сеть хорошо совместима с виртуальной машиной Ethereum (EVM), так что продукты BNB Smart Chain легко перенести на эфириум.

Tron

Cеть сделала упор на дешевизну транзакций. В свое время это помогло привлечь компанию Tether, которая выпустила на Tron один из самых востребованных криптоактивов в мире – USDT. Блокчейн использует Delegated Proof of Stake, что позволяет ускорять транзакции.

Hyperliquid

В отличие от предыдущих сетей, Hyperliquid изначально создавался как основа для криптобиржи. Этот блокчейн способен проводить тысячи транзакций в секунду. Hyperliquid состоит из двух частей: HyperCore и HyperEVM. Первая отвечает за работу биржи, а вторая делает блокчейн совместимым со смарт-контрактами на Ethereum, что позволяет создавать приложения.

Что такое форк блокчейна?

Форк блокчейна (blockchain fork) — это разделение одной сети на несколько частей. В блокчейнах с открытым исходным кодом форки происходят довольно часто. В зависимости от глубины изменений их делят на два типа:

1. Soft Fork. В этом случае к старому протоколу добавляется обновление. Изначальная часть блокчейна может распознавать новые узлы и обмениваться с ними информацией. Soft Fork часто применяется, когда нужно исправить ошибки в сети, оптимизировать ее работу или провести эксперимент. Пример: протокол Taproot для биткойна, который удешевил транзакции и улучшил безопасность системы.
2. Hard Fork. Радикальное разделение сети, после которого ее части больше не совместимы. Могут происходить как из-за расхождения участников сети во мнении, так и организованно. Например, превращение эфириума в Ethereum Classic после взлома системы в 2016 году приняли не все: часть пользователей остались в старой сети. А вот смену консенсуса с PoW на PoS в 2022-м встретили с большим энтузиазмом.

Блокчейны второго уровня

Блокчейн второго уровня (L2) — это надстройка над основной сетью. Она берет на себя функции по обработке транзакций и отправляет на первый уровень только результаты расчетов. В L1 одна запись равна одной операции. Сеть второго уровня может скомпоновать несколько тысяч операций и отправить общий результат в материнскую сеть, где они также займут одну запись. Таким образом, скорость транзакций увеличивается во много раз.

Типы блокчейнов второго уровня

L2-сети делятся по типу доказательства правильности операций. Основными считаются два: Optimistic Rollups и ZK-Rollups.

Optimistic Rollups

В этом подходе блокчейн второго уровня компилирует информацию и отправляет L1. Результат по умолчанию считается правильным, пока кто-то не докажет обратное. На оспаривание результата дается определенное количество времени, вплоть до нескольких дней. Плюсы в том, что можно оспорить ошибку в ручном режиме и в простоте технологии. Минус — продолжительность транзакции: крипта останется замороженной на долгое время.

Платформы, которые используют Optimistic Rollups:

• Arbitrum;
• Optimism;
• Base;
• Metis и др.

ZK-Rollups

Блокчейн второго уровня генерирует доказательство правильности выполненных действий и отправляет его в сеть L1. Это позволят обойтись без периода проверки и ускорить транзакции, однако техническое исполнение такого подхода может быть сложнее.

Платформы, которые используют ZK-Rollups:

• Scroll;
• Linea;
• Polygon;
• Starknet и др.

Что такое сайдчейн?

Сайдчейн (sidechain) — это вспомогательная сеть, которая забирает часть задач от основной сети (mainchain). Отличие данной структуры от L2 в том, что сайдчейн может обладать собственным консенсусом и системой безопасности. Он способен принимать токены из основной сети и возвращать их обратно.

Примеры сайдчейнов:

• Liquid Network для биткойна;
• Gnosis Chain для эфириума;
• Ronin Network для блокчейн-игры Axie Infinity.

Блокчейны третьего уровня (L3)

Блокчейн третьего уровня — это надстройка над L2. Используется для узкоспециализированных задач: работа Web3-приложений или игр, кастомизация продукта и т. д. Нужен для того, чтобы не перегружать второй уровень блокчейна. Например, L2 отвечает за масштабируемость, а L3 — за управление данными.

Примеры использования:

1. Interledger Protocol от Ripple создан для ускорения и удешевления транзакций.
2. В проекте Polkadot третий уровень блокчейна нужен для обмена данными между разными сетями.
3. Решение Xai упрощает процесс массовой регистрации в Web3-играх и помогает снизить стоимость транзакций.

Блокчейны нулевого уровня (L0)

Блокчейн нулевого уровня — это инфраструктура для создания сетей первого уровня. Чаще всего L0 не имеет собственного токена и представляет набор базовых смарт-контрактов. Кроме того, блокчейн нулевого уровня работает как хранилище данных для сетей, которые на нем построены.

L0 позволяет создавать экосистему блокчейнов первого уровня, которые по умолчанию будут способны обмениваться данными: их называют спаренными или связанными блокчейнами. Технология позволяет обойти проблему изоляции сетей друг от друга и способствует увеличению ликвидности активов.

Примеры блокчейнов L0:

• Polkadot;
• Avalanche;
• Cosmos;
• Cardano.