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什么是比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)?比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)作?

2024-04-11 15:51:59 | 來(lái)源: | 作者:佚名
比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)覆蓋在主鏈之上的網(wǎng)絡(luò),可以處理一批交易,將主鏈的最重要的任務(wù)移出,從而提高整體吞吐量,那么,究竟什么是比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)?比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)作?比特幣Layer 2解決方案有哪些?下面讓我們來(lái)一探究竟

要點(diǎn)

  • 比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)可解決可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)、提高交易速度并降低手續(xù)費(fèi)。比特幣Layer 2協(xié)議的示例包括閃電網(wǎng)絡(luò)、Rootstock、Stacks和Liquid Network。

  • Layer 2網(wǎng)絡(luò)通常采用狀態(tài)通道、側(cè)鏈和區(qū)塊鏈匯總等擴(kuò)容機(jī)制。

  • 除了解決可擴(kuò)展性問題外,Layer 2解決方案還實(shí)現(xiàn)了更高的可編程性,可供開發(fā)人員在比特幣區(qū)塊鏈上開發(fā)更多的去中心化金融服務(wù)和其他Web3服務(wù)。

簡(jiǎn)介

作為加密貨幣領(lǐng)域的先驅(qū),比特幣已成為市值最大、最熱門的加密貨幣。不過(guò),盡管擁有這一領(lǐng)先地位,比特幣熱度的日益增長(zhǎng)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn),其中最突出的即為可擴(kuò)展性問題。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),比特幣加密貨幣社區(qū)推出了比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò),此類協(xié)議旨在提高可擴(kuò)展性、降低交易成本并為比特幣生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)新的可能性。

什么是比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)?

比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)是建立在比特幣區(qū)塊鏈之上的協(xié)議。它們通常旨在解決主鏈所面臨的性能問題或其他限制。Layer 2協(xié)議在主鏈之外處理交易,提供更高的可擴(kuò)展性和可編程性及支持各種DApp的擴(kuò)展功能等優(yōu)勢(shì)。

為什么要推出比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)?

比特幣的設(shè)計(jì)初衷是成為一個(gè)去中心化的安全支付系統(tǒng),但其在可擴(kuò)展性方面卻面臨限制。事實(shí)證明,在成交量較高的時(shí)期,平均10分鐘的出塊時(shí)間和每秒7筆交易(TPS)的吞吐量無(wú)法滿足用戶的交易需求,從而會(huì)導(dǎo)致手續(xù)費(fèi)增加并出現(xiàn)延遲。

比特幣區(qū)塊鏈有限的腳本語(yǔ)言也限制了其支持復(fù)雜智能合約和去中心化應(yīng)用程序(DApp)的能力。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的概念應(yīng)運(yùn)而生。

比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)作

Layer 2解決方案基于鏈下處理原則運(yùn)作,即在主鏈之外處理交易,從而減輕了Layer 1網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。通過(guò)創(chuàng)建鏈下通道,用戶可以進(jìn)行多筆交易,而無(wú)需將每筆交易直接添加至區(qū)塊鏈中。這種鏈下處理方法不僅提高了交易吞吐量,還最大限度地降低了手續(xù)費(fèi),讓微交易和銷售點(diǎn)交易變得更加切實(shí)可行。

支撐比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)功能的機(jī)制包括狀態(tài)通道、匯總鏈和側(cè)鏈。

1.狀態(tài)通道

依托狀態(tài)通道,閃電網(wǎng)絡(luò)等Layer 2解決方案可賦能用戶創(chuàng)建用于收發(fā)款項(xiàng)的端到端加密通道。這些通道內(nèi)的交易在鏈下進(jìn)行,只需向主網(wǎng)報(bào)告期初和期末余額,從而減少網(wǎng)絡(luò)擁堵并提高交易效率。

2.區(qū)塊鏈匯總

區(qū)塊鏈匯總(包括樂觀匯總和零知識(shí)匯總)可將多筆交易在鏈下合并為一條數(shù)據(jù),然后再將其添加至主鏈中。這種方法不僅提高了可擴(kuò)展性,還可以顯著提高交易吞吐量。

3.側(cè)鏈

側(cè)鏈?zhǔn)菗碛凶约旱墓沧R(shí)機(jī)制的獨(dú)立區(qū)塊鏈,通過(guò)雙向跨鏈橋連接至Layer 1區(qū)塊鏈。這種連接不僅可以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈之間的資產(chǎn)劃轉(zhuǎn)、支持更多Layer 2解決方案,還可以拓展比特幣網(wǎng)絡(luò)的功能。

比特幣Layer 2解決方案示例

比特幣生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)推出了多個(gè)Layer 2解決方案,各方案均有助于提高可擴(kuò)展性及引入新的功能。

1.閃電網(wǎng)絡(luò)

閃電網(wǎng)絡(luò)于2018年推出,它采用狀態(tài)通道,在比特幣Layer 1網(wǎng)絡(luò)之上實(shí)現(xiàn)了微交易。閃電網(wǎng)絡(luò)在鏈下處理多筆交易,并在主鏈上結(jié)算期初和期末余額,以此來(lái)提高交易速度并降低交易成本。

2.Rootstock (RSK)

Rootstock是一條側(cè)鏈,開創(chuàng)了比特幣區(qū)塊鏈上智能合約的先河。它支持用戶將比特幣發(fā)送至Rootstock網(wǎng)絡(luò),隨后,這部分比特幣將成為用戶RSK錢包中鎖定的Smart Bitcoin (RBTC),從而提高交易速度并降低交易成本。

3.Stacks Protocol

Layer 2區(qū)塊鏈Stacks Protocol(原名為Blockstack)可為比特幣區(qū)塊鏈上的智能合約和DApp提供支持。Stacks利用微區(qū)塊來(lái)提高交易速度,并采用傳輸證明(PoX)機(jī)制,將交易與比特幣區(qū)塊鏈聯(lián)系起來(lái)。

4.Liquid Network

Liquid Network是一條比特幣Layer 2側(cè)鏈,它采用雙向錨定機(jī)制,支持用戶來(lái)回劃轉(zhuǎn)比特幣。當(dāng)BTC被劃轉(zhuǎn)至Liquid Network時(shí),將以1:1的比例兌換為L(zhǎng)iquid BTC (L-BTC)。該鏈還支持代幣和其他數(shù)字資產(chǎn)的發(fā)行。

比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)除可擴(kuò)展性以外的其他用例

比特幣Layer 2解決方案不僅解決了可擴(kuò)展性問題,還為比特幣生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)了諸多新用例和新功能。

1.提高可編程性:Layer 2解決方案將復(fù)雜的智能合約功能引入比特幣網(wǎng)絡(luò),從而為去中心化金融(DeFi)服務(wù)、非同質(zhì)化代幣(NFT)和其他Web3應(yīng)用程序的開發(fā)提供支持。

2.比特幣DeFi:閃電網(wǎng)絡(luò)和Stacks等Layer 2解決方案促進(jìn)了比特幣區(qū)塊鏈上去中心化金融的發(fā)展,支持用戶進(jìn)行資產(chǎn)管理、原子交換、借貸和交易。

3.解決區(qū)塊鏈三元悖論:比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)有助于克服區(qū)塊鏈三元悖論,即平衡去中心化、安全性和可擴(kuò)展性。比特幣網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先考慮去中心化和安全性,而Layer 2解決方案則負(fù)責(zé)解決可擴(kuò)展性問題。

比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)的崛起

近來(lái),比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的重要性日益凸顯,多項(xiàng)重大進(jìn)展表明,此類網(wǎng)絡(luò)已被廣泛采用和整合。例如,幣安宣布于2023年完成與閃電網(wǎng)絡(luò)的整合,讓用戶能夠利用Layer 2擴(kuò)容解決方案進(jìn)行比特幣提現(xiàn)和充值。此舉表明,Layer 2解決方案在整個(gè)加密貨幣生態(tài)系統(tǒng)中的重要性日益凸顯。

展望未來(lái),隨著該領(lǐng)域的不斷發(fā)展,比特幣Layer 2解決方案有望爆發(fā)出巨大潛能。比特幣生態(tài)系統(tǒng)前所未有的增長(zhǎng)和創(chuàng)新在加密貨幣社區(qū)內(nèi)有目共睹,而Layer 2網(wǎng)絡(luò)在推動(dòng)這一進(jìn)步方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

為什么比特幣需要Layer2網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)可擴(kuò)展性三難問題,沒有網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)安全、去中心化和快速。能源密集型的 PoW 比特幣無(wú)疑是所有區(qū)塊鏈中最安全的。超過(guò) 75000 個(gè)核心節(jié)點(diǎn)使其極度去中心化。這是一種權(quán)衡嗎?它無(wú)法處理超過(guò) 3-4 筆交易每秒。

比特幣是按照這種方式設(shè)計(jì)的,在 15 年前創(chuàng)建時(shí),這些數(shù)字似乎足夠了。中本聰建議每 10 分鐘產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊,作為一個(gè)例子,平衡網(wǎng)絡(luò)延遲、傳播時(shí)間和計(jì)算效率。雖然隔離見證(SegWit)升級(jí)確實(shí)擴(kuò)大了區(qū)塊大小,但仍然不夠。舉例來(lái)說(shuō),以太坊的區(qū)塊創(chuàng)建時(shí)間約為 20 秒。

盡管比特幣處于領(lǐng)先地位,但實(shí)際上人們并沒有像以太坊或 Uniswap 那樣頻繁地使用比特幣進(jìn)行日常轉(zhuǎn)賬,即使比特幣網(wǎng)絡(luò)上的平均交易費(fèi)用為 4.96 美元,現(xiàn)在比以太坊的 10.51 美元低兩倍。結(jié)果,比特幣中的大部分巨額資金仍然處于未被利用和休眠狀態(tài)。此外,隨著 Ordinals 和 BRC-20 等 NFT 在比特幣上的興起,僅僅加劇了第一層網(wǎng)絡(luò)的壓力,導(dǎo)致更多擁堵和費(fèi)用增加。

盡管比特幣目前的市場(chǎng)份額約為 50%,但這一數(shù)字在長(zhǎng)期內(nèi)穩(wěn)步下降。而且這個(gè)差距可能會(huì)變得更大。以太坊正在快速向著全數(shù)據(jù)分片邁進(jìn)(正如我們?cè)谶@篇文章中所解釋的,這可能真正改變游戲規(guī)則),而比特幣不能落后。外部競(jìng)爭(zhēng)正加大力度,要求提供更好的可擴(kuò)展性解決方案。

理解 L2 解決方案

L2 解決方案是建立在底層網(wǎng)絡(luò)之上或旁邊的技術(shù),可以促進(jìn)主鏈之外的交易。實(shí)施 L2 的兩種最流行方法是狀態(tài)通道和側(cè)鏈;其他方法包括合并挖礦鏈和權(quán)益證明鏈。

狀態(tài)通道

狀態(tài)通道是由智能合約管理的協(xié)議,創(chuàng)建了結(jié)合了鏈上結(jié)算和鏈下流程的支付通道。

側(cè)鏈

側(cè)鏈?zhǔn)翘娲鷧^(qū)塊鏈,在其中用戶通常會(huì)發(fā)送預(yù)先存在的比特幣(作為封裝幣)來(lái)參與。在側(cè)鏈中,用戶可以按照自己的意愿進(jìn)行交易。從側(cè)鏈返回主鏈的轉(zhuǎn)賬通過(guò)「猜測(cè)與反駁」(即隨著時(shí)間推移斷言并逐漸確認(rèn)交易)進(jìn)行,確保側(cè)鏈與比特幣市場(chǎng)價(jià)格之間的 1:1 比率。

結(jié)語(yǔ)

比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)有效解決了比特幣面臨的可擴(kuò)展性挑戰(zhàn),此類解決方案有助于提高交易速度、降低手續(xù)費(fèi)并解鎖新功能。除了可擴(kuò)展性方面的改進(jìn)以外,比特幣Layer 2解決方案還實(shí)現(xiàn)了更高的可編程性,為比特幣區(qū)塊鏈上的DeFi服務(wù)和資產(chǎn)管理等鋪平了道路。

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