Оригинальное название: «Биткойн-уровень 2: Восстановление Эфириума на основе Биткойна». Первоначальный источник: Xiaozhu Web3.

Что такое Layer2

Когда речь идет о Layer2, люди обычно думают о накопителе Layer2 от Ethereum, таком как Arbitrum, Optimism, zkSync и StarkWare. Фактически, план расширения Layer2 возник из официального документа Bitcoin Lightning Network в 2015 году.

Публичные сети, такие как Bitcoin, Ethereum и Solana, вместе называются Layer1. Основная функция Layer1 — обеспечить безопасность, децентрализацию и окончательное определение состояния, достижение государственного консенсуса и служить «криптосудом» посредством правил смарт-контракта. Арбитраж передает доверие Уровню 2 в форме экономических стимулов.

Уровень 2 обеспечивает максимальную производительность и может взять на себя большую часть вычислительной работы уровня 1, например, отделение транзакций Ethereum от основной цепочки, снижение нагрузки на сеть первого уровня, повышение эффективности бизнес-обработки и тем самым достижение расширения емкости. Уровень 2 может достичь лишь частичного консенсуса, но он может удовлетворить потребности различных сценариев.

БиткойнСлой2

В целом, Layer2 — это независимая сеть блокчейнов, построенная на Layer1 с целью упаковки большинства транзакций уровня 1 в Layer2, чтобы снизить нагрузку и расширить возможности.

В настоящее время сеть Биткойн может обрабатывать в среднем 7 транзакций в секунду. Для сравнения, Alipay в мире web2 может обрабатывать 100 000 транзакций в секунду. Благодаря дизайну надписи, представленному протоколом Ordinals, Биткойн обеспечивает возможность децентрализованного хранения в цепочке, а новый стандарт, представленный BRC-20, реализует экологический токен Биткойн, аналогичный ERC-721 и ERC-20, эти взрывы в экосистеме Биткойн. сделали и без того неэффективную сеть Биткойн более «перегруженной», а появление уровня 2 Эфириума (включая Rollup) позволило разработчикам биткойнов увидеть возможность трансплантации этого зрелого опыта в биткойн. Экологическая надежда, можно сказать, что уровень 2 биткойна будет несомненно, станет одним из самых ярких весенних бризов 2024 года.

Сеть Биткойн уровня 2 предназначена для удовлетворения растущего спроса на более быстрые и эффективные транзакции внутри экосистемы Биткойн. Разгружая определенные задачи обработки транзакций из основной сети, он стремится облегчить проблемы перегрузки в основной сети Биткойн и значительно сократить время, необходимое для подтверждения транзакций.

Развитие и классификация биткойнов Layer2

Каждый блок Биткойна имеет размер 1 МБ, и, исходя из среднего размера транзакции в 250 байт, можно записать только 1024*1024/250=4194 транзакции. Генерация блока занимает в среднем 10 минут, поэтому количество транзакций в секунду составляет 4194/10/60=6,99. Именно так мы обычно называем 7 транзакций Биткойна в секунду.

Здесь есть три переменные, а именно емкость блока, размер транзакции и время блока. Среди них возможен только метод увеличения скорости транзакций путем изменения емкости блока. Например, увеличение емкости блока с 1M до 32M, а затем количество транзакций на единицу. во-вторых Скорость увеличится с 7 ручек до 224 ручек. Если вы не хотите расширять мощности и хотите увеличить скорость транзакций, вы можете сделать это только через сайдчейны.

Когда 12 декабря 2010 года Сатоши Накамото исчез из поля зрения общественности, он передал права на разработку биткойнов Гэвину Андресену. После этого Гэвин передал права на управление кодом 4 разработчикам, включая Грегори Максвелла, позже ставшего техническим директором Blockstream Corporation.

Компания Blockstream специализируется на технологии боковой цепи и сети Lightning. По словам Грегори Максвелла, Blockstream была создана для разработки биткойнов.

В феврале 2015 года был выпущен официальный документ Lightning Network, а в декабре 2015 года было предложено решение Segregated Witness (Segwit). С тех пор Грегори Максвелл вписал сеть Lightning Network в дорожную карту Биткойна, сформировав технический маршрут «Отдельное свидетельство + сеть Lightning». Этот маршрут расширения фактически не меняет размер блока, но ускоряет подтверждение биткойнов за счет продуманного дизайна и обработки вне цепочки.

Разделенный свидетель означает, что информация-свидетель транзакции не записывается в блок, поэтому, хотя размер блока остается неизменным, можно разместить больше транзакций за счет уменьшения объема информации в одной транзакции.

Lightning Network формирует пул предоплаты в виде маржи между контрагентами с частыми обменами. Пока эта сумма не превышена, все транзакции не записываются в блоки основной цепочки, и транзакция происходит только во время расчетов, тем самым уменьшая сумму. давление мелких транзакций на основную сеть.

После обновления Segregated Witness, хотя предел размера блока Биткойн был изменен на лимит блока данных транзакции в 1 МБ и лимит блока данных-свидетеля в 3 МБ, общий размер составляет 4 МБ. Однако этот верхний предел до сих пор не изменился. Поскольку влияние Биткойна продолжает расти, вопрос расширения стал актуальным. Расширение по-прежнему является одной из основных проблем, с которыми сталкивается экосистема Биткойн, и различные технические направления активно ищут решения. В настоящее время основные направления расширения Биткойна заключаются в следующем.

статус канала

Статусный канал — это виртуальный канал, установленный в блокчейне для реализации двусторонней связи и статусных услуг между различными пользователями. Это позволяет пользователям проводить несколько транзакций внутри канала, не записывая каждый раз транзакцию в блокчейн, что значительно повышает эффективность и скорость транзакций. Эти каналы могут создаваться совместно двумя или более пользователями и будут рассчитываться с помощью смарт-контрактов в блокчейне только при необходимости, что снижает нагрузку и комиссию за транзакции в сети блокчейна.

Самым известным примером государственного канала является упомянутая выше сеть Lightning Network. Обе стороны транзакции создают канал оплаты вне сети во время первой транзакции. По сути, это реестр, используемый обеими сторонами транзакции и используемый для сохранения транзакции. записи. Обе стороны транзакции блокируют определенную сумму средств в канале, а затем подписывают транзакцию с помощью закрытого ключа.

Переводы средств между двумя сторонами не выполняются в цепочке, а только сохраняются в реестрах друг друга. Когда одна или обе стороны решают, что канал больше не нужен, расчетный баланс транслируется в основную сеть.

Но сеть Lightning — это не просто прямое соединение между двумя сторонами, она может последовательно соединять большое количество отдельных каналов, образуя взаимосвязанную и обширную платежную сеть. Другими словами, если предположить, что у C и A есть каналы, у C и B нет каналов, а у A и B есть каналы, то C может косвенно торговать с B через A, а A, как посредник, может взимать комиссию за маршрутизацию. В сети Lightning сеть найдет путь с наименьшим количеством узлов и наименьшей комиссией за транзакцию для завершения транзакции.

боковая цепь

Сайдчейн является наиболее распространенным решением, а к более старым и наиболее популярным технологиям сайдчейна относятся Stacks, Liquid и Rootstock.

Будучи ведущим проектом боковой цепи биткойнов, Stacks с одной стороны привязан к блокчейну Биткойн. С другой стороны, он представляет функции смарт-контрактов, аналогичные Ethereum, в качестве независимого протокола и постоянно осуществляет транзакции в блокчейне BTC. Биткойн как Биткойн L2 открывает новые возможности для таких приложений, как DeFi и NFT.

Если мы посмотрим на систему в целом, Stacks на самом деле имеет собственную цепочку, компилятор и язык программирования и работает синхронно с Биткойном, чтобы гарантировать его транзакции и целостность. Однако, поскольку для достижения перекрестной цепочки BTC используется метод «крючка» — путем выпуска sBTC в сети Stacks, это, по сути, метод централизованного сопоставления, и существует определенный риск централизованной единой точки. В то же время ее сеть Gas использует свой основной сетевой токен STX вместо BTC. Майнеры, участвующие в сетевом майнинге Stacks, будут использовать обещанные BTC для добычи своих сетевых токенов. С помощью этой системы майнеры зарабатывают монеты STX и комиссию за транзакции (комиссию за транзакцию). ), а стейкеры STX зарабатывают биткойны, что также заставит майнеров нерешительно участвовать в выборе.

Новые технологии сайдчейна, такие как BEVM, используют полностью децентрализованные решения Bitcoin Layer 2.

BEVM — это уровень 2 BTC, который использует BTC в качестве газа и совместим с EVM. Основная цель — расширить сценарий смарт-контрактов Биткойна и помочь BTC преодолеть ограничения блокчейна Биткойна, который не является полным по Тьюрингу и не поддерживает смарт-контракты. так что BTC можно использовать в децентрализованных приложениях BEVM, использующих BTC в качестве собственного газа, построенного на этом уровне 2.

Когда пользователь переводит BTC из основной сети Биткойн в BEVM, BTC пользователя вводится в адрес контракта, размещенный на 1000 узлах, а затем в то же время новые BTC будут генерироваться в BEVM, сети BTC Layer2, с соотношением 1:1.

Когда пользователь выдает команду на перевод BTC из BEVM обратно в основную сеть, узел сети BEVM инициирует контракт Mast, а 1000 узлов хранения активов автоматически подпишутся в соответствии с установленными правилами и вернут BTC на адрес пользователя. Весь процесс будет полностью децентрализован и не требует доверия.

Проверка клиента

В настоящее время большинство публичных сетей используют модель глобального консенсуса (глобальный консенсус). Все узлы проверяют все транзакции, передают всю информацию о транзакциях между узлами, и вся сеть имеет единое глобальное состояние.

Проблемы, вызванные моделью глобального консенсуса:

1. Ограничения масштабируемости, из-за которых проверка всех взаимодействий контрактов становится дорогостоящей;

2. Высокая стоимость не позволяет большему количеству пользователей участвовать в работе узлов, и узлы централизованы;

3. Отсутствие конфиденциальности и раскрытие информации о транзакциях.

Проверка на стороне клиента (CSV) просто требует, чтобы уровень консенсуса поддерживал зашифрованную приверженность событиям реестра, сохраняя фактическую информацию о событиях (регистр) вне блокчейна.

3. Отсутствие конфиденциальности и раскрытие информации о транзакциях.

Клиентская проверка (CSV) просто требует, чтобы уровень консенсуса поддерживал зашифрованную приверженность событиям реестра, сохраняя фактическую информацию о событиях (регистр) вне блокчейна.

Проект представления CSV — это RGB, и в RGB нет глобальной сети, которая транслирует все транзакции для создания эквивалента набора биткойнов UTXO. Это означает, что при получении передачи актива клиент RGB должен не только проверить, что самый последний переход состояния действителен, но также выполнить ту же проверку для всех предыдущих переходов состояний, начиная с исходного состояния выдающего контракта. Поэтому RGB необходимо постепенно проверять историю транзакций снизу вверх, чтобы предотвратить атаки двойного расходования.

RGB улучшает масштабируемость, проверяя только соответствующие транзакции, но могут возникнуть такие проблемы, как доступность данных, которые требуют совместного использования данных для оптимизации проверки платежей.

Клиенту RGB необходимо хранить больше данных. Если данные вне сети, используемые для проверки транзакций, будут утеряны, пользователи больше не смогут тратить деньги, и им придется сохранять больше, чем просто ключи.

Свернуть

ZK Rollup и Optimistic Rollup в основном похожи на Ethereum. Биткойн служит уровнем консенсуса, уровнем данных и уровнем расчетов, но технические проблемы очень велики. Особенно, если вы хотите поддерживать ZK-Rollup, вам необходимо сделать огромное обновление. к основной сети Биткойн, что затрудняет достижение консенсуса сообщества и ослабляет повествование о валюте и средствах сбережения сети Биткойн.

Типичным проектом ZK Rollup является Alpen, а типичным проектом Optimistic Rollup — BitVM. Оба они относительно идеальны и находятся на теоретической стадии.

Sovereign Rollup — еще одно «неполное» решение Rollup. Биткойн имеет только уровень консенсуса и уровень доступности данных. Уровень 2 имеет свои собственные данные о состоянии и активах, которые не хранятся в сети Биткойн и проверяются через узлы уровня 2, то есть. Расчеты размещаются на уровне 2, который технически легко реализовать, поэтому дискуссии в биткойн-сообществе относительно горячие.

Технологическая платформа с открытым исходным кодом Rollkit, разработанная Celestia, позволяет разработчикам настраивать уровень доступности данных и уровень выполнения, поддерживает прямое хранение данных Rollup в сети Биткойн и помогает разработчикам развертывать Sovereign Rollup. Таким образом, разработчики могут использовать Rollkit для развертывания протокола Rollup в сети Биткойн, чтобы улучшить масштабируемость и минимизировать затраты на эксплуатацию сети.

Вся цепочка

Omnichain соединяет все блокчейны вместе, создавая базовый уровень (уровень 0), независимо от их технологии смарт-контрактов, и на нем могут быть основаны все другие сети и DApps.

Полная цепочка представляет собой супер-мультицепочную экосистему, которая совместима со всем, поэтому, пока она совместима с Биткойном, ее также можно рассматривать как второй уровень Биткойна, представляющий протокол проекта MAP.

Протокол MAP — это сеть уровня 2 Биткойна, обеспечивающая межсетевое взаимодействие «точка-точка». Он использует механизм безопасности Биткойна, позволяющий активам и пользователям других общедоступных цепей беспрепятственно взаимодействовать с сетью Биткойн, тем самым повышая безопасность сети и реализации. Возможность кросс-чейна BRC-20.

Подведем итог

Биткойн-уровень 2 все еще находится на ранней стадии своего развития, поскольку сам Биткойн чрезвычайно ограничен и его трудно программировать. Кроме того, расширение сети уже давно является проблемой для сообщества Биткойн. Поддержка сообщества исходит от команд или учреждений с разным опытом разработки, что затрудняет координацию и затрудняет сотрудничество. Споры между фундаментализмом Биткойна и развивающейся экосистемой Биткойна все еще существуют.

В долгосрочной перспективе возможность внедрения Rollup и смарт-контрактов имеет решающее значение для развития экосистемы Биткойн и может стать ключевым фактором инноваций и диверсификации экосистемы Биткойн, создавая такие продукты, как Inscription Defi.

Но остается ли Биткойн, который все больше и больше становится похожим на Эфириум, тем Биткойном, который мы знали изначально?