Tiêu đề gốc: "Bitcoin Lớp 2: Xây dựng lại Ethereum trên Bitcoin" Nguồn gốc: Xiaozhu Web3

Lớp 2 là gì

Khi nói đến Layer2, mọi người thường nghĩ đến Layer2 Rollup của Ethereum, chẳng hạn như Arbitrum, Optimism, zkSync và StarkWare. Trên thực tế, kế hoạch mở rộng Layer2 có nguồn gốc từ sách trắng của Lightning Network của Bitcoin vào năm 2015.

Các chuỗi công khai như Bitcoin, Ethereum và Solana được gọi chung là Layer1. Chức năng chính của Layer1 là đảm bảo tính bảo mật, phân cấp và xác định trạng thái cuối cùng, đạt được sự đồng thuận của nhà nước và đóng vai trò là "tòa án tiền điện tử" thông qua các quy tắc của hợp đồng thông minh. trọng tài chuyển giao niềm tin cho Lớp 2 dưới dạng khuyến khích kinh tế.

Lớp 2 theo đuổi hiệu suất cao nhất và có thể đảm nhận hầu hết công việc tính toán cho Lớp 1, chẳng hạn như tách các giao dịch Ethereum khỏi chuỗi chính, giảm gánh nặng cho mạng lớp đầu tiên, cải thiện hiệu quả xử lý kinh doanh và từ đó đạt được khả năng mở rộng công suất. Layer2 chỉ có thể đạt được sự đồng thuận một phần, nhưng nó có thể đáp ứng nhu cầu của nhiều tình huống khác nhau.

BitcoinLayer2

Nhìn chung, Layer2 là một mạng blockchain độc lập được xây dựng trên Layer1, với mục đích đóng gói hầu hết các giao dịch của Lớp 1 vào Lớp 2 để giảm áp lực và mở rộng công suất.

Hiện tại, mạng Bitcoin có thể xử lý trung bình 7 giao dịch mỗi giây. Trong khi đó, Alipay trong thế giới web2 có thể xử lý 100.000 giao dịch mỗi giây. Với thiết kế dòng chữ được thể hiện bằng giao thức Ordinals, Bitcoin cung cấp khả năng lưu trữ phi tập trung trên chuỗi và tiêu chuẩn mới được đại diện bởi BRC-20 hiện thực hóa Mã thông báo sinh thái Bitcoin tương tự như ERC-721 và ERC-20, những vụ nổ này trong hệ sinh thái Bitcoin đã khiến mạng Bitcoin vốn kém hiệu quả trở nên "tắc nghẽn" hơn, và sự nổi lên của Ethereum Lớp 2 (bao gồm cả Rollup) đã cho phép các nhà phát triển Bitcoin nhìn thấy cơ hội ghép những trải nghiệm trưởng thành này vào Bitcoin. Hy vọng sinh thái, có thể nói rằng Bitcoin Lớp 2 sẽ chắc chắn sẽ trở thành một trong những cơn gió xuân mang tính tường thuật lớn nhất vào năm 2024.

Mạng Bitcoin Lớp 2 được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn trong hệ sinh thái Bitcoin. Bằng cách giảm tải một số tác vụ xử lý giao dịch nhất định khỏi mạng chính, nó nhằm mục đích giảm bớt các vấn đề tắc nghẽn trên mạng chính Bitcoin và giảm đáng kể thời gian cần thiết để xác nhận giao dịch.

Phát triển và phân loại Bitcoin Layer2

Mỗi khối Bitcoin là 1MB và dựa trên kích thước giao dịch trung bình là 250 byte, chỉ có thể ghi lại 1024*1024/250=4194 giao dịch. Mất trung bình 10 phút để tạo một khối, vì vậy số lượng giao dịch mỗi giây là 4194/10/60=6,99. Đây là cách chúng ta thường gọi 7 giao dịch mỗi giây của Bitcoin.

Ở đây có ba biến số, đó là dung lượng khối, quy mô giao dịch và thời gian khối. Trong số đó, chỉ có phương pháp tăng tốc độ giao dịch bằng cách thay đổi dung lượng khối là khả thi. Ví dụ: tăng dung lượng khối từ 1M lên 32M, sau đó là số giao dịch trên mỗi khối. thứ hai Tốc độ sẽ tăng từ 7 bút lên 224 bút. Nếu bạn không muốn mở rộng dung lượng và muốn tăng tốc độ giao dịch, bạn chỉ có thể thực hiện thông qua chuỗi bên.

Khi Satoshi Nakamoto biến mất khỏi tầm nhìn của công chúng vào ngày 12 tháng 12 năm 2010, ông đã trao quyền phát triển Bitcoin cho Gavin Andresen. Sau đó, Gavin đã trao quyền quản lý mã cho 4 nhà phát triển, trong đó có Gregory Maxwell-sau này là CTO của Blockstream Corporation.

Công ty Blockstream tập trung vào công nghệ chuỗi bên và mạng Lightning. Theo Gregory Maxwell, Blockstream được thành lập để phát triển Bitcoin.

Vào tháng 2 năm 2015, sách trắng của Lightning Network đã được phát hành và vào tháng 12 năm 2015, giải pháp Segregated Witness (Segwit) đã được đề xuất. Kể từ đó, Gregory Maxwell đã đưa Lightning Network vào lộ trình Bitcoin, hình thành nên lộ trình kỹ thuật “Nhân chứng tách biệt + Mạng Lightning”. Lộ trình mở rộng này không thực sự thay đổi kích thước khối, nhưng tăng tốc độ xác nhận Bitcoin thông qua thiết kế thông minh và xử lý ngoài chuỗi.

Nhân chứng tách biệt có nghĩa là thông tin nhân chứng của giao dịch không được ghi vào khối, do đó, mặc dù kích thước khối không thay đổi nhưng có thể cung cấp nhiều giao dịch hơn bằng cách giảm lượng thông tin trong một giao dịch.

Lightning Network xây dựng nhóm thanh toán trước dưới dạng ký quỹ giữa các đối tác thường xuyên trao đổi, miễn là không vượt quá số tiền này, tất cả các giao dịch sẽ không được ghi lại trong các khối chuỗi chính và giao dịch chỉ xảy ra trong quá trình thanh toán, do đó làm giảm chi phí. áp lực của các giao dịch nhỏ trên mạng chính.

Sau khi nâng cấp Segregated Witness, mặc dù giới hạn kích thước khối Bitcoin đã được thay đổi thành giới hạn khối dữ liệu giao dịch là 1M và giới hạn khối dữ liệu nhân chứng là 3M, tổng kích thước là 4M. Tuy nhiên, giới hạn trên này cho đến nay vẫn không thay đổi khi ảnh hưởng của Bitcoin tiếp tục tăng lên, vấn đề mở rộng đã trở nên nổi bật. Mở rộng vẫn là một trong những vấn đề cốt lõi mà hệ sinh thái Bitcoin phải đối mặt và các tuyến kỹ thuật khác nhau đang tích cực khám phá các giải pháp. Các hướng mở rộng chính hiện tại của Bitcoin như sau.

kênh trạng thái

Kênh trạng thái là một kênh ảo được thiết lập trên blockchain để triển khai các dịch vụ liên lạc và trạng thái hai chiều giữa những người dùng khác nhau. Nó cho phép người dùng thực hiện nhiều giao dịch trong một kênh mà không cần ghi lại giao dịch trên blockchain mỗi lần, do đó cải thiện đáng kể hiệu quả và tốc độ giao dịch. Các kênh này có thể được tạo bởi hai hoặc nhiều người dùng cùng nhau và sẽ chỉ được giải quyết bằng hợp đồng thông minh trên blockchain khi cần, giảm tải và phí giao dịch trên mạng blockchain.

Ví dụ nổi tiếng nhất về kênh trạng thái là Lightning Network được đề cập ở trên. Cả hai bên tham gia giao dịch đều thiết lập kênh thanh toán ngoài chuỗi trong giao dịch đầu tiên. Về cơ bản, nó là một sổ cái được chia sẻ bởi cả hai bên trong giao dịch và được sử dụng để lưu giao dịch. Hồ sơ. Cả hai bên tham gia giao dịch đều khóa một số tiền nhất định trong kênh và sau đó ký giao dịch thông qua khóa riêng.

Việc chuyển tiền giữa hai bên không được thực hiện trên chuỗi mà chỉ được lưu trữ trong sổ cái của nhau. Khi một hoặc cả hai bên quyết định rằng kênh không còn cần thiết nữa, số dư đã thanh toán sẽ được phát trên mạng chính.

Nhưng Lightning Network không chỉ là kết nối trực tiếp giữa hai bên, nó có thể kết nối một số lượng lớn các kênh đơn lẻ nối tiếp nhau để tạo thành một mạng thanh toán liên kết và rộng lớn. Nói cách khác, giả sử C và A có kênh, C và B không có kênh nhưng A và B có kênh thì C có thể giao dịch gián tiếp với B thông qua A và A với tư cách là trung gian có thể tính phí định tuyến. Trong Lightning Network, mạng sẽ tìm đường dẫn có ít nút nhất và phí giao dịch ít nhất để hoàn thành giao dịch.

chuỗi bên

Sidechain là giải pháp phổ biến nhất và các công nghệ sidechain cũ hơn và phổ biến nhất bao gồm Stacks, Liquid và Rootstock.

Là một dự án chuỗi bên Bitcoin hàng đầu, Stacks một mặt được neo trên chuỗi khối Bitcoin, mặt khác, nó giới thiệu các chức năng hợp đồng thông minh tương tự như Ethereum như một giao thức độc lập và giải quyết các giao dịch vĩnh viễn trên chuỗi khối BTC. Bitcoin dưới dạng Bitcoin L2 mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng như DeFi và NFT.

Nếu chúng ta nhìn vào hệ thống tổng thể, Stacks thực sự có chuỗi, trình biên dịch và ngôn ngữ lập trình riêng và chạy đồng bộ với Bitcoin để đảm bảo các giao dịch và tính toàn vẹn của nó. Tuy nhiên, vì nó sử dụng phương pháp "móc" để đạt được chuỗi chéo BTC - bằng cách phát hành sBTC trên mạng Stacks, nên về cơ bản nó là một phương pháp ánh xạ tập trung và có một số rủi ro nhất định về điểm tập trung duy nhất. Đồng thời, mạng Gas của nó sử dụng mã thông báo mạng chính STX thay vì BTC. Những người khai thác tham gia khai thác mạng của Stacks sẽ sử dụng BTC đã cam kết để khai thác mã thông báo mạng của mình. Thông qua hệ thống này, những người khai thác kiếm được tiền STX và phí giao dịch (phí giao dịch). ) và những người đặt cược STX kiếm được Bitcoin, điều này cũng sẽ khiến những người khai thác ngần ngại khi tham gia lựa chọn.

Các công nghệ sidechain mới nổi như BEVM sử dụng các giải pháp Bitcoin Lớp 2 phi tập trung hoàn toàn.

BEVM là BTC Layer2 sử dụng BTC làm Gas và tương thích với EVM. Mục tiêu cốt lõi là mở rộng kịch bản hợp đồng thông minh của Bitcoin và giúp BTC vượt qua các hạn chế của chuỗi khối Bitcoin không hoàn chỉnh và không hỗ trợ các hợp đồng thông minh. để BTC có thể được sử dụng trong BEVM Các ứng dụng phi tập trung sử dụng BTC làm Gas gốc được xây dựng trên Lớp 2 này.

Khi người dùng chuyển BTC từ mạng chính Bitcoin sang BEVM, BTC của người dùng sẽ nhập địa chỉ hợp đồng được lưu trữ bởi 1.000 nút, đồng thời, BTC mới sẽ được tạo trong BEVM, mạng BTC Layer2, với tỷ lệ là 1:1.

Khi người dùng đưa ra hướng dẫn chuyển BTC từ BEVM trở lại mạng chính, nút mạng BEVM sẽ kích hoạt hợp đồng Mast và 1.000 nút lưu ký tài sản sẽ tự động ký theo các quy tắc đã thiết lập và trả BTC về địa chỉ của người dùng Toàn bộ quá trình sẽ được phân cấp hoàn toàn và không cần sự tin cậy.

Xác minh khách hàng

Hiện tại, hầu hết các chuỗi công khai đều sử dụng mô hình đồng thuận toàn cầu (Đồng thuận toàn cầu). Tất cả các nút đều xác minh tất cả các giao dịch, truyền tải tất cả thông tin giao dịch giữa các nút và toàn bộ mạng chia sẻ một trạng thái toàn cầu thống nhất.

Các vấn đề do mô hình đồng thuận toàn cầu gây ra:

1. Các hạn chế về khả năng mở rộng, khiến việc xác minh tất cả các tương tác hợp đồng trở nên tốn kém;

2. Chi phí cao ngăn cản nhiều người dùng tham gia vào các nút đang chạy và các nút được tập trung hóa;

3. Thiếu sự riêng tư và tiết lộ thông tin giao dịch.

Xác thực phía khách hàng (CSV) chỉ yêu cầu lớp đồng thuận duy trì cam kết được mã hóa đối với các sự kiện sổ cái, lưu trữ thông tin sự kiện thực tế (sổ cái) bên ngoài blockchain.

3. Thiếu sự riêng tư và tiết lộ thông tin giao dịch.

Xác thực phía khách hàng (CSV) chỉ yêu cầu lớp đồng thuận duy trì cam kết được mã hóa đối với các sự kiện sổ cái, lưu trữ thông tin sự kiện thực tế (sổ cái) bên ngoài blockchain.

Dự án đại diện CSV là RGB và trong RGB không có mạng toàn cầu nào phát sóng tất cả các giao dịch để tạo ra giao dịch tương đương với bộ Bitcoin UTXO. Điều này có nghĩa là khi nhận được chuyển giao nội dung, máy khách RGB không chỉ phải xác minh rằng chuyển đổi trạng thái gần đây nhất là hợp lệ mà còn phải thực hiện xác minh tương tự đối với tất cả các chuyển đổi trạng thái trước đó kể từ trạng thái ban đầu của hợp đồng phát hành. Vì vậy, RGB cần phải xác minh dần dần lịch sử giao dịch từ dưới lên để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi.

RGB cải thiện khả năng mở rộng bằng cách chỉ xác thực các giao dịch có liên quan, nhưng các vấn đề như tính sẵn có của dữ liệu có thể phát sinh yêu cầu chia sẻ dữ liệu để tối ưu hóa xác minh thanh toán.

Máy khách của RGB cần lưu trữ nhiều dữ liệu hơn nếu dữ liệu ngoài chuỗi được sử dụng để xác minh giao dịch bị mất, người dùng sẽ không thể chi tiêu được nữa và cần phải lưu nhiều thứ hơn ngoài chỉ khóa.

Tổng hợp

ZK Rollup và Optimistic Rollup về cơ bản tương tự như Bitcoin, đóng vai trò là lớp đồng thuận, lớp dữ liệu và lớp thanh toán, nhưng thách thức kỹ thuật là rất lớn. Đặc biệt nếu bạn muốn hỗ trợ ZK-Rollup, bạn cần phải thực hiện một nâng cấp lớn. vào mạng chính Bitcoin, điều này khó đạt được sự đồng thuận của cộng đồng và làm suy yếu tường thuật về tiền tệ cũng như kho lưu trữ giá trị của mạng Bitcoin.

Dự án tiêu biểu của ZK Rollup là Alpen và dự án tiêu biểu của Optimistic Rollup là BitVM. Cả hai đều tương đối lý tưởng và đang trong giai đoạn lý thuyết.

Sovereign Rollup là một giải pháp Rollup "chưa hoàn thiện" khác, Bitcoin chỉ có lớp đồng thuận và lớp 2 có sẵn dữ liệu có trạng thái và dữ liệu tài sản riêng, không được lưu trữ trong mạng Bitcoin và được xác minh thông qua các nút Lớp 2. Việc thanh toán được đặt ở Lớp 2, dễ thực hiện về mặt kỹ thuật nên các cuộc thảo luận trong cộng đồng Bitcoin tương đối sôi nổi.

Khung công nghệ nguồn mở Rollkit do Celestia phát triển cho phép các nhà phát triển tùy chỉnh lớp sẵn có của dữ liệu và lớp thực thi, hỗ trợ lưu trữ trực tiếp dữ liệu Rollup trên mạng Bitcoin và hỗ trợ các nhà phát triển triển khai Sovereign Rollup. Do đó, các nhà phát triển có thể sử dụng Rollkit để triển khai giao thức Rollup trên mạng Bitcoin nhằm cải thiện khả năng mở rộng và giảm thiểu chi phí vận hành mạng.

Toàn bộ chuỗi

Omnichain kết nối tất cả các chuỗi khối với nhau bằng cách xây dựng một lớp cơ sở (Lớp 0), bất kể công nghệ hợp đồng thông minh của chúng là gì và tất cả các mạng và DApp khác đều có thể dựa trên nó.

Chuỗi đầy đủ là một hệ sinh thái siêu đa chuỗi tương thích với mọi thứ, miễn là nó tương thích với Bitcoin, nó cũng có thể được coi là Lớp 2 của Bitcoin, đại diện cho Giao thức MAP của dự án.

Giao thức MAP là mạng Bitcoin Lớp 2 cho khả năng tương tác chuỗi chéo điểm-điểm. Nó sử dụng cơ chế bảo mật của Bitcoin để cho phép tài sản và người dùng của các chuỗi công khai khác tương tác liền mạch với mạng Bitcoin, từ đó tăng cường tính bảo mật của mạng và hiện thực hóa. Khả năng chuỗi chéo BRC-20.

Tóm tắt

Bitcoin Lớp 2 vẫn đang ở giai đoạn đầu, vì bản thân Bitcoin cực kỳ hạn chế và khó lập trình. Ngoài ra, việc mở rộng trên chuỗi từ lâu đã là một vấn đề đối với cộng đồng Bitcoin. Sự hỗ trợ đằng sau cộng đồng đến từ các nhóm hoặc tổ chức có nền tảng phát triển khác nhau, thiếu sự phối hợp và khiến việc cộng tác trở nên khó khăn. Cuộc tranh luận giữa chủ nghĩa chính thống Bitcoin và hệ sinh thái Bitcoin mới nổi vẫn còn tồn tại.

Về lâu dài, khả năng giới thiệu Rollup và hợp đồng thông minh là rất quan trọng đối với sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin và có thể trở thành động lực chính cho sự đổi mới và đa dạng hóa trong hệ sinh thái Bitcoin, tạo ra các sản phẩm như Inscription Defi.

Nhưng liệu Bitcoin, thứ ngày càng giống Ethereum, có còn là Bitcoin mà chúng ta biết ban đầu không?