Наставники: Джадемонт, Елейн, Білл @Waterdrip Capital
Біткоїн (Bitcoin), відомий як BTC, — це зашифрована валютна система з відкритим вихідним кодом, яка базується на децентралізованому консенсусі блокчейну та застосуванні однорангової мережі. Вона спільно підтримується комп’ютерними мережами та вузлами, розподіленими по всьому світу. . Біла книга BTC; була опублікована Сатоші Накамото в; 2008; 10; місяць; 31; день, а потім у 2009; рік; 1; місяць; 3; день консенсусний ланцюжок BTC; створив перший блок . Однак із зростанням процвітання спільноти шифрувальників та екології рання технологія «BTC» не змогла задовольнити потреби користувачів у масштабованості системи криптовалюти. Пряме вдосконалення; BTC; висока складність базового протоколу та високий опір спільноти, який буде зростати; BTC; ризик системи, що призводить до хардфорків і розколів спільноти. Більш прийнятним рішенням є «BTC Layer 2», який полягає у створенні нового рівня на основі «BTC» без внесення змін до «BTC», щоб бути сумісним із «BTC», одночасно задовольняючи потреби користувачів щодо масштабованості. У цій статті досліджується «BTC Layer 2», всебічно пояснюється статус «BTC», проблеми, технічні рішення, переваги та недоліки «BTC Layer 2» і з нетерпінням чекає його майбутнього.
BTC; Технічна інформація
Основою BTC є технологія розподіленої книги, яка використовує блокчейн для зберігання даних транзакцій. Блокчейн заснований на структурі пов’язаного списку хеш-вказівника.Кожен розділ зв’язаного списку є блоком даних, який містить хеш-значення, дані транзакції, дані часу, параметри майнінгу та інформацію про версію протоколу попереднього блоку. У мережі BTC потужність запису нового блокчейну, тобто право ведення бухгалтерського обліку, отримується вузлами, які дотримуються механізму підтвердження роботи (Proof of Work, PoW) і покладаються на конкуренцію за обчислювальну потужність. Після того, як вузол, який отримав право бухгалтерського обліку, успішно напише новий блок, він отримає певну кількість токенів біткойн як винагороду, тому цей процес також називають майнінгом.
BTC; блокова структура даних, джерело зображення:
BTC; джерело зображення для бухгалтерського процесу:
BTC; використовує схему реєстру транзакцій, засновану на записах про переказ, лише записує інформацію про переказ у блокчейні та не підтримує баланси на рахунку. Таким чином, щоб запобігти атакам подвійного витрачання, вузол повинен підтримувати набір вихідних даних невитрачених транзакцій (Unspent Transaction Outputs, UTXO) локально, а джерело коштів має бути надано під час перенесення облікового запису, щоб вузол може перевірити легітимність транзакції.
Єдиний рахунок; UTXO; принципова схема, джерело зображення:
BTC; використовує асиметричне шифрування та алгоритми хешування для організації облікових записів, захисту та перевірки транзакцій. Обліковий запис включає закритий та відкритий ключ облікового запису. Закритий ключ облікового запису – це випадково згенерований закритий ключ, а відкритий ключ облікового запису генерується шляхом обробки закритого ключа за допомогою множення еліптичної кривої. Крім того, адреса облікового запису генерується після обробки відкритого ключа за допомогою алгоритму хешування. Після того, як транзакція підписана закритим ключем, вона транслюється на вузли через однорангову мережу. Вузол використовує відповідний відкритий ключ для перевірки транзакції, і після успішної перевірки транзакція упаковується в новий блок.
BTC; підпис і перевірка закритого та відкритого ключів облікового запису, джерело зображення: Накамото, Сатоші. «Біткойн-технічний документ».
Консенсусний механізм BTC: PoW. Кожен вузол створює новий заголовок блоку таким чином, щоб його хеш-значення було менше або дорівнювало заданому цільовому значенню. Вузол, який першим знаходить придатний заголовок блоку, має право на облік для наступного блоку. Регулюючи розмір цільового значення, можна опосередковано регулювати час генерації блоку. Чим більше цільове значення, тим простіше майнінг і тим коротший час генерації блоку; чим менше цільове значення, тим важче майнінг і тим довший час генерації блоку. BTC; очікує, що час блокування кожного блоку буде; 10; хвилин, отже, BTC; кожні; 2016; блоки будуть переналаштовувати цільове значення, тобто регулювати складність видобутку.
Доказ роботи; приклад процесу, джерело зображення:
BTC; поточна ситуація та проблеми, які виникли
BTC; це перша цифрова валютна система, широко визнана світовою спільнотою криптовалют. Починаючи з 2013 року, ринкова вартість BTC становить більше половини загальної ринкової вартості криптовалют протягом року, і він є заслуженим лідером серед криптовалют.
BTC; співвідношення ринкової вартості, джерело:
Довгий час BTC; був затребуваним серед користувачів через його новаторський статус і високий рівень безпеки. Однак із зростанням кількості користувачів криптовалюти BTC; різноманітність активів і різноманітність додатків зростає. У довгостроковій перспективі співвідношення ринкової вартості BTC до загальної ринкової вартості криптовалют повільно знижується. Порівняно з процвітаючою екологією Ethereum, Solana, низькими комісіями та високим TPS (транзакцій за секунду) та іншими публічними мережами з власними перевагами, BTC, здається, не має іншої основної конкурентоспроможності, крім популярності та безпеки, і стикається з такими проблемами:
Швидкість транзакції повільна, час підтвердження довгий, і це недостатньо зручно: BTC; ємність кожного блоку становить; 1; M, а дані кожної транзакції приблизно; 250; B, тому кожен блок містить щонайбільше; 4000; транзакції . Відповідно до очікуваного часу блокування; 10; розрахунок хвилин, BTC; TPS; лише; 7; або близько того. Транзакції на BTC; потрібно чекати 6 блоків для достовірного підтвердження, що призводить до остаточного часу підтвердження приблизно 1 години. Крім того, онлайн-переказ BTC може перевести весь баланс лише за один раз. Для зміни вам потрібно оголосити про переказ назад на свою власну адресу, інакше він буде нарахований майнерам. Це не може задовольнити потреби користувачів у зручності та миттєвості транзакцій.
Високі комісії за транзакції: коли користувачі використовують ;BTC; для проведення транзакцій, їм потрібно сплачувати комісію, щоб залучити майнерів до упаковки транзакції. Чим вища комісія, тим швидше підтвердження транзакції. Коли транзакція перевантажена, комісія за обробку стане надзвичайно високою, досягнувши понад 60 доларів у 2021 році. З; 2020; травень; місяць; 14; день до; 2023; рік; травень; місяць; 15; день середня комісія за транзакцію біткойн має бути; Ця комісія не дозволяє багатьом користувачам використовувати BTC.
Не підтримує програмування смарт-контрактів: BTC; не підтримує пряме створення складних додатків, лише з рівня протоколу. Однак вартість розробки додатків на рівні протоколу набагато вища, ніж вартість стандартизованих смарт-контрактів. Це обмежує розвиток різних додатків і активів «BTC».
BTC; комісія, джерело:
Покращено;BTC;опір і;схему рівня 2
Технічні труднощі: Проблеми, з якими стикається BTC; походять від того, що старі технічні рішення не можуть задовольнити поточні потреби. Навіть якщо точне налаштування виконується безпосередньо на "BTC;", проблеми неможливо повністю вирішити, і натомість виникнуть нові проблеми. Якщо "BTC" розширити, і кожен блок збільшити з "1;M" до "100;M", а "TPS" збільшити до "700;", це призведе до нового покоління майже;5;T; великих і малих даних бухгалтерської книги щороку, підвищують поріг для робочих вузлів, впливають на ступінь децентралізації системи та збільшують системний ризик. Навіть без урахування розміру даних книги, відповідно до середньої пропускної здатності Інтернету; 13 Мбіт/с, розмір кожної транзакції в блоці становить; 250 Б; для розрахунку, BTC; TPS; верхня межа становить; 13; Мбіт/с/8 ; Mb /250 B ≈ 6815;, не в змозі конкурувати з публічними мережами, такими як; Polkadot, Solana; які можуть підтримувати десятки тисяч або навіть сотні тисяч; TPS;. Bitcoin Cash (BCH) збільшує розмір блоку;BTC;, що збільшує розмір блоку;BTC;, однак ризик BCH;. У 2019 році для боротьби зі зловмисниками, які скористалися вразливістю коду "BCH", майнінговий пул BCH запустив атаку "51%", щоб змінити дані транзакцій.
Опір спільноти: Між безпекою та масштабованістю, BTC; спільнота надає пріоритет безпеці. BTC; Основні розробники обережні щодо технічних ризиків, тому вони дуже консервативні в пропозиції щодо прямого розширення BTC; Найпростішим розширенням є збільшення BTC розміру кожного блоку. З 2015 року пропозиція збільшити ємність блоків BTC отримала підтримку багатьох користувачів, майнерів і розробників. Збільшуючи ємність блоку, користувачі можуть отримати більш високу швидкість транзакцій, а майнери можуть стягувати більшу комісію за транзакції. Однак деякі розробники на чолі з Володимиром ван дер Лааном, керівником групи розробників BTC, не згодні з таким методом розширення та підтримують такі рішення, як Segregated Witness і Lightning Network. Дебати щодо розширення блоків призвели до розколу спільноти BTC, і, нарешті, після впровадження технології оновлення ізоляції в BTC, деякі люди відхилили це оновлення технології, що призвело до хардфорку BTC у серпні 2017 року. ;BCH. BCH; Після хардфорка верхня межа блоку була збільшена до; 8; M, а потім збільшена до; 32; M, середнє; TPS; близько; 120; Крім того, у 2018 році спільнота BCH знову розкололася через розбіжності в маршруті оновлення технологій і жорстко вийшла з BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Цей форк спричинив різке падіння загальної обчислювальної потужності мережі BCH, і вона не досягла рівня обчислювальної потужності до форку. BSV; ліміт розміру блоку збільшено до; 4; G, але відсутність майнерів і користувачів набагато менше, ніж; BTC; безпека.
BTC; історія розгалуження, джерело зображення:
BCH; історія сумарної обчислювальної потужності всієї мережі, джерело зображення:
Схема рівня;2: Насправді безпосереднє модифікування; BTC; має високу складність і опір спільноти, а більш прийнятна спільнотою схема базується на; BTC; створення нового рівня, який є сумісним і не впливає ; BTC; У той же час вищевказані проблеми вирішуються. BTC; має надзвичайно високий рівень безпеки, використовуючи; BTC; як основний рівень, покладаючись на; BTC; блокування даних і використання; BTC; програма сценарію, розробники можуть створювати сумісні; BTC; Велика кількість транзакцій виконується за межами "BTC" , і лише дані про кінцевий стан записуються в "BTC". Цей тип схеми називається "BTC Layer 2".
BTC; Мета та історія розвитку другого шару
BTC Layer;2 відноситься до технології розширення другого рівня біткойна (BTC). Ця технологія спрямована на збільшення швидкості транзакцій біткойна, зниження комісії за обробку, підвищення масштабованості та вирішення низки проблем, з якими стикається "BTC".
Layer;2; цілі розвитку:
**Покращення швидкості транзакцій:**Layer;2;Спробуйте покращити швидкість транзакцій Bitcoin, оптимізувавши метод обробки транзакцій, пакетно обробляючи транзакції в ланцюжку та використовуючи новітні технології для синхронізації та перевірки кожної транзакції в ланцюжку, щоб що розширює застосування та просування біткоіни в глобальному масштабі.
**Зменшення транзакційних витрат: **Layer;2;Завдяки пакетній обробці транзакцій у ланцюжку;BTC; лише кінцевий стан після завершення транзакції записується в;BTC;, проміжні транзакції та стани в кінцевому стані та Тоді в ланцюжку немає синхронізації "BTC", що зменшує комісію за транзакцію та зменшує навантаження на базовий блокчейн біткойнів.
**Підвищення масштабованості: **Layer;2; Запровадження технології має на меті полегшити проблему масштабованості основного блокчейну біткойна, зробивши його більш здатним справлятися з майбутнім зростанням обсягу транзакцій.
В останні роки Layer;2; є однією з найважливіших інвестиційних тем у «крипто» індустрії, але в більшості сценаріїв це стосується конкретно плану розширення «Layer;2» Ethereum, однак план розширення BTC; Раніше З моменту появи пропозиції щодо розширення Ethereum навіть Ethereum було створено, оскільки пропозицію щодо вдосконалення;Віталік Бутерін;до;BTC;було відхилено.
У 2012 році вперше була запропонована концепція Pegged Sidechains, похідна від Two-way Peg, яка дозволяє плавно передавати активи між двома ланцюгами. Ця пропозиція заклала основу для пізнішої технології сайдчейн.
У 2014 році була створена компанія Blockstream, яка почала досліджувати та розробляти технологію сайдчейн для покращення масштабованості біткойна.
У 2015 році була опублікована біла книга Lightning Network, авторами якої були Тадж Драйя та Джозеф Пун. Lightning Network — це рішення, яке відокремлює невеликі транзакції від основного ланцюга.Створюючи двосторонній платіжний канал, немає необхідності записувати проміжні транзакції на блокчейні, потрібно лише фіксувати кінцевий стан на «BTC».
Оскільки дизайн «BTC» відносно простий і не має гнучкої масштабованості, ранню схему «BTC Layer; 2» важко вбудувати в біткойн, тому вона не викликала великих наслідків.
До «2017 року» було оновлено та активовано SegWit (Segregated Witness), що вирішило проблему пластичності транзакцій у блокчейні Bitcoin та забезпечило можливість розвитку технології Layer;2.
З 2018 року розробники поступово почали розгортати вузли Lightning Network і отримали певних користувачів і підтримку. Відповідно до статистики веб-сайту bitcoinvisuals; станом на; 2023; рік; 6; місяць; 4; день кількість вузлів мережі Lightning перевищила; 1; Ємність перевищує; 5000; біткойни, а вартість перевищує; 1; мільйон США доларів.
Нещодавно поява стандарту токенів BRC-20 ще більше збагатила пов’язану з ним екологію біткойнів і водночас дозволила «BTC Layer; 2;» привернути увагу громадськості. Існує чимало проектів, що створюють "BTC Layer;2", найвідомішим з яких є Lightning Network.
Мережа Lightning
Мережа Lightning Network була вперше запропонована в 2015 році Джозефом Пуном і Тадеусом Драйя в їх білій книзі. Lightning Network використовує технологію каналу мікроплатежів, щоб розміщувати велику кількість транзакцій за межами блокчейну біткойнів і розміщувати ключові ланки в ланцюжку лише для підтвердження. Процес транзакції виглядає наступним чином: користувач, якому потрібно торгувати, відкриває кімнату для офлайн-транзакцій.При вході в кімнату користувач закладає валюту, щоб отримати рахунок, і використовує нову купюру для розподілу заставленої валюти обох сторін. транзакція завершена, коли кімната вийшла, транзакція розрахована Остання валюта погашення купюри.
Технічне представлення мережі Lightning
Для того, щоб побудувати безпечний і надійний канал мікроплатежів, Lightning Network приймає відновлюваний контракт терміну погашення (RSMC) і контракт блокування часу (хешований контракт Timelock, HTLC) як ключові технології.
RSMC; забезпечує функції застави та розрахунків, тобто пул гаманця з кількома підписами. Обидві сторони транзакції попередньо вносять частину коштів у пул фондів. У початковому випадку план розподілу обох сторін рівний до попередньо збереженої суми. Кожного разу, коли відбувається транзакція, необхідно спільно підтвердити результати розподілу коштів, згенеровані після транзакції, і одночасно підписати, щоб анулювати стару версію плану розподілу. Коли будь-якій стороні потрібно зняти готівку, вона може записати результат транзакції, підписаний обома сторонами, у мережу блокчейн для підтвердження. З цього процесу ми бачимо, що транзакція "BTC" потрібна лише під час зняття готівки. Сторона, яка першою ініціює виведення, на 1000 блоків пізніше іншої сторони, і інша сторона може спростувати протягом цього часового вікна.
Процес транзакції Lightning Network, джерело зображення:
HTLC; встановлює торговельний канал для обох сторін, аналогічний торговій кімнаті, встановлює термін дії та автоматично розраховується після закінчення терміну дії. У той же час «HTLC» також узгоджує правила міжканальних транзакцій для полегшення маршрутизації транзакцій: у Lightning Network встановлення каналів транзакцій потребує витрат, і між будь-якими двома користувачами може не бути існуючих каналів транзакцій. , можна використовувати транзакції з іншими людьми. Канали виступають посередниками для транзакцій.
Платіжні канали та маршрутизація Lightning Network, джерело зображення:
Однак рання мережа Lightning Network мала такі проблеми:
Кожна транзакція вимагає, щоб обидві сторони працювали: у каналі кожна транзакція вимагає від обох сторін підтвердити підпис, і одностороння передача неможлива
Потрібна гра між двома сторонами транзакції: якщо «А» і «Б» проводять транзакцію, А; використовує старий результат транзакції, щоб ініціювати зняття, а Б; може подати лише оновлену версію транзакції. результат протягом блокового часу "1000" як спростування. В іншому випадку; A; відкликання набуде чинності
Управління станом каналу: користувачам потрібно динамічно синхронізувати та створювати резервні копії стану каналу, інакше, якщо надіслано старий стан, контрагент може ініціювати шахрайське спростування, подати претензію та отримати всі активи в каналі.
Насправді ранні версії Lightning Network вимагали від користувачів запускати гаманці з повним вузлом або використовувати гаманці з повним опікою через вищезгадані проблеми. Повновузлові гаманці вимагають від користувачів вручну керувати тимчасовими приватними ключами та статусом каналу, і досвід транзакцій не є добрим. А повністю керовані гаманці, такі як Chivo, що використовується в Сальвадорі, мають низький поріг використання, і зберігач автоматично замінює операції користувача, але зберігач контролює закритий ключ облікового запису користувача, і безпека викликає занепокоєння. Завдяки безперервному розвитку мережі Lightning розробниками вищевказані проблеми поступово вирішуються, і була розроблена мережа Lightning Network з більш повними функціями та допоміжними можливостями, такими як; OmniBOLT; і «OBAndroid» Lightning Network Wallet, розроблений його команда.
OmniBOLT Omni; означає повний і все, і; BOTL є абревіатурою від Basis of Lightning Technology. OmniBOLT; на основі; BTC; і; Omni Layer, пропонує повний набір протоколу Lightning Network, розширюючи платіжні функції Lightning Network; BTC; він також може випускати та торгувати диверсифікованими активами на основі; Omni Layer; і підтримує автоматизацію Ринок механізм створення (AMM: автоматичні маркет-мейкери) дозволяє користувачам використовувати пул коштів платіжного каналу як ліквідність у Lightning Network для створення та використання децентралізованих бірж. OmniBOTL; має грандіозне бачення, але наразі ця технологія є складною, включає кілька протоколів і систем, можуть існувати ризики вразливості, і для тестування її безпеки потрібно більше часу.
OmniBOLT; архітектура протоколу, джерело зображення:
OBAndroid — це повнофункціональний повновузловий мобільний гаманець Lightning Network. У цьому гаманці, хоча користувач має контроль над приватним ключем, він може автоматично відстежувати транзакції, швидко синхронізувати дані повного вузла та підтримувати статус хмари та локального резервного каналу. Крім того, OBAndroid; також підтримує; Omnilayer; активи через; OmniBOTL; для транзакцій. OBAndroid; робить досвід торгівлі в Lightning Network прийнятним для користувачів і знижує поріг для використання Lightning Network.
OBAndroid; гаманець з повним вузлом, джерело зображення:
Інше; Рівень 2 BTC; Предмети
Крім Lightning Network, є інші проекти BTC Layer 2, що знаходяться в розробці:
Syscoin створено командою SYSLab; BTC; вихідний код для розробки, спрямований на використання переваг безпеки «BTC»; сумісності з екосистемою Ethereum. Наразі команда SYSLab запустила NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), віртуальну машину, створену з використанням безпеки PoW "BTC; та сумісну зі смарт-контрактами Ethereum". Крім того, команда SYSLab; також планує запустити такі проекти, як; ZK; і; Optimistic; Rollup, Proof of Data on the chain; Validium; та інші проекти. Syscoin; інформації про проект небагато, і технічно важко оцінити його переваги та недоліки, але його бібліотека вихідного коду часто оновлюється та все ще стабільно розвивається.
Syscoin; дорожня карта, джерело:
RGB (Really Good for Bitcoin) — це;BTC;система розумних контрактів, інтегрована з Lightning Network, запропонована;Джакомо Зукко; і;Пітер Тодд;у;2016;. RGB; кредитне плече; BTC; для підтримки стійкості до цензури та боротьби з атаками подвійних витрат. У;RGB;, усі транзакції токенів і робота з перевірки розміщуються поза мережею, і лише сторона, яка отримує платіж, повинна виконати перевірку клієнта. Клієнт перевіряє джерело коштів платника в "BTC", і після підтвердження того, що це дійсна транзакція, безпосередньо змінює "UTXO" обох сторін без запису даних транзакції в блокчейн, який має функцію захисту конфіденційності. . Крім того, клієнт може безпосередньо ввести функцію смарт-контракту для визначення правил транзакції, і оскільки глобальний консенсус стану не потрібен, дані смарт-контракту не потрібно завантажувати в ланцюжок, а функція конфіденційності також може бути гарантована. RGB; Спільнота розробила віртуальну машину смарт-контракту Turing; AluVM (алгоритмічний логічний блок VM), який має дуже хорошу масштабованість, безпеку та захист конфіденційності.
Порівняння транзакцій на RGB; і транзакцій на; BTC;, джерело:
AluVM; порівняння з іншими режимами програмування, джерело:
BTC Layer;2;Підсумок і прогноз
Незважаючи на те, що біткойн є найдавнішою, найбезпечнішою, найвідомішою та найдорожчою мережею блокчейнів, її екологічний розвиток продовжує поглиблюватися. Наприклад, пропускна здатність каналу найбільшої мережі другого рівня, Lightning Network, продовжує зростати, оновлення Taproot покращує ефективність і конфіденційність біткойнів, а протокол Taro представляє платежі в стейблкойнах і мережевих нативів. Мережа Lightning; NFT. Проте, порівняно з кількістю біткойнів у ланцюжку Ethereum, пропускна здатність мережі Lightning Network у біткойнах є відносно низькою, а завдяки повній синхронізації даних вузла та управлінню станом каналу поріг використання мережі Lightning є високим, і користувач масштаб не такий хороший, як у Ethereum, але цей статус-кво може вказувати на величезний потенціал зростання.З подальшим розвитком екології, пов’язаної з Lightning Network, аналогічно; OmniBOLT; покращена версія протоколу Lightning Network і нижчий поріг використання; OBAndroid; постійний гаманець Розробка, щоб Lightning Network нарешті мала надійний захист. Сексуальність, масштабованість і простота використання, прийняті користувачами, можуть підняти ринкову вартість "BTC" на вищий рівень.
У той же час нам також потрібно звернути увагу на розвиток інших проектів «Layer 2», таких як схема «RGB» із природним захистом конфіденційності та «Syscoin», сумісний з екологією Ethereum. Ці проекти не такі відомі, як Lightning Network, але вони також можуть вирішити проблеми, з якими стикається «BTC», і мають переваги, з якими інші рішення не можуть зрівнятися. Однак, порівняно з проектами розширення другого рівня Ethereum, ці проекти недостатньо відомі, вони отримали менше інвестицій, і вони не отримують підтримки основної команди розробників «BTC», як Lightning Network. "BTC", швидше за все, буде пізніше, ніж розширення Ethereum, як-от схема "Rollup" для "Syscoin". З точки зору екології «Рівня 2», здається, що екологія Ethereum має кращий позитивний цикл і більше прихильна для інвесторів.
У майбутньому ми можемо спостерігати прискорене розширення екосистеми Bitcoin. Оскільки інфраструктура Lightning Network вдосконалюється та привертає все більше уваги, проекти, засновані на Lightning Network, схожі; OmniBOLT і RGB можуть отримати від цього вигоду, отримавши кращу основу для розвитку, більше користувачів і ще більше інвестицій. А «Syscoin», сумісні з Ethereum, такі як проекти «BTC Layer 2», також отримають вигоду від швидкого розвитку екології другого рівня Ethereum і прискорять просування його дорожньої карти. Крім того, дискусія щодо схеми розширення «BTC» не припиняється: Джон Лайт; запропонований у «2022» на основі біткойна; zk-зведення; дворівнева мережа може надати біткойну більше функцій, вищу масштабованість і кращу конфіденційність, а зберігаючи свою децентралізовану природу; компанію очолює колишній Twitter; генеральний директор Джек Дорсі; екосистема біткойн відкриє новий напрямок за межами оплати, DeFi, NFT; та інших сфер, щоб охопити більше користувачів.
[;2;] Пун, Джозеф і Тадей Дрія. «Мережа біткойн Lightning: масштабовані миттєві платежі поза мережею». (;2016).
[;3;] «Клієнтські архітектури мережі Lightning». URL:;
[;4;] Lin, Jian-Hong та ін. «Мережа Lightning: другий шлях до централізації біткойн-економіки». Новий журнал фізики 22.8 (;2020): 083022.
[;5;] Збільшення ;BTC; обговорення розміру блоку:
Переглянути оригінал
Контент має виключно довідковий характер і не є запрошенням до участі або пропозицією. Інвестиційні, податкові чи юридичні консультації не надаються. Перегляньте Відмову від відповідальності , щоб дізнатися більше про ризики.
Глибоке обговорення минулого, сьогодення та майбутнього BTC Layer2
Оригінальний автор: Glimmer @Glimmerllx, William, Hankester @0x;Hankester
Наставники: Джадемонт, Елейн, Білл @Waterdrip Capital
Біткоїн (Bitcoin), відомий як BTC, — це зашифрована валютна система з відкритим вихідним кодом, яка базується на децентралізованому консенсусі блокчейну та застосуванні однорангової мережі. Вона спільно підтримується комп’ютерними мережами та вузлами, розподіленими по всьому світу. . Біла книга BTC; була опублікована Сатоші Накамото в; 2008; 10; місяць; 31; день, а потім у 2009; рік; 1; місяць; 3; день консенсусний ланцюжок BTC; створив перший блок . Однак із зростанням процвітання спільноти шифрувальників та екології рання технологія «BTC» не змогла задовольнити потреби користувачів у масштабованості системи криптовалюти. Пряме вдосконалення; BTC; висока складність базового протоколу та високий опір спільноти, який буде зростати; BTC; ризик системи, що призводить до хардфорків і розколів спільноти. Більш прийнятним рішенням є «BTC Layer 2», який полягає у створенні нового рівня на основі «BTC» без внесення змін до «BTC», щоб бути сумісним із «BTC», одночасно задовольняючи потреби користувачів щодо масштабованості. У цій статті досліджується «BTC Layer 2», всебічно пояснюється статус «BTC», проблеми, технічні рішення, переваги та недоліки «BTC Layer 2» і з нетерпінням чекає його майбутнього.
BTC; Технічна інформація
Основою BTC є технологія розподіленої книги, яка використовує блокчейн для зберігання даних транзакцій. Блокчейн заснований на структурі пов’язаного списку хеш-вказівника.Кожен розділ зв’язаного списку є блоком даних, який містить хеш-значення, дані транзакції, дані часу, параметри майнінгу та інформацію про версію протоколу попереднього блоку. У мережі BTC потужність запису нового блокчейну, тобто право ведення бухгалтерського обліку, отримується вузлами, які дотримуються механізму підтвердження роботи (Proof of Work, PoW) і покладаються на конкуренцію за обчислювальну потужність. Після того, як вузол, який отримав право бухгалтерського обліку, успішно напише новий блок, він отримає певну кількість токенів біткойн як винагороду, тому цей процес також називають майнінгом.
BTC; блокова структура даних, джерело зображення:
BTC; джерело зображення для бухгалтерського процесу:
BTC; використовує схему реєстру транзакцій, засновану на записах про переказ, лише записує інформацію про переказ у блокчейні та не підтримує баланси на рахунку. Таким чином, щоб запобігти атакам подвійного витрачання, вузол повинен підтримувати набір вихідних даних невитрачених транзакцій (Unspent Transaction Outputs, UTXO) локально, а джерело коштів має бути надано під час перенесення облікового запису, щоб вузол може перевірити легітимність транзакції.
Єдиний рахунок; UTXO; принципова схема, джерело зображення:
BTC; використовує асиметричне шифрування та алгоритми хешування для організації облікових записів, захисту та перевірки транзакцій. Обліковий запис включає закритий та відкритий ключ облікового запису. Закритий ключ облікового запису – це випадково згенерований закритий ключ, а відкритий ключ облікового запису генерується шляхом обробки закритого ключа за допомогою множення еліптичної кривої. Крім того, адреса облікового запису генерується після обробки відкритого ключа за допомогою алгоритму хешування. Після того, як транзакція підписана закритим ключем, вона транслюється на вузли через однорангову мережу. Вузол використовує відповідний відкритий ключ для перевірки транзакції, і після успішної перевірки транзакція упаковується в новий блок.
BTC; підпис і перевірка закритого та відкритого ключів облікового запису, джерело зображення: Накамото, Сатоші. «Біткойн-технічний документ».
Консенсусний механізм BTC: PoW. Кожен вузол створює новий заголовок блоку таким чином, щоб його хеш-значення було менше або дорівнювало заданому цільовому значенню. Вузол, який першим знаходить придатний заголовок блоку, має право на облік для наступного блоку. Регулюючи розмір цільового значення, можна опосередковано регулювати час генерації блоку. Чим більше цільове значення, тим простіше майнінг і тим коротший час генерації блоку; чим менше цільове значення, тим важче майнінг і тим довший час генерації блоку. BTC; очікує, що час блокування кожного блоку буде; 10; хвилин, отже, BTC; кожні; 2016; блоки будуть переналаштовувати цільове значення, тобто регулювати складність видобутку.
Доказ роботи; приклад процесу, джерело зображення:
BTC; поточна ситуація та проблеми, які виникли
BTC; це перша цифрова валютна система, широко визнана світовою спільнотою криптовалют. Починаючи з 2013 року, ринкова вартість BTC становить більше половини загальної ринкової вартості криптовалют протягом року, і він є заслуженим лідером серед криптовалют.
BTC; співвідношення ринкової вартості, джерело:
Довгий час BTC; був затребуваним серед користувачів через його новаторський статус і високий рівень безпеки. Однак із зростанням кількості користувачів криптовалюти BTC; різноманітність активів і різноманітність додатків зростає. У довгостроковій перспективі співвідношення ринкової вартості BTC до загальної ринкової вартості криптовалют повільно знижується. Порівняно з процвітаючою екологією Ethereum, Solana, низькими комісіями та високим TPS (транзакцій за секунду) та іншими публічними мережами з власними перевагами, BTC, здається, не має іншої основної конкурентоспроможності, крім популярності та безпеки, і стикається з такими проблемами:
BTC; комісія, джерело:
Покращено;BTC;опір і;схему рівня 2
Технічні труднощі: Проблеми, з якими стикається BTC; походять від того, що старі технічні рішення не можуть задовольнити поточні потреби. Навіть якщо точне налаштування виконується безпосередньо на "BTC;", проблеми неможливо повністю вирішити, і натомість виникнуть нові проблеми. Якщо "BTC" розширити, і кожен блок збільшити з "1;M" до "100;M", а "TPS" збільшити до "700;", це призведе до нового покоління майже;5;T; великих і малих даних бухгалтерської книги щороку, підвищують поріг для робочих вузлів, впливають на ступінь децентралізації системи та збільшують системний ризик. Навіть без урахування розміру даних книги, відповідно до середньої пропускної здатності Інтернету; 13 Мбіт/с, розмір кожної транзакції в блоці становить; 250 Б; для розрахунку, BTC; TPS; верхня межа становить; 13; Мбіт/с/8 ; Mb /250 B ≈ 6815;, не в змозі конкурувати з публічними мережами, такими як; Polkadot, Solana; які можуть підтримувати десятки тисяч або навіть сотні тисяч; TPS;. Bitcoin Cash (BCH) збільшує розмір блоку;BTC;, що збільшує розмір блоку;BTC;, однак ризик BCH;. У 2019 році для боротьби зі зловмисниками, які скористалися вразливістю коду "BCH", майнінговий пул BCH запустив атаку "51%", щоб змінити дані транзакцій.
Опір спільноти: Між безпекою та масштабованістю, BTC; спільнота надає пріоритет безпеці. BTC; Основні розробники обережні щодо технічних ризиків, тому вони дуже консервативні в пропозиції щодо прямого розширення BTC; Найпростішим розширенням є збільшення BTC розміру кожного блоку. З 2015 року пропозиція збільшити ємність блоків BTC отримала підтримку багатьох користувачів, майнерів і розробників. Збільшуючи ємність блоку, користувачі можуть отримати більш високу швидкість транзакцій, а майнери можуть стягувати більшу комісію за транзакції. Однак деякі розробники на чолі з Володимиром ван дер Лааном, керівником групи розробників BTC, не згодні з таким методом розширення та підтримують такі рішення, як Segregated Witness і Lightning Network. Дебати щодо розширення блоків призвели до розколу спільноти BTC, і, нарешті, після впровадження технології оновлення ізоляції в BTC, деякі люди відхилили це оновлення технології, що призвело до хардфорку BTC у серпні 2017 року. ;BCH. BCH; Після хардфорка верхня межа блоку була збільшена до; 8; M, а потім збільшена до; 32; M, середнє; TPS; близько; 120; Крім того, у 2018 році спільнота BCH знову розкололася через розбіжності в маршруті оновлення технологій і жорстко вийшла з BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Цей форк спричинив різке падіння загальної обчислювальної потужності мережі BCH, і вона не досягла рівня обчислювальної потужності до форку. BSV; ліміт розміру блоку збільшено до; 4; G, але відсутність майнерів і користувачів набагато менше, ніж; BTC; безпека.
BTC; історія розгалуження, джерело зображення:
BCH; історія сумарної обчислювальної потужності всієї мережі, джерело зображення:
Схема рівня;2: Насправді безпосереднє модифікування; BTC; має високу складність і опір спільноти, а більш прийнятна спільнотою схема базується на; BTC; створення нового рівня, який є сумісним і не впливає ; BTC; У той же час вищевказані проблеми вирішуються. BTC; має надзвичайно високий рівень безпеки, використовуючи; BTC; як основний рівень, покладаючись на; BTC; блокування даних і використання; BTC; програма сценарію, розробники можуть створювати сумісні; BTC; Велика кількість транзакцій виконується за межами "BTC" , і лише дані про кінцевий стан записуються в "BTC". Цей тип схеми називається "BTC Layer 2".
BTC; Мета та історія розвитку другого шару
BTC Layer;2 відноситься до технології розширення другого рівня біткойна (BTC). Ця технологія спрямована на збільшення швидкості транзакцій біткойна, зниження комісії за обробку, підвищення масштабованості та вирішення низки проблем, з якими стикається "BTC".
Layer;2; цілі розвитку:
**Покращення швидкості транзакцій:**Layer;2;Спробуйте покращити швидкість транзакцій Bitcoin, оптимізувавши метод обробки транзакцій, пакетно обробляючи транзакції в ланцюжку та використовуючи новітні технології для синхронізації та перевірки кожної транзакції в ланцюжку, щоб що розширює застосування та просування біткоіни в глобальному масштабі.
**Зменшення транзакційних витрат: **Layer;2;Завдяки пакетній обробці транзакцій у ланцюжку;BTC; лише кінцевий стан після завершення транзакції записується в;BTC;, проміжні транзакції та стани в кінцевому стані та Тоді в ланцюжку немає синхронізації "BTC", що зменшує комісію за транзакцію та зменшує навантаження на базовий блокчейн біткойнів.
**Підвищення масштабованості: **Layer;2; Запровадження технології має на меті полегшити проблему масштабованості основного блокчейну біткойна, зробивши його більш здатним справлятися з майбутнім зростанням обсягу транзакцій.
В останні роки Layer;2; є однією з найважливіших інвестиційних тем у «крипто» індустрії, але в більшості сценаріїв це стосується конкретно плану розширення «Layer;2» Ethereum, однак план розширення BTC; Раніше З моменту появи пропозиції щодо розширення Ethereum навіть Ethereum було створено, оскільки пропозицію щодо вдосконалення;Віталік Бутерін;до;BTC;було відхилено.
У 2012 році вперше була запропонована концепція Pegged Sidechains, похідна від Two-way Peg, яка дозволяє плавно передавати активи між двома ланцюгами. Ця пропозиція заклала основу для пізнішої технології сайдчейн.
У 2014 році була створена компанія Blockstream, яка почала досліджувати та розробляти технологію сайдчейн для покращення масштабованості біткойна.
У 2015 році була опублікована біла книга Lightning Network, авторами якої були Тадж Драйя та Джозеф Пун. Lightning Network — це рішення, яке відокремлює невеликі транзакції від основного ланцюга.Створюючи двосторонній платіжний канал, немає необхідності записувати проміжні транзакції на блокчейні, потрібно лише фіксувати кінцевий стан на «BTC».
Оскільки дизайн «BTC» відносно простий і не має гнучкої масштабованості, ранню схему «BTC Layer; 2» важко вбудувати в біткойн, тому вона не викликала великих наслідків.
До «2017 року» було оновлено та активовано SegWit (Segregated Witness), що вирішило проблему пластичності транзакцій у блокчейні Bitcoin та забезпечило можливість розвитку технології Layer;2.
З 2018 року розробники поступово почали розгортати вузли Lightning Network і отримали певних користувачів і підтримку. Відповідно до статистики веб-сайту bitcoinvisuals; станом на; 2023; рік; 6; місяць; 4; день кількість вузлів мережі Lightning перевищила; 1; Ємність перевищує; 5000; біткойни, а вартість перевищує; 1; мільйон США доларів.
Нещодавно поява стандарту токенів BRC-20 ще більше збагатила пов’язану з ним екологію біткойнів і водночас дозволила «BTC Layer; 2;» привернути увагу громадськості. Існує чимало проектів, що створюють "BTC Layer;2", найвідомішим з яких є Lightning Network.
Мережа Lightning
Мережа Lightning Network була вперше запропонована в 2015 році Джозефом Пуном і Тадеусом Драйя в їх білій книзі. Lightning Network використовує технологію каналу мікроплатежів, щоб розміщувати велику кількість транзакцій за межами блокчейну біткойнів і розміщувати ключові ланки в ланцюжку лише для підтвердження. Процес транзакції виглядає наступним чином: користувач, якому потрібно торгувати, відкриває кімнату для офлайн-транзакцій.При вході в кімнату користувач закладає валюту, щоб отримати рахунок, і використовує нову купюру для розподілу заставленої валюти обох сторін. транзакція завершена, коли кімната вийшла, транзакція розрахована Остання валюта погашення купюри.
Технічне представлення мережі Lightning
Для того, щоб побудувати безпечний і надійний канал мікроплатежів, Lightning Network приймає відновлюваний контракт терміну погашення (RSMC) і контракт блокування часу (хешований контракт Timelock, HTLC) як ключові технології.
RSMC; забезпечує функції застави та розрахунків, тобто пул гаманця з кількома підписами. Обидві сторони транзакції попередньо вносять частину коштів у пул фондів. У початковому випадку план розподілу обох сторін рівний до попередньо збереженої суми. Кожного разу, коли відбувається транзакція, необхідно спільно підтвердити результати розподілу коштів, згенеровані після транзакції, і одночасно підписати, щоб анулювати стару версію плану розподілу. Коли будь-якій стороні потрібно зняти готівку, вона може записати результат транзакції, підписаний обома сторонами, у мережу блокчейн для підтвердження. З цього процесу ми бачимо, що транзакція "BTC" потрібна лише під час зняття готівки. Сторона, яка першою ініціює виведення, на 1000 блоків пізніше іншої сторони, і інша сторона може спростувати протягом цього часового вікна.
Процес транзакції Lightning Network, джерело зображення:
HTLC; встановлює торговельний канал для обох сторін, аналогічний торговій кімнаті, встановлює термін дії та автоматично розраховується після закінчення терміну дії. У той же час «HTLC» також узгоджує правила міжканальних транзакцій для полегшення маршрутизації транзакцій: у Lightning Network встановлення каналів транзакцій потребує витрат, і між будь-якими двома користувачами може не бути існуючих каналів транзакцій. , можна використовувати транзакції з іншими людьми. Канали виступають посередниками для транзакцій.
Платіжні канали та маршрутизація Lightning Network, джерело зображення:
Однак рання мережа Lightning Network мала такі проблеми:
Насправді ранні версії Lightning Network вимагали від користувачів запускати гаманці з повним вузлом або використовувати гаманці з повним опікою через вищезгадані проблеми. Повновузлові гаманці вимагають від користувачів вручну керувати тимчасовими приватними ключами та статусом каналу, і досвід транзакцій не є добрим. А повністю керовані гаманці, такі як Chivo, що використовується в Сальвадорі, мають низький поріг використання, і зберігач автоматично замінює операції користувача, але зберігач контролює закритий ключ облікового запису користувача, і безпека викликає занепокоєння. Завдяки безперервному розвитку мережі Lightning розробниками вищевказані проблеми поступово вирішуються, і була розроблена мережа Lightning Network з більш повними функціями та допоміжними можливостями, такими як; OmniBOLT; і «OBAndroid» Lightning Network Wallet, розроблений його команда.
OmniBOLT Omni; означає повний і все, і; BOTL є абревіатурою від Basis of Lightning Technology. OmniBOLT; на основі; BTC; і; Omni Layer, пропонує повний набір протоколу Lightning Network, розширюючи платіжні функції Lightning Network; BTC; він також може випускати та торгувати диверсифікованими активами на основі; Omni Layer; і підтримує автоматизацію Ринок механізм створення (AMM: автоматичні маркет-мейкери) дозволяє користувачам використовувати пул коштів платіжного каналу як ліквідність у Lightning Network для створення та використання децентралізованих бірж. OmniBOTL; має грандіозне бачення, але наразі ця технологія є складною, включає кілька протоколів і систем, можуть існувати ризики вразливості, і для тестування її безпеки потрібно більше часу.
OmniBOLT; архітектура протоколу, джерело зображення:
OBAndroid — це повнофункціональний повновузловий мобільний гаманець Lightning Network. У цьому гаманці, хоча користувач має контроль над приватним ключем, він може автоматично відстежувати транзакції, швидко синхронізувати дані повного вузла та підтримувати статус хмари та локального резервного каналу. Крім того, OBAndroid; також підтримує; Omnilayer; активи через; OmniBOTL; для транзакцій. OBAndroid; робить досвід торгівлі в Lightning Network прийнятним для користувачів і знижує поріг для використання Lightning Network.
OBAndroid; гаманець з повним вузлом, джерело зображення:
Інше; Рівень 2 BTC; Предмети
Крім Lightning Network, є інші проекти BTC Layer 2, що знаходяться в розробці:
Syscoin створено командою SYSLab; BTC; вихідний код для розробки, спрямований на використання переваг безпеки «BTC»; сумісності з екосистемою Ethereum. Наразі команда SYSLab запустила NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), віртуальну машину, створену з використанням безпеки PoW "BTC; та сумісну зі смарт-контрактами Ethereum". Крім того, команда SYSLab; також планує запустити такі проекти, як; ZK; і; Optimistic; Rollup, Proof of Data on the chain; Validium; та інші проекти. Syscoin; інформації про проект небагато, і технічно важко оцінити його переваги та недоліки, але його бібліотека вихідного коду часто оновлюється та все ще стабільно розвивається.
Syscoin; дорожня карта, джерело:
RGB (Really Good for Bitcoin) — це;BTC;система розумних контрактів, інтегрована з Lightning Network, запропонована;Джакомо Зукко; і;Пітер Тодд;у;2016;. RGB; кредитне плече; BTC; для підтримки стійкості до цензури та боротьби з атаками подвійних витрат. У;RGB;, усі транзакції токенів і робота з перевірки розміщуються поза мережею, і лише сторона, яка отримує платіж, повинна виконати перевірку клієнта. Клієнт перевіряє джерело коштів платника в "BTC", і після підтвердження того, що це дійсна транзакція, безпосередньо змінює "UTXO" обох сторін без запису даних транзакції в блокчейн, який має функцію захисту конфіденційності. . Крім того, клієнт може безпосередньо ввести функцію смарт-контракту для визначення правил транзакції, і оскільки глобальний консенсус стану не потрібен, дані смарт-контракту не потрібно завантажувати в ланцюжок, а функція конфіденційності також може бути гарантована. RGB; Спільнота розробила віртуальну машину смарт-контракту Turing; AluVM (алгоритмічний логічний блок VM), який має дуже хорошу масштабованість, безпеку та захист конфіденційності.
Порівняння транзакцій на RGB; і транзакцій на; BTC;, джерело:
AluVM; порівняння з іншими режимами програмування, джерело:
BTC Layer;2;Підсумок і прогноз
Незважаючи на те, що біткойн є найдавнішою, найбезпечнішою, найвідомішою та найдорожчою мережею блокчейнів, її екологічний розвиток продовжує поглиблюватися. Наприклад, пропускна здатність каналу найбільшої мережі другого рівня, Lightning Network, продовжує зростати, оновлення Taproot покращує ефективність і конфіденційність біткойнів, а протокол Taro представляє платежі в стейблкойнах і мережевих нативів. Мережа Lightning; NFT. Проте, порівняно з кількістю біткойнів у ланцюжку Ethereum, пропускна здатність мережі Lightning Network у біткойнах є відносно низькою, а завдяки повній синхронізації даних вузла та управлінню станом каналу поріг використання мережі Lightning є високим, і користувач масштаб не такий хороший, як у Ethereum, але цей статус-кво може вказувати на величезний потенціал зростання.З подальшим розвитком екології, пов’язаної з Lightning Network, аналогічно; OmniBOLT; покращена версія протоколу Lightning Network і нижчий поріг використання; OBAndroid; постійний гаманець Розробка, щоб Lightning Network нарешті мала надійний захист. Сексуальність, масштабованість і простота використання, прийняті користувачами, можуть підняти ринкову вартість "BTC" на вищий рівень.
У той же час нам також потрібно звернути увагу на розвиток інших проектів «Layer 2», таких як схема «RGB» із природним захистом конфіденційності та «Syscoin», сумісний з екологією Ethereum. Ці проекти не такі відомі, як Lightning Network, але вони також можуть вирішити проблеми, з якими стикається «BTC», і мають переваги, з якими інші рішення не можуть зрівнятися. Однак, порівняно з проектами розширення другого рівня Ethereum, ці проекти недостатньо відомі, вони отримали менше інвестицій, і вони не отримують підтримки основної команди розробників «BTC», як Lightning Network. "BTC", швидше за все, буде пізніше, ніж розширення Ethereum, як-от схема "Rollup" для "Syscoin". З точки зору екології «Рівня 2», здається, що екологія Ethereum має кращий позитивний цикл і більше прихильна для інвесторів.
У майбутньому ми можемо спостерігати прискорене розширення екосистеми Bitcoin. Оскільки інфраструктура Lightning Network вдосконалюється та привертає все більше уваги, проекти, засновані на Lightning Network, схожі; OmniBOLT і RGB можуть отримати від цього вигоду, отримавши кращу основу для розвитку, більше користувачів і ще більше інвестицій. А «Syscoin», сумісні з Ethereum, такі як проекти «BTC Layer 2», також отримають вигоду від швидкого розвитку екології другого рівня Ethereum і прискорять просування його дорожньої карти. Крім того, дискусія щодо схеми розширення «BTC» не припиняється: Джон Лайт; запропонований у «2022» на основі біткойна; zk-зведення; дворівнева мережа може надати біткойну більше функцій, вищу масштабованість і кращу конфіденційність, а зберігаючи свою децентралізовану природу; компанію очолює колишній Twitter; генеральний директор Джек Дорсі; екосистема біткойн відкриє новий напрямок за межами оплати, DeFi, NFT; та інших сфер, щоб охопити більше користувачів.
[;1;] Накамото, Сатоші. «Офіційний документ щодо біткойнів». URL: . org/bitcoin. pdf-(: 17.07.2019) (;2008).
[;2;] Пун, Джозеф і Тадей Дрія. «Мережа біткойн Lightning: масштабовані миттєві платежі поза мережею». (;2016).
[;3;] «Клієнтські архітектури мережі Lightning». URL:;
[;4;] Lin, Jian-Hong та ін. «Мережа Lightning: другий шлях до централізації біткойн-економіки». Новий журнал фізики 22.8 (;2020): 083022.
[;5;] Збільшення ;BTC; обговорення розміру блоку: