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什么是比特幣Layer2網絡？比特幣Layer2網絡如何運作？

2024-04-11 15:51:59 | 來源： | 作者：佚名

比特幣Layer2網絡是一個覆蓋在主鏈之上的網絡，可以處理一批交易，將主鏈的最重要的任務移出，從而提高整體吞吐量,那么，究竟什么是比特幣Layer2網絡？比特幣Layer2網絡如何運作？比特幣Layer 2解決方案有哪些？下面讓我們來一探究竟

要點

比特幣Layer 2網絡可解決可擴展性挑戰(zhàn)、提高交易速度并降低手續(xù)費。比特幣Layer 2協(xié)議的示例包括閃電網絡、Rootstock、Stacks和Liquid Network。
Layer 2網絡通常采用狀態(tài)通道、側鏈和區(qū)塊鏈匯總等擴容機制。
除了解決可擴展性問題外，Layer 2解決方案還實現(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和其他Web3服務。

簡介

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

什么是比特幣Layer2網絡？

比特幣Layer 2網絡是建立在比特幣區(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，提供更高的可擴展性和可編程性及支持各種DApp的擴展功能等優(yōu)勢。

為什么要推出比特幣Layer2網絡？

比特幣的設計初衷是成為一個去中心化的安全支付系統(tǒng)，但其在可擴展性方面卻面臨限制。事實證明，在成交量較高的時期，平均10分鐘的出塊時間和每秒7筆交易(TPS)的吞吐量無法滿足用戶的交易需求，從而會導致手續(xù)費增加并出現(xiàn)延遲。

比特幣區(qū)塊鏈有限的腳本語言也限制了其支持復雜智能合約和去中心化應用程序(DApp)的能力。為應對這些挑戰(zhàn)，比特幣Layer 2網絡的概念應運而生。

比特幣Layer2網絡如何運作

Layer 2解決方案基于鏈下處理原則運作，即在主鏈之外處理交易，從而減輕了Layer 1網絡的負擔。通過創(chuàng)建鏈下通道，用戶可以進行多筆交易，而無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，讓微交易和銷售點交易變得更加切實可行。

支撐比特幣Layer 2網絡功能的機制包括狀態(tài)通道、匯總鏈和側鏈。

1.狀態(tài)通道

依托狀態(tài)通道，閃電網絡等Layer 2解決方案可賦能用戶創(chuàng)建用于收發(fā)款項的端到端加密通道。這些通道內的交易在鏈下進行，只需向主網報告期初和期末余額，從而減少網絡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展性，還可以顯著提高交易吞吐量。

3.側鏈

側鏈是擁有自己的共識機制的獨立區(qū)塊鏈，通過雙向跨鏈橋連接至Layer 1區(qū)塊鏈。這種連接不僅可以實現(xiàn)區(qū)塊鏈之間的資產劃轉、支持更多Layer 2解決方案，還可以拓展比特幣網絡的功能。

比特幣Layer 2解決方案示例

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

1.閃電網絡

閃電網絡于2018年推出，它采用狀態(tài)通道，在比特幣Layer 1網絡之上實現(xiàn)了微交易。閃電網絡在鏈下處理多筆交易，并在主鏈上結算期初和期末余額，以此來提高交易速度并降低交易成本。

2.Rootstock (RSK)

Rootstock是一條側鏈，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網絡，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)塊來提高交易速度，并采用傳輸證明(PoX)機制，將交易與比特幣區(qū)塊鏈聯(lián)系起來。

4.Liquid Network

Liquid Network是一條比特幣Layer 2側鏈，它采用雙向錨定機制，支持用戶來回劃轉比特幣。當BTC被劃轉至Liquid Network時，將以1:1的比例兌換為Liquid BTC (L-BTC)。該鏈還支持代幣和其他數(shù)字資產的發(fā)行。

比特幣Layer 2網絡除可擴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展性問題，還為比特幣生態(tài)系統(tǒng)帶來了諸多新用例和新功能。

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

2.比特幣DeFi：閃電網絡和Stacks等Layer 2解決方案促進了比特幣區(qū)塊鏈上去中心化金融的發(fā)展，支持用戶進行資產管理、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網絡有助于克服區(qū)塊鏈三元悖論，即平衡去中心化、安全性和可擴展性。比特幣網絡優(yōu)先考慮去中心化和安全性，而Layer 2解決方案則負責解決可擴展性問題。

比特幣Layer2網絡的崛起

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

展望未來，隨著該領域的不斷發(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)前所未有的增長和創(chuàng)新在加密貨幣社區(qū)內有目共睹，而Layer 2網絡在推動這一進步方面發(fā)揮了關鍵作用。

為什么比特幣需要Layer2網絡

根據(jù)可擴展性三難問題，沒有網絡可以同時安全、去中心化和快速。能源密集型的 PoW 比特幣無疑是所有區(qū)塊鏈中最安全的。超過 75000 個核心節(jié)點使其極度去中心化。這是一種權衡嗎？它無法處理超過 3-4 筆交易每秒。

比特幣是按照這種方式設計的，在 15 年前創(chuàng)建時，這些數(shù)字似乎足夠了。中本聰建議每 10 分鐘產生一個區(qū)塊，作為一個例子，平衡網絡延遲、傳播時間和計算效率。雖然隔離見證（SegWit）升級確實擴大了區(qū)塊大小，但仍然不夠。舉例來說，以太坊的區(qū)塊創(chuàng)建時間約為 20 秒。

盡管比特幣處于領先地位，但實際上人們并沒有像以太坊或 Uniswap 那樣頻繁地使用比特幣進行日常轉賬，即使比特幣網絡上的平均交易費用為 4.96 美元，現(xiàn)在比以太坊的 10.51 美元低兩倍。結果，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絡的壓力，導致更多擁堵和費用增加。

盡管比特幣目前的市場份額約為 50％，但這一數(shù)字在長期內穩(wěn)步下降。而且這個差距可能會變得更大。以太坊正在快速向著全數(shù)據(jù)分片邁進（正如我們在這篇文章中所解釋的，這可能真正改變游戲規(guī)則），而比特幣不能落后。外部競爭正加大力度，要求提供更好的可擴展性解決方案。

理解 L2 解決方案

L2 解決方案是建立在底層網絡之上或旁邊的技術，可以促進主鏈之外的交易。實施 L2 的兩種最流行方法是狀態(tài)通道和側鏈；其他方法包括合并挖礦鏈和權益證明鏈。

狀態(tài)通道

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

側鏈

側鏈是替代區(qū)塊鏈，在其中用戶通常會發(fā)送預先存在的比特幣（作為封裝幣）來參與。在側鏈中，用戶可以按照自己的意愿進行交易。從側鏈返回主鏈的轉賬通過「猜測與反駁」（即隨著時間推移斷言并逐漸確認交易）進行，確保側鏈與比特幣市場價格之間的 1:1 比率。

結語

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

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