ВведениеРеволюционный потенциал биткойна был ограничен проблемами масштабируемости, что затрудняет его использование в качестве глобальной платежной системы. Хотя инновации, такие как Ordinals и токены BRC-20, увеличили принятие биткойна, они также выявили его ограничения, оказывая значительное давление на блокчейн. По мере того как все больше пользователей взаимодействуют с биткойном, сеть иногда перегружается, что приводит к повышению комиссий и замедлению времени транзакции, поскольку исходное проектирование биткойна поддерживает только семь транзакций в секунду.
Для решения этих проблем были разработаны решения Layer 2 (L2). Они обрабатывают транзакции вне цепи блоков, в то время как базовый уровень обрабатывает окончательное расчет, тем самым повышая скорость транзакций и снижая затраты без ущерба безопасности сети Биткойн. Кроме того, решения Layer 2, такие как Lightning Network, BEVM, Stacks, BOB, Merlin Chain и т. д., открывают новые возможности, такие как поддержка смарт-контрактов и повышение эффективности, гибкости и масштабируемости Биткойна для удовлетворения растущего спроса.
Что такое сети уровня 2 Биткойна?
Source: Порядковые номера NFTs X АккаунтСети второго уровня (L2) Bitcoin - это протоколы, разработанные для работы поверх основной цепи блоков Bitcoin. Их основная цель - решить проблемы масштабируемости, улучшить скорость транзакций и снизить комиссии Bitcoin. Помимо этих преимуществ, некоторые решения L2 даже вводят возможности смарт-контрактов, расширяя потенциальные применения Bitcoin.
Кроме того, необходимость в решениях уровня 2 для Биткойна возникла из встроенных ограничений его базового уровня. С очень низкой скоростью транзакций в секунду Биткойн сталкивается с проблемами масштабируемости, что приводит к сетевой перегрузке и взлету комиссий, иногда превышающих $120 в периоды повышенной активности. Это делает небольшие транзакции дорогостоящими и неэффективными.
Базовый уровень Биткойна не имеет функционала умных контрактов для децентрализованных приложений и платформ DeFi. Решения уровня 2 решают эти ограничения путем снижения комиссий за газ, обеспечения более быстрых транзакций и добавления новых возможностей, тем самым разблокируя огромный, неиспользованный потенциал в сети Биткойн.
Как работают решения уровня 2 для Биткойна
Источник: PrimeXBTСеть блокчейна разделена на два ключевых уровня: исполнительный уровень, который обрабатывает транзакции, и уровень согласования, отвечающий за проверку и утверждение этих транзакций. Решения Level 2 для биткоина создают отдельный исполнительный уровень для обработки транзакций вне цепочки перед их отправкой на уровень согласования биткоина для окончательного расчета.
Общие подходы включают каналы состояния, используемые Lightning Network, позволяющие осуществлять несколько внеледенных транзакций, при этом только окончательное состояние записывается на цепочке. Sidechains, такие как Liquid Network, функционируют как независимые блокчейны, связанные с Bitcoin, обеспечивая более быстрые транзакции и дополнительные функции. С другой стороны, Rollups объединяют несколько внеледенных транзакций в одну, предлагая криптографическое доказательство валидности для урегулирования на блокчейне Bitcoin.
Каналы состояния
Источник: ChainlinkКаналы состояния, подобные тем, что в Lightning Network, позволяют двум сторонам обмениваться биткойнами вне цепи, ускоряя транзакции и снижая затраты. Блокируя биткойны на адресе с мультиподписью, они могут совершать неограниченные внебиржевые переводы, и только конечное состояние записывается в блокчейн Bitcoin при закрытии канала.
СайдчейныСайдчейны биткоина, такие как Liquid Network, работают как отдельные блокчейны, связанные с биткоином через «двустороннюю привязку». Эта система позволяет пользователям блокировать свои биткойны в основной цепочке и получать эквивалентные токены, такие как sBTC, в сайдчейне для более быстрых транзакций и дополнительных функций. Группа валидаторов управляет и защищает переводы активов между двумя цепочками, обеспечивая точность и предотвращая двойные расходы. Сайдчейны также работают на собственных механизмах консенсуса, что позволяет использовать пользовательские параметры блоков и расширенные функции, такие как смарт-контракты и конфиденциальность, что делает их более гибкими, чем основная цепочка Биткойна.
Rollups
Источник: ChainlinkРоллапы Биткойна второго уровня выполняют транзакции вне основного блокчейна, сжимая данные, а затем отправляя криптографическое доказательство в Биткойн для окончательного расчета. Это снижает нагрузку на биткоин, сохраняя при этом его безопасность. Несмотря на то, что Биткойн пока не может нативно верифицировать эти роллапы, такие подходы, как суверенные роллапы, которые используют Биткойн для хранения данных, и возможные обновления скрипта Биткойна, изучаются. Эти инновации направлены на повышение масштабируемости и повышение эффективности обработки транзакций.
Лучшие проекты уровня 2 Биткойна, о которых нужно знать в 2024 годуПри обсуждении решений Bitcoin Layer-2 важно отметить, что большинство проектов Layer-2 не имеют принудительного выхода. В контексте масштабирования Bitcoin принудительный выход относится к механизму, с помощью которого пользователи могут вывести свои средства из решения Layer-2, такого как сайдчейн или состояние канала, даже при задержках, спорах или неработоспособности сети. Этот механизм обеспечивает возможность пользователям всегда извлекать свои активы в основную цепь Bitcoin, обеспечивая гарантию безопасности от сбоев или злонамеренного поведения в системе Layer-2.
Взглянем на некоторые из самых популярных решений Уровня 2 для Биткойна, которые имеют решающее значение в оптимизации блокчейна для более быстрой пропускной способности, снижения комиссий за транзакции и укрепления принятия в использовании:
Сеть Lightning
Источник: Lightning NetworkСеть Lightning (LN) - это решение второго уровня, которое повышает масштабируемость биткойна, обеспечивая быстрые и недорогие транзакции вне основной блокчейн. Установив платежные каналы между пользователями, вы можете проводить бесчисленные транзакции, записывая только открытие и закрытие канала на базовом уровне биткойна, причем каждая транзакция происходит вне цепи, обходя ограничения протокола биткойна.
Обе стороны должны заблокировать определенное количество биткойнов, чтобы открыть платежный канал. Это количество хранится в канале до его закрытия, и общая сумма, которую можно передать, равна сумме, на которую обе стороны обязались. Давайте разберем это на простом примере:
Представьте, что Джессика Пирсон и Майк Росс хотят открыть платежный канал. Джессика Пирсон вносит 10 BTC, а Майк Росс добавляет 5 BTC. Вместе они обязуются 15 BTC, и эта первоначальная открывающая транзакция добавляется в блокчейн биткойна. После этого, что может занять около 10 минут или дольше, Джессика Пирсон и Майк Росс могут свободно совершать транзакции неограниченное количество раз с почти мгновенной скоростью и почти нулевыми затратами. Вот как могут развернуться их транзакции:
- Джессика Пирсон отправляет Майку Россу 1 Биткойн (Джессика: 9 Биткойнов, Майк: 6 Биткойнов)- Джессика Пирсон отправляет Майку Россу 2 BTC (Джессика: 7 BTC, Майк: 8 BTC)- Майк Росс отправляет Джессике Пирсон 3 Биткойна (Джессика: 10 Биткойнов, Майк: 5 Биткойнов)- Майк Росс отправляет Джессике Пирсон 1 BTC (Джессика: 11 BTC, Майк: 4 BTC)Когда любая из сторон решает закрыть канал, конечные балансы отправляются в блокчейн. В этом случае Джессика получает 11 BTC, а Майк - 4 BTC.
Что произойдет, если Джессика захочет отправить биткойн Кэрол? Несмотря на то, что у Джессики нет прямого канала с Кэрол, она все равно может совершить транзакцию с ней, потому что у Майка есть открытый канал с Кэрол. Джессика может отправить свою транзакцию через Майка, который передаст ее Кэрол, возможно, взяв небольшую комиссию за облегчение перевода. С течением времени, благодаря теории шесть степеней отделения, молниеносная сеть позволяет любому человеку совершать транзакции с любым другим, создавая мощный и эффективный уровень поверх Биткойна.
Наконец, благодаря поддержке бывшего генерального директора Twitter Джека Дорси и интеграции в платформы, такие как X (ранее известный как Twitter), молниеносная сеть стремительно набирает обороты для основного принятия.
BEVM
Источник: BEVMBEVM - это сеть Bitcoin Layer-2, построенная на Substrate, полностью совместимая с Ethereum Virtual Machine (EVM). Эта интеграция позволяет осуществлять безупречное взаимодействие с BEVM через Ethereum API и Substrate API, что делает его очень гибким для разработчиков и пользователей. Одной из выдающихся особенностей является то, что BEVM использует ту же систему учетных записей, что и Ethereum, позволяя вам использовать существующую мнемоническую фразу и приватный ключ из кошельков Ethereum, таких как Metamask, для прямого взаимодействия с BEVM.
С достижением окончательности блока приблизительно через 18 секунд (3 блока) BEVM предлагает эффективную и безопасную платформу для проведения транзакций, несмотря на потенциальные колебания в сети Proof of Stake (PoS). Для повышения безопасности сеть предоставляет улучшенные методы обнаружения окончательности, обеспечивая подтверждение ваших транзакций с высокой надежностью и скоростью. Для разработчиков совместимость BEVM с Substrate и Ethereum открывает множество инструментов для создания децентрализованных приложений. Независимо от того, предпочитаете ли вы инструменты разработки на основе Substrate или Ethereum, экосистема BEVM поддерживает гибкие варианты, чтобы помочь вам легко создавать и инновировать.
BOB (Построение на Bitcoin)
Источник: BOBBOB («Build on Bitcoin») - это революционное гибридное решение Уровня 2, которое использует преимущества как Bitcoin, так и Ethereum. Комбинируя непревзойденную безопасность и ликвидность Bitcoin с инновационной экосистемой Ethereum, BOB сокращает разрыв между массовым принятием Bitcoin и процветающим ландшафтом развития Ethereum. Через свою архитектуру rollup, BOB использует Bitcoin для обеспечения безопасности, позволяя пользователям безупречно получать доступ к широкому диапазону децентрализованных приложений (dApps), стейблкоинов, NFT, платформ DeFi и многому другому на Ethereum.
Необходимость такого гибридного подхода обусловлена доминированием биткоина в пользовательской базе и рыночной капитализации, а также более медленными темпами инноваций по сравнению с Ethereum. BOB решает эту проблему, объединяя безопасность Proof-of-Work Биткойна с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет разработчикам создавать сеть с самой большой пользовательской базой. Между тем, держатели BTC могут воспользоваться инновациями Ethereum, не выходя из экосистемы Bitcoin, предлагая лучшее из обоих миров как для пользователей, так и для разработчиков.
Поддерживаемый крупными инвесторами, такими как Castle Island Ventures, Coinbase Ventures и Bankless Ventures, BOB позиционируется как лидер новой волны инноваций в сфере Bitcoin. Он стремится создать децентрализованную экосистему свертки, обеспечивающую безопасность и гибкость, позволяющую пользователям взаимодействовать с широким спектром приложений, при этом оставаясь связанными с надежной безопасностью Bitcoin и передовыми инструментами Ethereum.
ВАВИЛОН
Источник: ВавилонBabylon лидирует в разработке протоколов безопасности, которые используют сильные стороны Биткойна для защиты децентрализованного мира. Используя защищенные PoW временные метки Биткойна и его устойчивое к цензуре блочное пространство, Babylon стремится создать более безопасную экосистему, ориентированную на Биткойн. Два основных протокола, Bitcoin Timestamping и Bitcoin Stakeing, обеспечивают проверяемые временные метки для данных и позволяют Bitcoin обеспечивать экономическую безопасность децентрализованных систем с помощью надежного стейкинга.
В сердце инноваций Babylon находится его Протокол Общей Безопасности, который интегрирует Биткойн в другие цепочки, укрепляя их от потенциальных атак PoS, сохраняя непревзойденную безопасность Биткойна. Растущая сеть партнерств Babylon Chain демонстрирует его универсальность, позиционируя Биткойн как критический столп децентрализованных решений в области безопасности.
Стаксы
Источник: StacksStacks, ранее известный как Blockstack, - это блокчейн-платформа, расширяющая возможности Биткойна путем обеспечения возможности использования смарт-контрактов, децентрализованных финансов (DeFi) и децентрализованных приложений (dApps). Благодаря своему токену STX, Stacks напрямую связан с Биткойном, обеспечивая безопасность и внедряя такие функции, как микроблоки и язык программирования Clarity для улучшения функциональности смарт-контрактов. По мере роста Stacks расширяет экосистему Биткойна инновационными решениями и приложениями, занимая важное положение в блокчейн-пространстве.
Цепь Мерлин
Исходный код: Цепь МерлинMerlin Chain — это инновационный проект Bitcoin Layer-2 от Bitmap Tech, который повышает масштабируемость биткоина с помощью технологии ZK-Rollup, позволяя проводить более быстрые и дешевые транзакции. С тестовой сетью, запущенной в начале 2024 года, и основной сетью на горизонте, Merlin Chain имеет децентрализованную сеть оракулов и ончейн-модули защиты от мошенничества BTC для повышения безопасности. Его собственный токен, MERL, служит токеном управления и обеспечивает совместимость с децентрализованными приложениями на основе Ethereum, что делает его ценным активом в криптоэкосистеме.
Rootstock Infrastructure Framework (RIF)
Источник: RIFRootstock (RSK), запущенный в 2018 году, включает в себя Rootstock Infrastructure Framework (RIF), набор открытых протоколов, которые упрощают разработку децентрализованных приложений (dApps) в сети Bitcoin. RIF сочетает в себе безопасность биткоина с совместимостью с виртуальной машиной Ethereum (EVM), предлагая инструменты для платежей, хранения и систем именования, предназначенных для создания более инклюзивной финансовой экосистемы. Благодаря таким инициативам, как грантовая программа в размере 2,5 миллиона долларов для поддержки стартапов DeFi, RIF стремится продвигать децентрализованные финансы и расширять возможности разработчиков.
Dovi
Источник: DOVIЗапущенный в 2023 году, Dovi - это решение Layer 2 Bitcoin, ориентированное на сообщество, которое улучшает функциональность Bitcoin через интеграцию EVM, предлагая быстрые и низкозатратные возможности для смарт-контрактов. С функциями, такими как Schnorr Signatures для улучшения безопасности и поддержкой различных типов активов, Dovi обеспечивает эффективные кросс-чейн-трансферы и развертывание dApps в стиле Ethereum в сети Bitcoin. Стратегическое инвестирование Kucoin Labs подчеркивает потенциал Dovi для долгосрочного роста и его стремление к оптимизации пользовательских впечатлений в биткоин-экосистеме.
Публичная цепь CKB
Источник: Nervos NetworkNervos Network продвигает CKB как уникальный проект Layer 2 Bitcoin, объединяя Proof of Work с моделью UTXO для лучшей масштабируемости и функциональности межцепочек. Эта настройка использует безопасность Bitcoin, позволяя децентрализованным приложениям и токенам. С CKB в качестве основного утилитарного токена, он обеспечивает комиссии за транзакции, управление ресурсами и управление, что предлагает большой потенциал для будущего развития в экосистеме Bitcoin.
Сеть Liquid
Источник: Liquid NetworkLiquid Network — это решение уровня 2 Биткоина, которое повышает скорость транзакций и конфиденциальность. Используя ликвидный биткоин (L-BTC), привязанный к BTC в соотношении 1:1, он обеспечивает более быстрые и конфиденциальные переводы. Ключевые функции включают конфиденциальные транзакции, которые скрывают информацию об активах, и атомарные свопы для беспрепятственного обмена активами. Сеть также поддерживает создание служебных токенов, стейблкоинов и NFT, расширяя возможности биткоина. Управляемая Ликвидной федерацией, она обслуживает крупномасштабные транзакции, что делает ее идеальной для финансовых учреждений и бирж.
StatechainsStatechains предлагают уникальный подход к масштабируемости биткойна, позволяя передавать владение монетами вне цепочки блоков. Несмотря на то, что эта технология все еще находится в разработке, она обладает потенциалом для микроплатежей и улучшенной конфиденциальности. На данный момент это экспериментальное решение, и его истинное влияние проявится после проведения тестирования и внедрения в реальном мире.
По сравнению с другими решениями для уровня 2 Биткойна, Statechains фокусируются на конфиденциальности и эффективности, в то время как Lightning Network оптимизирован для микротранзакций, Stacks и RIF обеспечивают функциональность смарт-контрактов. Каждая сеть L2 решает разные потребности, балансируя масштабируемость, децентрализацию и безопасность.
Преимущества решений Layer-2 для Биткойн- Масштабируемость: Решения второго уровня Биткойна значительно повышают способность сети обрабатывать больше транзакций в секунду. Обрабатывая транзакции вне блокчейна, они уменьшают перегрузку основного блокчейна, что позволяет эффективно поддерживать повседневные платежи и высокочастотную торговлю.- Снижение комиссий за транзакции: благодаря решениям второго уровня, на основной цепи биткойна записывается меньше транзакций, что значительно снижает потребности в хранении данных. Это снижает комиссии, делая мелкие транзакции, такие как микроплатежи и переводы, доступными.- Быстрые подтверждения: В отличие от типичного 10-минутного ожидания на базовом уровне Биткойна, решения второго уровня предлагают почти мгновенные подтверждения транзакций. Эта скорость критически важна для операций в реальном времени, таких как розничные платежи и электронная коммерция, что повышает пользовательский опыт.- Улучшенная конфиденциальность: Некоторые реализации уровня 2 улучшают конфиденциальность транзакций, используя такие техники, как маршрутизация через луковицу и анонимность платежного канала, чтобы защитить идентификацию пользователей и детали транзакции.- Возможности смарт-контрактов: Некоторые сети второго уровня внедряют функции смарт-контрактов, что позволяет разрабатывать децентрализованные приложения (dApps) и платформы децентрализованных финансов (DeFi) на базе Bitcoin, расширяя его использование за пределы передачи стоимости.- Безопасность: решения второго уровня наследуют часть своей безопасности от системы доказательства работы Биткойна. Они извлекают выгоду из безопасной и децентрализованной модели консенсуса, привязавшись к биткоину.### Проблемы решений уровня 2 для Bitcoin- Безопасное мостовое соединение между сетями Bitcoin и L2: Основной проблемой для сетей L2 Bitcoin является безопасное мостовое соединение. Эти мосты блокируют активы на основной цепи Bitcoin и эмитируют эквивалентные токены на цепи L2, но этот процесс несет значительные риски безопасности. С течением времени многочисленные взломы и уязвимости подвергают пользователей потерям, делая мостовое соединение ключевой областью, требующей улучшений.- Скорость и стоимость расчетов в сети Биткойн: В то время как решения L2 обрабатывают транзакции вне сети, окончательное состояние должно быть урегулировано в основной цепочке Биткойна. Скорость и стоимость этих расчетов являются решающими факторами, влияющими на общую эффективность. Если мы хотим, чтобы сети L2 эффективно масштабировались, нам нужны более быстрые и дешевые процессы расчетов на базовом уровне.- Обеспечение безопасности без прямой проверки биткоина: В отличие от сетей уровня 2 Ethereum, где валидаторы напрямую проверяют транзакции уровня 2, биткоиновские уровни 2 не наследуют прямую защиту от узлов биткоина. Вместо этого они зависят от собственных независимых протоколов безопасности, что делает более сложным обеспечение такой же безопасности, какую предоставляет базовый уровень биткоина. Сети уровня 2 должны находить способы обеспечения надежной безопасности, сохраняя при этом преимущества основных сильных сторон биткоина.- Риски увеличения централизации: Некоторые решения L2 требуют настройки платежных каналов, ретрансляционных узлов или запуска независимых механизмов согласования. Это может привести к концентрации власти в руках нескольких человек, вызывая опасения о централизации и потенциально угрожая децентрализованной природе Биткойна.- Технические сложности и вызовы интеграции: Интеграция решений уровня 2 с инфраструктурой Биткойна представляет технические препятствия. Обеспечение совместимости, поддержание высоких стандартов безопасности и достижение консенсуса в сети представляют существенные вызовы.Решение этих технических сложностей или проблем является ключевым моментом для расширения принятия.
Ключевые различия между решениями уровня 2 Биткоина и ЭфириумаКак основные участники в индустрии криптовалют, все чаще можно услышать о том, что Ethereum называют близнецом Bitcoin, благодаря уникальным ролям, которые каждый из них сыграл в успешном развитии, инновационных приложениях и оптимальных сценариях использования, которые способствовали развитию экосистемы.
Однако такая перспектива приглашает к дальнейшему анализу и прямому сравнению двух проектов, что позволяет нам оценить, в чем у каждого из них есть отдельные преимущества и что делает эти функции заметными. Биткойн и Эфириум используют решения уровня 2 (L2), но их различия возникают из их основной архитектуры. В следующем анализе особое внимание уделяется их соответствующим блокчейнам уровня 2.
Из анализа выше ясно, что Ethereum предлагает больше уникальных функций по сравнению с Bitcoin, так как он был разработан с учетом основ Bitcoin и построен с совместимостью с умными контрактами.
Анализ рисковВозможность выборочно выбирать проекты Bitcoin Layer-2 может быть обусловлена хорошим знанием различных рисков, связанных с каждой платформой, и умением лучше всего их обходить. На октябрь 2024 года.BTCEdenперечислил следующий анализ рисков для следующих проектов Bitcoin L2, охватывающий Bridge Custody каждого проекта, статус принудительного выхода, проверку состояния, доступность данных, состояние устойчивости к цензуре и устойчивость к откату.
ЗаключениеРешения Bitcoin Layer-2 необходимы для развития экосистемы биткоина. Они решают проблемы масштабируемости в цепочке биткоина, предлагая более быстрые и дешевые транзакции и открывая новые варианты использования, особенно в децентрализованных финансах. Благодаря этим достижениям Биткойн готов к дальнейшим инновациям и институциональному принятию.
Кроме того, в статье рассматриваются основные решения Bitcoin L2, в частности Lightning Network, BEVM, Stacks и т. д., и сравниваются с решениями L2 Ethereum, отмечая, что оба фокусируются на масштабируемости, но отличаются своими основными архитектурами. L2 Bitcoin акцентируют внимание на безопасности и простоте, в то время как L2 Ethereum обычно предлагают более продвинутые функции, такие как смарт-контракты и dApps.
Предполагается, что появление этих решений уровня 2 приведет к более широкому использованию биткойна в качестве средства накопления стоимости или средства обмена для одноранговых транзакций.
