Bitcoin, auch als BTC bezeichnet, ist ein Open-Source-Kryptowährungssystem, das auf dem dezentralen Konsens der Blockchain basiert und über die Peer-to-Peer-Netzwerkkommunikation betrieben wird. Es wird gemeinsam von Computernetzwerken und Knotenpunkten auf der ganzen Welt gewartet. Da sich jedoch die Verschlüsselungsgemeinschaft und -ökologie weiterentwickeln und ausweiten, kann die frühe BTC-Technologie nicht mehr den Bedarf der Benutzer an der Skalierbarkeit des Kryptowährungssystems decken. Eine direkte Modifikation des zugrunde liegenden Protokolls von BTC ist nicht nur komplex, sondern stößt auch auf enorme Widerstände in der Gemeinschaft, erhöht die Systemrisiken und kann harte Forks und Gemeinschaftsspaltungen auslösen. Daher ist die BTC Layer 2-Lösung zu einer geeigneteren Wahl geworden - durch den Aufbau einer neuen Schicht, die mit BTC kompatibel ist, ohne BTC zu ändern, und den Bedarf der Benutzer an Skalierbarkeit erfüllt. Das Chainsource-Sicherheitsteam hat die Sicherheit von BTC Layer 2 umfassend analysiert und dabei Aspekte wie L2-Lösungen, Schutzmaßnahmen und zukünftige Entwicklung berücksichtigt, um allen wertvolle Referenzen zu liefern.

BTC Layer2-Lösungen und potenzielle Sicherheitsprobleme

BTC Layer2 bezieht sich auf die Technologie der Erweiterung der zweiten Ebene von Bitcoin (BTC). Diese Art von Technologie zielt darauf ab, die Transaktionsgeschwindigkeit von Bitcoin zu erhöhen, die Bearbeitungsgebühren zu reduzieren, die Skalierbarkeit zu erhöhen und eine Reihe von Problemen zu lösen, mit denen BTC konfrontiert ist. Es gibt derzeit viele BTC Layer2-Lösungen, zu den bekannteren gehören das Lightning Network, Rootstock, Stacks usw. Darüber hinaus haben einige Projekte und Protokolle wie Liquid, Rollkit und RGB auch bestimmte Anwendungsszenarien.

1. Lightning-Netzwerk

Das Lightning-Netzwerk ist wahrscheinlich die bekannteste Layer-2-Lösung für BTC. Es fungiert als Off-Chain-Netzwerk und ermöglicht es Teilnehmern, schnelle und kostengünstige Transaktionen durchzuführen, ohne jede Transaktion in der Bitcoin-Blockchain aufzuzeichnen. Durch die Schaffung eines Netzwerks von Zahlungskanälen ermöglicht das Lightning-Netzwerk Mikrotransaktionen und reduziert die Überlastung auf der Hauptkette erheblich. Anwendungsszenarien:

Micropayments/peer-to-peer payments/e-commerce und Einzelhandelstransaktionen für Content-Ersteller. Hauptmerkmale:

• Sofortige Zahlungen: Transaktionen werden sofort abgewickelt.
• Geringe Gebühren: Sehr niedrige Gebühren, geeignet für Mikrotransaktionen.
• Skalierbarkeit: Fähigkeit, Millionen von Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten.

Sicherheitsfrage:

• Kanalangriffe: Das Lightning Network verlässt sich auf Zahlungskanäle, die von Angreifern mithilfe veralteter Transaktionen oder betrügerischer Kanalschließungen angegriffen werden können.
• Liquiditätsprobleme: Wenn sich die Mittel auf wenige Knoten konzentrieren, können diese Knoten zu Angriffszielen werden, was zu einem weniger dezentralisierten Netzwerk führt.
• Netzwerk-Spaltung-Angriffe Ein Angreifer kann versuchen, das Netzwerk zu spalten, was dazu führen kann, dass verschiedene Teile des Netzwerks nicht synchron sind.

2. Rootstock (RSK) Rootstock, auch RSK genannt, ist eine Smart Contract-Plattform, die auf Bitcoin aufbaut. Sie nutzt die Sicherheit von Bitcoin und unterstützt Ethereum-kompatible Smart Contracts. RSK fungiert als Sidechain von Bitcoin und verwendet einen Zwei-Wege-Peg-Mechanismus, um den Fluss von BTC zwischen dem Bitcoin-Netzwerk und der RSK-Blockchain zu ermöglichen. Anwendungsszenarien: dezentrale Finanzanwendungen (DeFi)/Ausgabe von Token im Bitcoin-Netzwerk/Anwendungen über verschiedene Blockchains. Hauptmerkmale:

• Smart Contract: Kompatibel mit Ethereum und unterstützt DeFi-Anwendungen.
• Federated Mining: Bitcoin-Miner können gleichzeitig RSK minen und so die Sicherheit des Netzwerks verbessern.
• Interoperabilität: Verbindung von Bitcoin mit Ethereum-ähnlicher Funktionalität.

Sicherheitsfrage:

• Double-Spending: RSK als Sidechain kann unter bestimmten Umständen einem Double-Spending-Angriff ausgesetzt sein, insbesondere beim Transfer von BTC zwischen Bitcoin und RSK.
• Schwachstellen von Smart Contracts: RSK ermöglicht die Bereitstellung von Smart Contracts, was es ähnlichen Risiken von Smart Contract-Schwachstellen wie Ethereum aussetzt, wie z.B. Reentrancy-Angriffe, Integer-Überläufe usw.

3.StacksStacks ist eine einzigartige Layer 2-Lösung, die intelligente Verträge und dezentralisierte Anwendungen (dApps) für Bitcoin ermöglicht. Im Gegensatz zu anderen Layer 2-Lösungen führt Stacks einen neuen Konsensmechanismus ein - Proof of Transfer (PoX), der Stacks-Transaktionen an die Bitcoin-Blockchain ankert. Anwendungsszenarien: NFT-Plattform/dezentralisierte Finanzdienstleistungen (DeFi)/Governance- und Identitätslösungen. Hauptmerkmale:

• Smart Contracts: Clarity, eine Sicherheitssprache, die für vorhersehbare Smart Contracts entwickelt wurde.

Bitcoin verankert: Transaktionen sind durch Bitcoin gesichert.

• Dezentrale Anwendungen (dApps): Ermöglichen Sie es Entwicklern, dezentrale Anwendungen auf Bitcoin zu erstellen.

Anwendungsszenarien: lNFT-Plattform/dezentralisierte Finanzdienstleistungen (DeFi)/Governance- und Identitätslösungen. Sicherheitsfrage:

• Konsensangriffe: Da PoX, der Konsensmechanismus von Stacks, auf das Bitcoin-Netzwerk angewiesen ist, können Angreifer versuchen, den Konsens von Stacks zu beeinflussen, indem sie das Bitcoin-Netzwerk manipulieren.

• Smart Contract-Schwachstellen: Ähnlich wie bei anderen Smart-Vertrags-Plattformen sieht sich Stacks potenziellen Schwachstellen im Smart-Vertrags-Code gegenüber.

  4. LiquidLiquid ist eine auf Sidechains basierende Layer 2-Lösung, die darauf abzielt, die Geschwindigkeit und Privatsphäre von Bitcoin-Transaktionen zu verbessern. Entwickelt von Blockstream ist Liquid ideal für Händler und Börsen und ermöglicht schnellere Abwicklungen und vertrauliche Transaktionen. Anwendungsszenarien: Hochfrequenzhandel/Grenzüberschreitende Zahlungen/Tokenisierte Vermögenswerte. Hauptmerkmale:

• Vertrauliche Transaktionen: Der Transaktionsbetrag wird ausgeblendet, um den Datenschutz zu verbessern.
• Schnelle Abwicklung: Transaktionen werden in etwa 2 Minuten abgewickelt.
• Vermögensausgabe: Ermöglicht die Schaffung digitaler Vermögenswerte im Bitcoin-Netzwerk.

Sicherheitsfrage:

• Hauptkettenabhängigkeitsrisiken: Liquid als Sidechain ist auf die Sicherheit des Bitcoin-Hauptnetzwerks angewiesen. Angriffe oder Schwachstellen im Hauptnetzwerk können Liquid beeinflussen.
• Datenschutzrisiko: Obwohl Liquid vertrauliche Transaktionen unterstützt, kann die Privatsphäre dennoch gefährdet sein, wenn die Schlüssel nicht ordnungsgemäß verwaltet werden.

5. Rollkit Rollkit ist ein aufstrebendes Projekt, das Rollups, eine beliebte Skalierungslösung im Ethereum-Ökosystem, auf Bitcoin bringen möchte. Rollups aggregieren mehrere Transaktionen zu einem Batch, der dann an die Bitcoin-Blockchain übermittelt wird, um die Netzwerklast zu verringern und die Gebühren zu senken. Anwendungsszenarien: Skalierbare DeFi-Anwendungen/Aggregation von Mikrozahlungen/Hochdurchsatz-dezentrale Anwendungen. Hauptmerkmale:

• Skalierbarkeit: Erhöht die Transaktionsdurchsatz dramatisch.
• Kosteneffizienz: Reduzieren Sie die Gebühren, indem Sie Transaktionen in Chargen verarbeiten.
• Sicherheit: Übernahme des Sicherheitsmodells von Bitcoin.

Sicherheitsfrage:

• Datenverfügbarkeitsangriffe: Im Rollups-Schema kann der Verifizierer die Gültigkeit der Transaktion möglicherweise nicht überprüfen, wenn die Daten nicht verfügbar sind.
• Wirtschaftsanreizprobleme: Rollups müssen einen starken wirtschaftlichen Anreizmechanismus entwerfen, um zu verhindern, dass Teilnehmer versuchen, sich auf unfaire Weise Vorteile zu verschaffen.

6.RGBRGB ist ein Smart-Vertragssystem, das das UTXO-Modell von Bitcoin nutzt. Es ist so konzipiert, komplexe Smart Contracts zu unterstützen, während die Privatsphäre und Skalierbarkeit von Bitcoin erhalten bleiben. RGB konzentriert sich darauf, eine Off-Chain-Umgebung zu schaffen, in der Smart Contracts mit minimalem Einfluss auf die Hauptkette ausgeführt werden können. Anwendungsszenarien: Tokenisierung von Vermögenswerten/Privacy-Anwendungen/Entwicklung von flexiblen Smart Contracts. Hauptmerkmale:

• Basierend auf UTXO: Aufrechterhaltung der Sicherheits- und Datenschutzfunktionen von Bitcoin.
• Off-Chain-Ausführung: Minimierung der On-Chain-Belegung.
• Anpassung: Unterstützt eine Vielzahl von Anwendungsszenarien für Smart Contracts.

Sicherheitsfrage:

• Risiko der Komplexität von Smart Contracts: Smart Contracts in RGB-Systemen können sehr komplex sein und somit das Potenzial für erhöhte Sicherheitslücken erhöhen.
• Glaubwürdigkeitsprobleme bei der Off-Chain-Ausführung: RGB verlässt sich auf die Off-Chain-Umgebung für die Ausführung von Smart Contracts. Wenn die Ausführungsumgebung angegriffen oder manipuliert wird, kann die Sicherheit des Vertrags beeinträchtigt werden.

Bestehende SicherheitsmaßnahmenDie BTC Layer 2-Lösung zeigt großes Potenzial zur Verbesserung der Skalierbarkeit und Funktionalität des Bitcoin-Netzwerks, bringt aber auch eine neue Reihe von Sicherheitsherausforderungen mit sich. Sicherheit wird zu einem der Schlüsselfaktoren für ihren Erfolg und ihre weite Verbreitung. Um potenzielle Sicherheitsrisiken zu bewältigen, kann BTC Layer2 die folgenden Haupt-Sicherheitsvorkehrungen treffen:

• Kanalsicherheit und finanzieller Schutz

Multisig & Timelocks (Multisig & Timelocks): Wie im Lightning-Netzwerk werden die Gelder normalerweise in Multi-Signatur-Adressen gespeichert, und die Gelder können nur übertragen werden, nachdem alle relevanten Parteien einen Konsens erzielt haben. Der Time-Lock-Mechanismus gewährleistet, dass im Falle eines Streits die Gelder nicht dauerhaft gesperrt sind und letztendlich an den Eigentümer zurückgegeben werden können. Zuverlässigkeit von Off-Chain-Transaktionen: Durch die Verwendung von Off-Chain-Transaktionen können Benutzer Transaktionen schnell durchführen, aber diese Transaktionen müssen regelmäßig mit der Hauptkette synchronisiert werden, um doppelte Ausgaben oder den Verlust von Geldern zu verhindern.

• Betrugsbeweis und Herausforderungsmechanismen

Betrugsnachweise: In einigen Layer 2-Lösungen (wie Rollup) werden Betrugsnachweise verwendet, um bösartige Operationen zu erkennen und darauf zu reagieren. Wenn beispielsweise eine Partei versucht, ein ungültiges Statusupdate einzureichen, können andere Teilnehmer dies mit einem Betrugsnachweis anfechten, um zu verhindern, dass ungültige Transaktionen in die Kette hochgeladen werden. Herausforderungszeitraum: Geben Sie den Benutzern eine bestimmte Zeit, um verdächtige Transaktionen zu überprüfen und anzufechten, wodurch die Sicherheit des Netzwerks verbessert wird.

• Netzwerk- und Protokollstabilität

Protokoll-Upgrades und Audits: Protokolle werden regelmäßig überprüft und aktualisiert, um bekannte Schwachstellen zu beheben und die Sicherheit zu verbessern. Zum Beispiel sind bei Rootstock oder Stacks Code-Audits und Community-Reviews entscheidend, um intelligente Verträge sicher zu halten. Dezentrale Betriebsknoten: Durch Erhöhung des Grades der Knotenverteilung wird die Möglichkeit eines einzelnen Ausfallpunkts im Netzwerk reduziert, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks gegen Angriffe verbessert wird.

• Datenschutz und Datenschutz

Verschlüsselte Kommunikation: Stellen Sie sicher, dass die Kommunikation zwischen allen Teilnehmern verschlüsselt ist, um Man-in-the-Middle-Angriffe oder Datenlecks zu verhindern. Zero-Knowledge-Beweise: In einigen Layer-2-Lösungen werden Zero-Knowledge-Beweise eingeführt, um die Privatsphäre und Sicherheit zu erhöhen und das Lecken sensibler Informationen der Transaktionsparteien zu vermeiden.

• Benutzerschulung und Risikowarnung

Verbessern Sie das Sicherheitsbewusstsein der Benutzer: Informieren Sie die Benutzer über die Risiken von Layer 2-Netzwerken und ermutigen Sie sie, verlässliche Wallets und sichere Betriebsmethoden zu verwenden. Risikowarnung: Bei der Verwendung von Layer 2-Lösungen werden Benutzer auf mögliche Risiken hingewiesen, wie z.B. die Komplexität von Off-Chain-Transaktionen oder Streitigkeiten bei der Schließung von Kanälen.

• Sicherheit von Off-Chain-Transaktionen

State Channel-Sicherheit: Stellen Sie die Integrität des Off-Chain-Status sicher und senden Sie regelmäßig Statusaktualisierungen an die Hauptkette, um das Risiko von Fondsdiebstahl oder Betrug zu reduzieren. Diese Maßnahmen arbeiten zusammen, um die Sicherheit des Bitcoin-Zweitlayer-Netzwerks zu gewährleisten und den Benutzern eine zuverlässige und skalierbare Handelsumgebung bereitzustellen.

Zukünftige Entwicklungstrends in der Sicherheit

Die Branche verändert sich schnell, und jede Sekunde werden neue BTC L2s geboren, aber was sich nicht ändert, ist der unaufhaltsame Trend der BTC-Ecosystem, sich zur zweiten Ebene zu entwickeln. BTC ist ein Zug, auf den jeder aufspringen möchte. Trotz der Herausforderungen ist die Zukunft des BTC-Ecosystem voller unendlicher Möglichkeiten. Von einer Konsens über gerechte Verteilung bis hin zu einer skalierbaren Lösung auf Basis von Inschriften, bis hin zu einer vollständig ausgereiften skalierbaren Lösung, die eine starke Sicherheit mit BTC teilt, durchläuft das Bitcoin-Ökosystem historische Veränderungen:

• Entsperrung des DeFi-Marktes: Durch die Aktivierung von Funktionen wie EVM-kompatiblen Layer 2-Lösungen kann Bitcoin auf den mehrere Milliarden Dollar schweren DeFi-Markt zugreifen. Dies erweitert nicht nur die Nützlichkeit von Bitcoin, sondern erschließt auch neue Finanzmärkte, die zuvor nur über Ethereum und ähnliche programmierbare Blockchains zugänglich waren.
• Erweiterte Nutzungsszenarien: Diese Layer-2-Plattformen unterstützen nicht nur Finanztransaktionen, sondern unterstützen auch verschiedene Anwendungen in Bereichen wie Finanzen, Spiele, NFT oder Identitätssysteme und erweitern damit den ursprünglichen Anwendungsbereich von Bitcoin als einfache Währung stark

Das Netzwerk der zweiten Ebene verwendet Zero-Knowledge-Proof, um die Sicherheit zu verbessern. Die Rollup-Technologie verbessert die Skalierbarkeit, der Betrugsbeweis gewährleistet die Sicherheit seiner Transaktionen usw. Diese Technologien sollen nicht nur die Skalierbarkeit und Effizienz des BTC-Netzwerks signifikant verbessern, sondern auch neue Arten von Vermögenswerten einführen und Transaktionsmethoden eröffnen neue Möglichkeiten für Benutzer und Entwickler. Die erfolgreiche Umsetzung dieser Ziele erfordert jedoch eine konzertierte Anstrengung von Gemeinschaftskonsens, technischer Reife und praktischer Validierung. Bei der Suche nach den effektivsten L2-Lösungen bleiben Sicherheit, Dezentralisierung und Optimierung der Benutzererfahrung oberste Prioritäten. Mit dem Blick in die Zukunft wird die BTC L2-Technologie voraussichtlich neues Potenzial im Bitcoin-Ökosystem entfesseln und mehr Innovation und Wert in die Kryptowelt bringen.

Fazit

Die enorme Marktnachfrage und der freie Wettbewerb auf dem Markt werden definitiv zu technologischen Innovationen führen. Die Zukunft der Layer-2-Lösungen hängt eng mit der allgemeinen Entwicklung der Blockchain-Technologie zusammen. Durch eine eingehende Analyse von BTC Layer2-Lösungen und potenziellen Sicherheitsherausforderungen zeigen wir die Risiken auf, denen sie bei Smart Contracts, Identitätsprüfung, Datenschutz und mehr ausgesetzt sind. Obwohl derzeit verschiedene Schutzmaßnahmen vorhanden sind, muss BTC Layer2 angesichts der kontinuierlichen technologischen Entwicklung weiterhin in Bereichen wie ZK-Technologie, Cross-Chain-Sicherheit und sogar Quantenverschlüsselung innovativ sein, um zukünftigen Sicherheitsherausforderungen zu begegnen. Mit der weiteren Reife der Blockchain-Technologie können wir weitere Innovationen und Veränderungen erwarten. Erstens werden L2-Lösungen durch die fortschreitende Reife und Standardisierung der Technologie stabiler und zuverlässiger. Zweitens wird Bitcoin aufgrund der weiteren Expansion des Ökosystems in mehr Szenarien und Branchen eingesetzt, was die Entwicklung der gesamten Kryptowährungsbranche weiter vorantreibt. Insgesamt markiert der intensive Start des Hauptnetzes des Bitcoin Layer 2-Projekts einen neuen Meilenstein für das Bitcoin-Netzwerk.

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