Layer 1 ในบล็อกเชนคืออะไร

Layer 1 หมายถึง Network พื้นฐาน เช่น Bitcoin, BNB Chain หรือ Ethereum และโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ บล็อกเชน Layer 1 สามารถตรวจสอบและสรุปธุรกรรมได้โดยไม่ต้องใช้ Network อื่น ดังที่เราได้เห็นจาก Bitcoin ว่าการปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดของ Network สำหรับ Layer-1 เป็นเรื่องยาก ดังนั้นทางแก้คือ นักพัฒนาจะต้องสร้างโปรโตคอล Layer-2 ที่ใช้ Layer-1 Network เพื่อความปลอดภัยและกลไก Consensus Lightning Network ของ Bitcoin คือตัวอย่างของโปรโตคอล Layer-2 ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ทำธุรกรรมได้อย่างอิสระก่อนที่จะบันทึกลงในเชนหลัก

บทนำ

Layer 1 และ Layer 2 เป็นคำศัพท์ที่ช่วยให้เราเข้าใจสถาปัตยกรรมของบล็อกเชน โปรเจกต์ ตลอดจนเครื่องมือการพัฒนาต่างๆ หากคุณเคยสงสัยเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง Polygon กับ Ethereum หรือ Polkadot กับ Parachains การเรียนรู้เกี่ยวกับ Layer ต่างๆ ของบล็อกเชนจะช่วยให้คุณเข้าใจ

Layer 1 คืออะไร

Layer-1 Network เป็นอีกชื่อหนึ่งของบล็อกเชนพื้นฐาน BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) และ Solana ล้วนเป็นโปรโตคอล Layer-1 ที่เราเรียกว่า Layer-1 เพราะเป็น Network หลักภายในระบบนิเวศของแต่ละบล็อกเชน ในทางตรงกันข้ามกับ Layer 1 เรามีโซลูชัน Off-chain และโซลูชัน Layer-2 อื่นๆ ที่สร้างขึ้นบนเชนหลัก

กล่าวได้อีกอย่างว่า โปรโตคอลคือ Layer 1 เมื่อประมวลผลและสรุปธุรกรรมบนบล็อกเชนของตนเอง และมีเนทีฟโทเค็นเป็นของตัวเองสำหรับชำระค่าธรรมเนียมธุรกรรม

การปรับขนาด Layer 1

ปัญหาทั่วไปของ Network แบบ Layer-1 คือไม่สามารถขยายขนาดได้ Bitcoin และบล็อกเชนขนาดใหญ่อื่นๆ กำลังพบปัญหาในการประมวลธุรกรรมในช่วงเวลาที่มีความต้องการเพิ่มขึ้น Bitcoin ใช้กลไก Consensus แบบ Proof of Work (PoW) ซึ่งต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณจำนวนมาก 

แม้ว่า PoW จะรับประกันการกระจายศูนย์และความปลอดภัย แต่ Network ของ PoW ก็มีแนวโน้มจะชะลอตัวลงเมื่อปริมาณธุรกรรมสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้เวลาการยืนยันธุรกรรมนานขึ้นและทำให้ค่าธรรมเนียมสูงขึ้น

นักพัฒนาบล็อกเชนพยายามหาทางแก้ปัญหาการขยายขนาดมาเป็นเวลาหลายปีแล้ว แต่ก็ยังเป็นที่ถกเถียงกันมากเกี่ยวกับทางเลือกที่ดีที่สุด สำหรับการปรับขนาด Layer-1 ทางเลือกบางส่วนได้แก่

1. การเพิ่มขนาดบล็อกเพื่อช่วยให้ประมวลผลธุรกรรมในแต่ละบล็อกได้มากขึ้น

2. การเปลี่ยนแปลงกลไก Consensus ที่ใช้ เช่น กับการอัปเดต Ethereum 2.0 ที่กำลังจะมาถึง

3. การใช้ Sharding รูปแบบการแบ่งพาร์ติชันฐานข้อมูล

การปรับปรุง Layer 1 นั้นต้องทำขั้นตอนมากมาย ในหลายกรณี ผู้ใช้ Network บางรายอาจไม่เห็นด้วยกับการเปลี่ยนแปลง ซึ่งอาจทำให้ชุมชนเกิดการแตกแยก หรือแม้กระทั่งเกิด Hard Fork เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับ Bitcoin และ Bitcoin Cash ในปี 2017

SegWit

หนึ่งในตัวอย่างของโซลูชัน Layer-1 สำหรับการปรับขนาดคือ SegWit ของ Bitcoin (Segregated Witness) ซึ่งจะทำให้ปริมาณของ Bitcoin เพิ่มขึ้นโดยการเปลี่ยนวิธีการจัดระเบียบข้อมูลบล็อก (ลายเซ็นดิจิทัลไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของอินพุตธุรกรรมอีกต่อไป) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวช่วยเพิ่มพื้นที่ว่างให้มากขึ้นสำหรับธุรกรรมต่อบล็อกโดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยของ Network มีการใช้งาน SegWit ผ่าน Soft Fork ที่เข้ากันได้กับระบบรุ่นก่อนหน้า จึงหมายความว่าแม้แต่โหนด Bitcoin ที่ยังไม่ได้อัปเดตให้รวม SegWit ก็ยังสามารถประมวลผลธุรกรรมได้

Sharding ของ Layer-1 คืออะไร

Sharding คือโซลูชันการปรับขนาด Layer-1 ที่นิยมใช้เพื่อเพิ่มปริมาณธุรกรรม เทคนิคนี้เป็นรูปแบบของการแบ่งพาร์ติชันฐานข้อมูลที่สามารถนำไปใช้กับ Distributed Ledger ของบล็อกเชนได้ Network และโหนดจะถูกแบ่งออกเป็นชาร์ดต่างๆ เพื่อกระจายเวิร์กโหลดและเพิ่มความเร็วธุรกรรม แต่ละชาร์ดจะจัดการกับหน่วยย่อยของกิจกรรมทั้งหมดของ Network ซึ่งหมายความว่าจะว่ามีธุรกรรม โหนด และบล็อกแยกจากกัน

เมื่อใช้วิธี Shading แต่ละโหนดไม่จำเป็นต้องรักษาสำเนาทั้งฉบับของทั้งบล็อกเชน แต่ว่าแต่ละโหนดจะรายงานงานที่เสร็จสมบูรณ์กลับไปยังเชนหลักเพื่อบอกสถานะของข้อมูลภายใน รวมถึงยอดคงเหลือของ Address และตัวชี้วัดหลักอื่นๆ

Layer 1 เทียบกับ Layer 2

เมื่อพูดถึงการปรับปรุง เราไม่สามารถแก้ไขได้ทุกอย่างบน Layer 1 เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงบางอย่างจึงเป็นเรื่องยากหรือแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแก้ไขบน Network ของบล็อกเชนหลัก ตัวอย่างเช่น Ethereum กำลังจะอัปเกรดเป็น Proof of Stake (PoS) แต่กระบวนการนี้ต้องใช้เวลาหลายปี

กรณีการใช้งานบางกรณีจะไม่สามารถทำงานกับ Layer 1 ได้เนื่องจากเกิดปัญหาด้านความสามารถในการปรับขนาด เกมบล็อกเชนไม่สามารถใช้ Bitcoin Network ได้จริงเนื่องจากจะต้องใช้เวลานานในการทำธุรกรรม อย่างไรก็ตาม เกมอาจยังต้องใช้ฟังก์ชันความปลอดภัยและการกระจายศูนย์ของ Layer 1 อยู่ ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการสร้างบน Network ด้วยโซลูชัน Layer-2

Lightning Network

โซลูชัน Layer-2 สร้างขึ้นบน Layer 1 และใช้เพื่อสรุปธุรกรรม ตัวอย่างหนึ่งที่เป็นที่รู้จักคือ Lightning Network Bitcoin Network ที่มีการรับส่งข้อมูลปริมาณสูงอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการประมวลผลธุรกรรม Lightning Network จะช่วยให้ผู้ใช้ชำระเงินได้อย่างรวดเร็วด้วย Bitcoin จากเชนหลัก และจะรายงานยอดคงเหลือสุดท้ายกลับไปยังเชนหลักในภายหลัง ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะรวมธุรกรรมของทุกคนไว้ในบันทึกสุดท้ายทีเดียวเพื่อช่วยประหยัดเวลาและทรัพยากร 

ตัวอย่างของบล็อกเชน Layer 1

ตอนนี้เรารู้แล้วว่า Layer 1 คืออะไร เราจะมาดูตัวอย่างกัน บล็อกเชน Layer-1 มีอยู่หลากหลายประเภท และหลายๆ กรณีก็รองรับการใช้งานเฉพาะตัว ไม่ใช่เพียงแค่ Bitcoin และ Ethereum เท่านั้น แต่ละ Network ต่างก็มีโซลูชันที่ต่างกันสำหรับเทคโนโลยีบล็อกเชนด้าน อันได้แก่ การกระจายศูนย์ การรักษาความปลอดภัย และความสามารถในการปรับขนาด

Elrond

Elrond คือ Layer-1 Network ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2018 ซึ่งใช้ Sharding เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาด บล็อกเชน Elrond สามารถประมวลผลธุรกรรมได้มากกว่า 100,000 ธุรกรรมต่อวินาที (TPS) คุณสมบัติหลักอันเป็นเอกลักษณ์สองประการ คือโปรโตคอล Consensus แบบ Secure Proof of Stake (SPoS) และ Adaptive State Sharding

Adaptive State Sharding เกิดขึ้นผ่านการแบ่งส่วนและรวมข้อมูลเข้าด้วยกันเมื่อ Network สูญเสียผู้ใช้หรือมีผู้ใช้เพิ่มขึ้น ทั้งสถาปัตยกรรมของ Network จะถูกแบ่งออกเป็นชาร์ด รวมถึงสถานะและธุรกรรมด้วย ส่วน Validator ก็จะย้ายไปมาระหว่างชาร์ดต่างๆ ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะมีการครอบครองชาร์ดโดยประสงค์ร้าย

โทเค็น EGLD ดั้งเดิมของ Elrond ใช้เป็นค่าธรรมเนียมธุรกรรม การปรับใช้ DApp และให้เป็นรางวัลแก่ผู้ใช้ที่มีส่วนร่วมในกลไกการตรวจสอบของ Network นอกจากนี้ Network ของ Elrond ยังได้รับการรับรอง Carbon Negative เพราะ Network จะชดเชย CO2 มากกว่าที่กลไก PoS จะต้องรับผิดชอบ

Harmony

Harmony คือ Effective Proof of Stake (EPoS) ซึ่งเป็น Network ของ Layer-1 ที่รองรับ Sharding Mainnet ของบล็อกเชนมีสี่ชาร์ด แต่ละชาร์ดจะสร้างและตรวจสอบบล็อกใหม่ไปพร้อมกัน ชาร์ดอาจสร้างและตรวจสอบบล็อกตามจังหวะความเร็วของตนเอง ดังนั้นจึงอาจมี Block Height ที่แตกต่างกันได้

ปัจจุบัน Harmony ใช้กลยุทธ์ "Cross-Chain Finance" เพื่อดึงดูดนักพัฒนาและผู้ใช้ Trustless Bridge ไปยัง Ethereum (ETH) และ Bitcoin เองก็มีบทบาทสำคัญในการทำให้ผู้ใช้แลกเปลี่ยนโทเค็นของตนโดยไม่ต้องมีความเสี่ยงในการกำกับดูแลตามปกติที่เห็นได้จาก Bridge วิสัยทัศน์หลักของ Harmony ในการขยายขนาด Web3 ขึ้นอยู่กับ Decentralized Autonomous Organizations (DAO) และ Zero-Knowledge Proof

อนาคตของ DeFi (Decentralized Finance) ดูเหมือนจะอยู่บนโอกาสแบบ Multi-chain และ Cross-chain ทำให้บริการ Bridge ของ Harmony น่าดึงดูดสำหรับผู้ใช้ โครงสร้างพื้นฐาน NFT, เครื่องมือ DAO และ Bridge ระหว่างโปรโตคอลเป็นประเด็นหลักที่มุ่งเน้น

โทเค็นดั้งเดิม ONE ใช้สำหรับการชำระค่าธรรมเนียมธุรกรรมใน Network นอกจากนี้ยังอาจใช้ Stake เพื่อมีส่วนร่วมในกลไก Consensus และการกำกับดูแลของ Harmony ได้อีกด้วย ซึ่งจะช่วยให้ Validator ประสบความสำเร็จได้รับ Block Reward และค่าธรรมเนียมธุรกรรม

Celo

Celo คือ Network ของ Layer 1 ที่แยกจาก Go Ethereum (Geth) ในปี 2017 อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างเกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญบางประการ รวมถึงการใช้ PoS และระบบ Address เฉพาะตัว ระบบนิเวศของ Celo Web3 ประกอบด้วย DeFi, NFT และโซลูชันการชำระเงิน โดยมีการยืนยันธุรกรรมมากกว่า 100 ล้านรายการ บน Celo ทุกคนสามารถใช้หมายเลขโทรศัพท์หรือที่อยู่อีเมลเป็น Public Key ได้ บล็อกเชนจะทำงานได้อย่างง่ายดายด้วยคอมพิวเตอร์ทั่วไป และไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษ

โทเค็นหลักของ Celo คือ CELO ซึ่งเป็นยูทิลิตี้โทเค็นมาตรฐานสำหรับธุรกรรม การรักษาความปลอดภัย และ Reward Celo Network ยังมี cUSD, cEUR และ cREAL เป็น Stablecoin ด้วย ซึ่งเป็นเหรียญที่ผู้ใช้สร้างขึ้น และตรึงราคาโดยใช้กลไกที่คล้ายกับ DAI ของ MakerDAO นอกจากนี้ ยังสามารถชำระค่าธุรกรรมที่ทำกับ Stablecoin ของ Celo ด้วยสินทรัพย์อื่นๆ ของ Celo ได้เช่นกัน

ระบบ Address และ Stablecoin ของ CELO มีเป้าหมายเพื่อให้ผู้คนเข้าถึงคริปโตได้มากขึ้นและเพิ่มอัตราการใช้งาน ความผันผวนของตลาดคริปโต และความยากลำบากสำหรับผู้ใช้ใหม่อาจทำให้หลายคนท้อใจ

THORChain

THORChain คือตลาดแลกเปลี่ยนแบบกระจายศูนย์ที่ไม่ต้องอาศัยการอนุญาตแบบ Cross-Chain (DEX) เป็น Network ของ Layer-1 ที่สร้างขึ้นโดยใช้ Cosmos SDK นอกจากนี้ยังใช้กลไก Consensus ของ Tendermint ในการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมด้วย เป้าหมายหลักของ THORChain คือการอนุญาตให้มีสภาพคล่อง Cross-Chain แบบกระจายศูนย์โดยไม่จำเป็นต้องตรึงหรือแปลงสภาพสินทรัพย์ สำหรับนักลงทุน Multi-chain การตรึงราคาและการแปลงสภาพจะเพิ่มความเสี่ยงให้กับกระบวนการ

ดังนั้น THORChain จึงทำหน้าที่เป็นผู้จัดการห้องนิรภัยที่ตรวจสอบการฝากและการถอน ซึ่งช่วยสร้างสภาพคล่องแบบกระจายศูนย์และขจัดตัวกลางแบบรวมศูนย์ RUNE คือเนทีฟโทเค็นของ THORChain ซึ่งใช้ชำระค่าธรรมเนียมธุรกรรม และยังใช้ในการกำกับดูแล การรักษาความปลอดภัย และการตรวจสอบความถูกต้องด้วย 

โมเดล Automated Market Maker (AMM) ของ THORChain ใช้ RUNE ทำหน้าที่เป็น Pair พื้นฐาน ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถ Swap โทเค็น RUNE เป็นสินทรัพย์อื่นๆ ที่รองรับได้ ด้วยวิธีนี้ โปรเจกต์จะทำงานเหมือนกับ Uniswap แบบ cross-chain โดยใช้ RUNE เป็นสินทรัพย์ในการจ่ายชำระและรักษาความปลอดภัยสำหรับ Pool สภาพคล่อง

Kava

Kava คือบล็อกเชน Layer-1 ที่ผสมผสานความเร็วและความสามารถในการทำงานร่วมกันของ Cosmos เข้ากับการสนับสนุนของนักพัฒนา Ethereum Kava Network ใช้สถาปัตยกรรมแบบ "Co-Chain" ในการนำเสนอบล็อกเชนที่แตกต่างกันสำหรับทั้งสภาพแวดล้อมการพัฒนา EVM และ Cosmos SDK เมื่อรวมกับการสนับสนุน IBC บน Co-Chain ของ Cosmos ก็จะช่วยให้นักพัฒนาใช้แอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์ที่ทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่นระหว่างระบบนิเวศของ Cosmos และ Ethereum 

Kava ใช้กลไก Consensus ของ Tendermint PoS ซึ่งให้ความสามารถในการปรับขนาดอันทรงพลังให้กับแอปพลิเคชันบน EVM co-chain Kava Network ได้รับทุนสนับสนุนจาก KavaDAO โดยมีรางวัลจูงใจสำหรับนักพัฒนา On-chain แบบเปิดที่ออกแบบมาเพื่อเป็น Reward แก่ 100 โปรเจกต์แรกในแต่ละ Co-chain ตามการใช้งาน 

Kava มียูทิลิตี้ดั้งเดิมและโทเค็นกำกับดูแลในชื่อ KAVA และเหรียญ Stablecoin ที่ตรึงราคากับเงินดอลลาร์สหรัฐในชื่อ USDX KAVA ใช้เพื่อชำระค่าธรรมเนียมธุรกรรมและจะถูก Stake โดย Validator เพื่อสร้าง Consensus ของ Network ผู้ใช้สามารถมอบหมาย KAVA ที่ Stake ไว้กับ Validator เพื่อรับชาร์ดการปล่อยมลพิษจาก KAVA ได้ Staker และ Validator ยังสามารถลงโหวตข้อเสนอการกำกับดูแลที่กำหนดพารามิเตอร์ของ Network ได้ด้วย 

IoTeX

IoTeX คือ Network ของ Layer 1 ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2017 โดยเน้นการรวมบล็อกเชนเข้ากับ Internet of Things ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมข้อมูลที่อุปกรณ์สร้างขึ้นได้ โดยอนุญาตให้มี “DApp, สินทรัพย์ และบริการที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักร” ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณมีค่าและจะจัดการผ่านบล็อกเชนเพื่อรับประกันความเป็นเจ้าของที่ปลอดภัย

การผสมผสานระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของ IoTeX เป็นโซลูชันใหม่ที่ผู้ใช้สามารถควบคุมความเป็นส่วนตัวและข้อมูลของตนเองได้โดยไม่กระทบต่อประสบการณ์ของผู้ใช้ ระบบที่ผู้ใช้สามารถรับสินทรัพย์ดิจิทัลจากข้อมูลในโลกแห่งความจริงเรียกว่า MachineFi

IoTeX เปิดตัวผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์ที่โดดเด่นสองชนิด ได้แก่ Ucam และ Pebble Tracker Ucam เป็นกล้องรักษาความปลอดภัยภายในบ้านที่ให้ผู้ใช้สามารถตรวจดูความเรียบร้อยภายในบ้านได้จากทุกที่และมีความเป็นส่วนตัวสมบูรณ์แบบ Pebble Tracker เป็น GPS อัจฉริยะที่รองรับ 4G และมีความสามารถในการติดตามและตรวจสอบเส้นทาง ซึ่งไม่เพียงแค่ติดตามข้อมูล GPS เท่านั้น แต่ยังมีข้อมูลสิ่งแวดล้อมแบบเรียลไทม์ รวมถึงอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศด้วย

ในแง่ของสถาปัตยกรรม บล็อกเชน IoTeX มีโปรโตคอล Layer-2 จำนวนมากที่สร้างขึ้นต่อยอด บล็อกเชนมีเครื่องมือในการสร้าง Network แบบกำหนดเองที่ใช้ IoTeX สำหรับการสรุป เชนเหล่านี้สามารถโต้ตอบกันและแชร์ข้อมูลผ่าน IoTeX ได้ นักพัฒนาสามารถสร้างเชนย่อยขึ้นใหม่ได้ไม่ยาก เพื่อตอบสนองต่อความต้องการเฉพาะของอุปกรณ์ IoT เหรียญของ IoTeX คือ IOTX ใช้สำหรับจ่ายค่าธรรมเนียมธุรกรรม, Staking, การกำกับดูแล และการตรวจสอบ Network

ข้อคิดส่งท้าย

ระบบนิเวศบล็อกเชนในปัจจุบันมี Network ของ Layer-1 และโปรโตคอล Layer-2 จำนวนมาก จึงอาจสับสนได้ง่าย แต่ทันทีที่คุณเข้าใจแนวคิดพื้นฐาน คุณก็จะเข้าใจโครงสร้างและสถาปัตยกรรมโดยรวมได้ง่ายขึ้น ความรู้นี้จะมีประโยชน์เมื่อคุณศึกษาโครงการบล็อกเชนใหม่ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณเน้นที่การทำงานร่วมกันของ Network และโซลูชันแบบ Cross-Chain