Полный анализ второго уровня Биткойна: типы, функции и перспективы развития

Базовая система знаний о втором уровне сети Биткойн

Возрождение биткойн-надписей привнесло новую жизнь в экосистему Биткойна, привлекая больше людей к вниманию к Биткойну. Некоторые считают, что это открыло Пандорин ящик экосистемы Биткойна. Среди многочисленных технических разработок в экосистеме Биткойна строительство второго уровня имеет решающее значение. В данной статье суммированы основные знания о втором уровне Биткойна, с надеждой, что это станет толчком для развития в этой области.

Мир блокчейна начинается с Биткойна и заканчивается экосистемой Биткойна. Эфириум также можно рассматривать как исследование технологии сайдчейн для Биткойна.

В данной статье термины "вторичный уровень строительства" и "строительство вторичных сетей" используются взаимозаменяемо. Строительство вторичного уровня охватывает более широкий спектр, но для соответствия общепринятым выражениям в отрасли также будет использоваться термин "строительство вторичных сетей".

1. Миссия второго уровня Layer2

Для понимания основных проблем, которые необходимо решить при строительстве второго уровня, сначала мы должны понять основные характеристики блокчейн-систем.

1.1 Основные характеристики и требования к блокчейну

Основываясь на концепции Виталика "блокчейн — это мировая вычислительная машина", мы сможем более ясно понять различные характеристики блокчейна с этой точки зрения. В дальнейшем мы также проведем анализ возможного развития этой "мировой вычислительной машины" на основе структуры фон Неймана.

Основные характеристики:

Открытость и прозрачность: характеристики хранения данных и выполнения инструкций блокчейна как "мирового компьютера" также являются внутренними потребностями, связанными с участием множества распределенных узлов в вычислениях. Это удовлетворяет право пользователей на информацию о данных и является общим результатом внутренних требований к сотрудничеству и внешних потребностей.

Децентрализация: это архитектурная особенность "мирового компьютера", степень децентрализации и устойчивости к сбоям теоретически поддерживается теорией византийских генералов. Невизантийские системы теоретически не являются блокчейн-системами, позже мы увидим примеры невизантийских систем в рамках построения второго уровня. Степень децентрализации является важным показателем безопасности блокчейна и основой для некоторых характеристик.

Безопасность: составляется из внутренних требований, возникающих из архитектурных особенностей, и внешних требований, необходимых пользователям. На микроуровне обеспечивается криптографическими технологиями, на макроуровне гарантируется децентрализованной архитектурой, что позволяет избежать влияния на безопасность из-за подделки микро данных или разрушения макро архитектуры.

Вычислительная способность:"Основная функция "мирового компьютера". Обычно измеряется с помощью тьюринг-совершенства. Некоторые цепочки специально разработаны как не тьюринг-совершенные, чтобы сохранить основные характеристики. Например, в сети Биткойн Сатоши Накамото не только сделал ее набор инструкций не тьюринг-совершенным, но и убрал некоторые инструкции, чтобы поддерживать стабильность и безопасность. Все тьюринг-совершенные технологии предназначены для расширения вычислительной способности. С точки зрения иерархического проектирования, простые системы лучше подходят для нижнего уровня.

Производительность: при одинаковой вычислительной мощности производительность является еще одной основной способностью, которую оценивают у "мирового компьютера". Обычно измеряется количеством транзакций в секунду (TPS) (.

Хранение: "Мировой компьютер" обязательно должен обладать функцией хранения, то есть способностью записывать данные. В настоящее время в основном данные хранятся в блоках, более профессиональное хранение на внешних цепочках блоков все еще находится в стадии развития.

Конфиденциальность: необходимость поддержания диапазона полномочий производителей и пользователей данных в процессе вычислений и хранения ) включает в себя антикоррупционность (. В основном определяется внешними потребностями пользователей.

Масштабируемость является комплексным показателем, который обычно относится к масштабируемости всей архитектуры и влияет на большинство базовых характеристик. На уровне архитектуры масштабируемость системы является важным показателем. Есть также некоторые возможности подключения или способности для конкретных сценариев, о которых здесь не будет сказано, их следует подробно анализировать в особых случаях.

Эти основные характеристики в основном ограничены "невозможным треугольником". Как предполагает гипотеза DSS, а именно децентрализация )Decentralization, безопасность (Security и масштабируемость )Scalability.

В распределённых системах аналогичным невозможным треугольником является принцип CAP, то есть согласованность (Consistency), доступность (Availability) и устойчивость к разделениям (Partition tolerance) — три вещи, которые невозможно достичь одновременно. Блокчейн-системы являются распределёнными системами с проблемой византийских генералов и также подчиняются принципу CAP.

Одна статья о базовых знаниях сети второго уровня Биткойн

( 1.2 Роль второго уровня строительства

Какие роли должны быть выполнены при строительстве второго уровня? Какие функции он должен предоставлять? Строительство второго уровня должно компенсировать недостатки системы первого уровня и выполнять задачи, которые не подходят для выполнения в системе первого уровня.

Из вышеперечисленных характеристик блокчейна можно сделать предварительный вывод, что необходимо расширить эти базовые возможности: открытость и прозрачность, децентрализация, безопасность, вычислительная мощность, производительность ), пропускная способность (, хранение, конфиденциальность и т.д. Кроме базовых возможностей с технической точки зрения, также существует важная экономическая проблема, которую необходимо решить, а именно снижение затрат. Комплексные затраты на выполнение транзакций в сети первого уровня обычно довольно высоки, поэтому необходимо использовать сеть второго уровня для снижения этих затрат.

Подводя итог одной фразой: решения для увеличения ёмкости, снижения затрат и настройки характеристик — это всё строительство второго уровня. Что касается настройки характеристик, то в настоящее время это ещё не так очевидно и часто скрывается под двумя первыми характеристиками. Мы можем понять это так: характеристики сети первого уровня имеют разную степень потребности для многих приложений, и на втором уровне можно заново настроить степень реализации различных характеристик для некоторых приложений.

В строительстве второго уровня базовые возможности блокчейна будут иметь свои компромиссы, некоторые характеристики будут снижены или даже отбрасываться в обмен на значительное повышение других характеристик. Например: некоторые вторые уровни, чтобы повысить производительность, будут снижать степень децентрализации и безопасность; некоторые вторые уровни для увеличения пропускной способности, как сеть Lightning, будут изменять структуру системы и способ расчета. Есть и такие, которые усиливают определенные характеристики, не снижая базовых свойств, как способ обработки RGB, который явно увеличивает конфиденциальность и устойчивость к цензуре, но при этом увеличивает сложность технической реализации. В последующих примерах мы увидим строительство второго уровня, которое одновременно снижает или изменяет несколько характеристик.

Снижение затрат должно быть основным требованием для всех построек второго уровня.

) 1.3 Почему нужно делать многоуровневый дизайн?

Многоуровневый дизайн является средством и методологией для обработки сложных систем, позволяя разделить систему на несколько уровней и определить отношения и функции каждого уровня, что достигает модульности, поддерживаемости и масштабируемости системы, тем самым повышая эффективность и надежность проектирования системы.

Для обширной и обширной системы протоколов использование иерархии имеет очевидные преимущества. Это делает ее более понятной, облегчает распределение задач и модульные улучшения. Например, в компьютерных сетях существует семиуровневая модель ISO/OSI, но в конкретной реализации некоторые уровни могут быть объединены, как в случае с четырехуровневым протоколом TCP/IP.

Преимущества многоуровневого протокола:

  1. Независимость между уровнями. Верхний уровень не должен знать детали реализации нижнего уровня, ему нужно только знать о сервисах, предоставляемых этим уровнем через интерфейс. Это снижает сложность проблемы.

  2. Хорошая гибкость. Если происходит изменение на любом уровне, и если интерфейсные отношения между уровнями не меняются, другие уровни не затрагиваются.

  3. Структура может быть разделена. Каждой ступени можно применять наиболее подходящие технологии. Развитие технологий часто асимметрично, и иерархическое деление эффективно избегает эффекта бочки.

  4. Легкость в реализации и обслуживании. Эта структура делает реализацию и отладку больших и сложных систем легкими для обработки, так как вся система была разбита на несколько относительно независимых подсистем.

  5. Содействие стандартизации. Поскольку каждое функциональное направление и предоставляемые услуги имеют точное описание. Стандартизация облегчает произвольную замену определенного уровня, что способствует использованию и исследованию.

Идея модульного дизайна с многоуровневой структурой является распространённым подходом в технической сфере для работы с крупными проектами, которые требуют командной работы и постоянного улучшения, что было проверено на практике и доказало свою эффективность.

![Одна статья о базовой системе знаний второго уровня Биткойна]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad899d00cda3df50aead693947e770bc.webp(

2. Несколько подходов к строительству Layer2 для Биткойн

Анализируется случай строительства второго уровня Биткойна. У Биткойна есть три основных направления строительства второго уровня:

)1### Расширенная дорожная карта на основе цепочки, аналогичная EVM второго уровня, является структурой блокчейна;

(2) На основе распределённого маршрута, представленном сетью Lightning, является распределённой структурой;

(3) Основанный на централизованных системах маршрут, представленный централизованными индексами, является централизованной структурой.

Первые два способа очень характерны, уже есть несколько продуктов в использовании и в исследовании. Первый способ, благодаря бурному развитию Эфириума и исследованиям других цепочек, имитирующих Биткойн, основанное на цепочке вторичное масштабирование относительно проще, есть больше примеров для参考. Второй способ, основанный на распределенной модели, обычно более сложен, развитие идет медленнее, в качестве примера можно привести сеть Lightning. Третий способ вызывает много споров, он не выглядит как строительство второго уровня, но, похоже, выполняет функции второго уровня.

Какой из вариантов построения второго уровня лучше? Мы используем результаты рынка в качестве критерия оценки, какая сеть второго уровня имеет наибольшую общую заблокированную стоимость TVL(Total Value Locked), тот вариант и будет оптимальным. С течением времени и развитием технологий оптимальный вариант будет изменяться.

Что касается определения второго уровня сети Биткойн, то все, что основано на сети Биткойн и имеет техническую связь с ней, с некоторыми характеристиками, превосходящими сеть первого уровня Биткойн, считается строительством второго уровня Биткойн. Иными словами: все, что использует BTC в качестве газа, с BTC в качестве базового актива и расширяет функциональность Биткойн, считается строительством второго уровня. Исходя из этого, мы должны признать третью форму строительства второго уровня, а именно централизованную структуру второго уровня.

Развитие технологий Биткойна, таких как изменение OP_RETURN, Taproot, Schnorr подписи, MAST и Tapscript, должно быть направлено на соединение первого и второго уровней, и не следует чрезмерно разрабатывать функции с использованием этих технологий, поскольку расширение первого уровня не приведет к качественному прорыву, необходима постройка второго уровня. Однако в условиях отсутствия более удобных продуктов второго уровня Биткойна, эти технологические возможности для соединения первого и второго уровней будут чрезмерно использоваться в течение некоторого времени.

Один текст, который систематизирует базовую知识ную систему второго уровня Биткойн

( 2.1 Строительство второго уровня на основе цепи

Ранние имитации Биткойна сделали множество исследований, таких как "Colorcoin")цветные токены(, "CovertCoins" и "MasterCoin"; различные имитации Биткойна, такие как BCH)Биткойн Кэш###, BSV(Биткойн SV), BTG(Биткойн Голд); различные технологии сторонних цепочек основаны на расширении цепочек, можно сказать, что это в широком смысле вторичный уровень.

Включая Эфириум, который также является исследованием улучшений на основе Биткойна. Виталик, обращая внимание на недостатки Биткойна: отсутствие учетной записи в системе UTXO, нетелесный язык выполнения, плохая масштабируемость и другие проблемы, собрал команду, выпустил белую книгу и разработал новое поколение блокчейн-систем. Хотя это исследование Эфириума не является непосредственным строительством второго уровня на Биткойне, в широком смысле это исследование строительства на основе цепочки.

Исследование недостатков и улучшений Ethereum по сравнению с Биткойн, а также развитие и верификация второго уровня на Ethereum предоставляют примеры для развития сетей второго уровня на основе цепочки в Биткойн. Различные схемы Rollup, кросс-цепочные решения, технологии каналов сообщений, а также технология шардирования самого Ethereum способствовали бурному развитию технологической экосистемы Ethereum, что заставило многих считать, что направление и будущее развития публичных цепочек уже определены, и экосистема, представленная Ethereum, победила. На самом деле, это проявление относительной зрелости строительства второго уровня на основе цепочки. Однако строительство второго уровня на основе цепочки является лишь одним из способов создания второго уровня, у него есть свои плюсы и минусы, и для совершенствования всей экосистемы второго уровня необходимы другие технологии второго уровня.

Вторичный уровень построек на основе цепочки в Биткойне в основном включает два типичных типа цепей: один - это модель аккаунта, совместимая с EVM, а другой - это модель UTXO, аналогичная Биткойну. Уже есть примеры (, мы используем обширное определение второго уровня ), включая: такие как Эфириум, Polygon, Bsc, Arbitrum и др. - все это модели аккаунта EVM, такие как CKB(Nervos) и Chia - все это модели UTXO.

Кроме того, успешно реализованные проекты второго уровня на Эфириуме также будут включены в строительство второго уровня Биткойна, основанного на цепочке. Для этих проектов второго уровня на Эфириуме объем работы и вызовы по их преобразованию на второй уровень Биткойна будут меньше. Благодаря зрелости rollup на Эфириуме, модульному развитию и теоретическим достижениям, такой подход к строительству второго уровня станет мейнстримом в обсуждении масштабируемости и будет самым эффективным решением.

Насколько успешной будет эта трансформация? Это еще предстоит проверить в процессе развития. Можно сделать некоторые предварительные выводы о плюсах и минусах такого основанного на цепочке второго уровня строительства.

Плюсы и минусы строительства второго уровня на основе цепочки:

Недостатком является то, что вторые уровни, основанные на цепочке, обычно также будут ограничены ограничениями блокчейна, что ограничивает повышение производительности. Это либо делает систему более централизованной, либо снижает интервал генерации блоков и увеличивает объем блоков, что обычно снижает безопасность. Таким образом, возникает строительство второго уровня над вторым уровнем, так называемом Layer3 или Layer4.

Преимущества: этот подход сохраняет большинство блокчейна

BTC1.99%
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
  • Награда
  • 6
  • Поделиться
комментарий
0/400
BearMarketNoodlervip
· 07-17 19:38
Медвежий рынок挺香的 吃面才是正道
Посмотреть ОригиналОтветить0
rugpull_ptsdvip
· 07-17 16:24
Наконец-то кто-то заговорил о L2, btc тоже должен подключиться.
Посмотреть ОригиналОтветить0
fren.ethvip
· 07-16 12:24
Второй и третий этажи не имеют разницы, все это xen будут играть для лохов.
Посмотреть ОригиналОтветить0
GasFeeCrybabyvip
· 07-15 04:46
Более ароматный — это все же btc предков.
Посмотреть ОригиналОтветить0
ser_we_are_earlyvip
· 07-15 04:39
Ранние игроки понимают суть BTC.
Посмотреть ОригиналОтветить0
RetiredMinervip
· 07-15 04:38
Строительство L2 действительно является ловушкой... помните об этом горьком уроке
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить