Analyse complète du réseau de deuxième couche Bitcoin : itinéraires techniques, avantages et inconvénients, et perspectives d'application

Système de connaissances de base sur le réseau de deuxième couche de Bitcoin

L'émergence des inscriptions Bitcoin a apporté une nouvelle vitalité à l'écosystème Bitcoin, attirant à nouveau l'attention de nombreux individus sur Bitcoin. Certains estiment que cela a ouvert la boîte de Pandore de l'écosystème Bitcoin. Parmi les nombreux développements technologiques de l'écosystème Bitcoin, la construction de la couche deux est primordiale. Cet article résume les connaissances de base sur la couche deux de Bitcoin, dans l'espoir de susciter des discussions et de promouvoir le développement de ce domaine.

Le monde de la blockchain a commencé avec Bitcoin et se terminera par l'écosystème Bitcoin. Ethereum peut également être considéré comme une exploration de la technologie des chaînes latérales de Bitcoin.

Dans cet article, les concepts de "construction de deuxième couche" et de "construction de réseau de deuxième couche" sont fondamentalement similaires. La portée de la construction de deuxième couche est plus large, mais pour s'adapter aux habitudes de l'industrie, on utilisera également "construction de réseau de deuxième couche".

1. La mission de Layer2

Pour comprendre les problèmes fondamentaux que doit résoudre la construction de la deuxième couche de Bitcoin, commençons par les caractéristiques de base du système blockchain.

1.1 Les caractéristiques fondamentales et les besoins de la blockchain

Nous comprenons les diverses caractéristiques de la blockchain à travers le concept de "la blockchain est un ordinateur mondial" proposé par Vitalik.

Les caractéristiques fondamentales de la blockchain incluent :

Ouvert et transparent: C'est la caractéristique de stockage de données et d'exécution des instructions de la "machine mondiale" qu'est la blockchain, ainsi que le besoin interne de participation au calcul par des nœuds distribués à l'échelle mondiale. Cela satisfait le droit à l'information des utilisateurs concernant les données, résultant d'une exigence de collaboration interne et d'une demande externe.

Décentralisation : C'est une caractéristique architecturale de l'"ordinateur mondial", dont le degré de décentralisation et la tolérance aux pannes sont théoriquement soutenus par le théorème des généraux byzantins. Le degré de décentralisation est un indicateur important de la sécurité de la blockchain.

Sécurité : Elle est composée de la demande interne générée par les caractéristiques architecturales de la "machine mondiale" et de la demande externe des utilisateurs. Au niveau microscopique, elle est garantie par des technologies cryptographiques, et au niveau macroscopique, elle est garantie par une architecture décentralisée.

Puissance de calcul : L'une des principales fonctionnalités de la blockchain, généralement mesurée par la complétude de Turing. Certaines chaînes sont intentionnellement conçues comme non complètes de Turing pour maintenir leurs caractéristiques principales.

Performance : Dans des conditions de capacité de calcul identiques, le nombre de transactions traitées par seconde avec TPS( est utilisé pour mesurer.

Stockage : La blockchain, en tant que "ordinateur mondial", doit forcément avoir une fonction de stockage. Actuellement, le stockage se fait principalement dans les blocs, tandis que le stockage en dehors des chaînes de blocs plus spécialisé est encore en cours de développement.

Confidentialité : Les besoins spécifiques dans l'"ordinateur mondial" exigent de maintenir le champ de compétence des producteurs et des utilisateurs de données pendant les processus de calcul et de stockage.

Il existe également des indicateurs globaux d'évolutivité, qui influent sur la plupart des caractéristiques fondamentales, et qui sont des indicateurs très importants au niveau de l'architecture.

Ces caractéristiques sont principalement limitées par les relations de développement mutuel de "triangle impossible". Par exemple, la conjecture DSS : la décentralisation )Decentralization(, la sécurité )Security( et l'évolutivité )Scalability(.

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) 1.2 Le rôle de la construction de la couche deux

La construction de la couche 2 doit étendre ces capacités fondamentales : transparence, décentralisation, sécurité, capacité de calcul, performance ###, débit (, stockage, confidentialité, etc. En outre, il est également nécessaire de résoudre un problème économique important : réduire les coûts.

En résumé, la construction de la couche deux est une solution qui vise à augmenter la capacité, réduire les coûts et personnaliser les caractéristiques.

Dans la construction de la couche 2, les capacités fondamentales de la blockchain seront compromises, certaines caractéristiques seront réduites voire abandonnées, en échange d'une amélioration significative de certaines autres caractéristiques.

) 1.3 Pourquoi faire une conception en couches?

La conception en couches est un moyen et une méthodologie pour traiter des systèmes complexes, en divisant le système en une structure à plusieurs couches et en définissant les relations et les fonctions de chaque couche, afin de réaliser la modularité, la maintenabilité et l'évolutivité du système.

Avantages de la conception en couches :

  1. Chaque niveau est indépendant, le travail du niveau supérieur n'affecte pas le niveau inférieur, tant que l'interface reste inchangée, il est possible d'ajuster librement les modes de travail au sein du niveau.

  2. Bonne flexibilité, lorsqu'un certain niveau change, tant que les relations des interfaces entre les niveaux restent inchangées, les autres niveaux ne sont pas affectés.

  3. La structure est divisible et chaque couche peut adopter la technologie la plus appropriée.

  4. Facile à réaliser et à maintenir, décomposer un grand système complexe en sous-systèmes relativement indépendants.

  5. Promouvoir la normalisation, chaque couche de fonctionnalités et de services doit avoir une description précise.

La conception modulaire en couches est une méthode couramment efficace dans le domaine technologique pour traiter des projets aux fonctionnalités vastes, nécessitant la collaboration de plusieurs personnes et des améliorations continues.

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2. Quelques idées de construction pour le Layer2 de Bitcoin

Il existe trois voies notables pour la construction de la deuxième couche du Bitcoin :

)1( Route d'extension basée sur la chaîne, similaire à un niveau deux EVM, est la structure de la blockchain;

)2( Basé sur une structure distribuée, représentée par le réseau Lightning, c'est une structure distribuée;

)3( La route basée sur un système centralisé, représentée par des index centralisés, est une structure centralisée.

Les deux premières méthodes ont leurs caractéristiques, et il existe déjà quelques produits en usage et en exploration. La première méthode est relativement plus facile en raison du développement florissant d'Ethereum et de l'exploration de chaînes imitant Bitcoin. La deuxième méthode, basée sur la distribution, est généralement plus difficile et son développement est plus lent. La troisième méthode est assez controversée, mais semble avoir rempli la fonction de construction de la couche deux.

Nous mesurons les résultats par le biais du marché : le réseau de couche 2 avec la valeur totale de verrouillage (TVL)) Total Value Locked( la plus élevée est la solution optimale. Avec le temps et l'évolution technologique, la solution optimale changera.

Définition du réseau de couche 2 de Bitcoin : tant qu'il repose sur le réseau Bitcoin, établissant des liens techniques, certaines caractéristiques supérieures au réseau de couche 1 de Bitcoin, cela est considéré comme la construction d'un réseau de couche 2 de Bitcoin.

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) 2.1 Construction de la deuxième couche basée sur la chaîne

Les premières chaînes de blocs imitant Bitcoin ont exploré diverses avenues, telles que "Colorcoin" ### jeton coloré (, "CovertCoins" et "MasterCoin" ; diverses chaînes de blocs imitant Bitcoin pour l'extension, comme BCH ) Bitcoin Cash (, BSV ) Bitcoin SV (, BTG ) Bitcoin Gold ( ; diverses technologies de chaînes latérales sont basées sur des cas de construction d'extension de chaînes, pouvant être considérées comme un second niveau au sens large.

Ethereum est également une exploration d'améliorations basées sur Bitcoin. Vitalik a publié un livre blanc sur les imperfections de Bitcoin : le système sans compte UTXO, le langage d'exécution non Turing-complet, la mauvaise évolutivité, etc., et a développé un nouveau système de blockchain de nouvelle génération.

L'exploration des améliorations d'Ethereum par rapport à Bitcoin, ainsi que le développement et la validation des solutions de deuxième couche sur Ethereum, fournissent des références pour le développement de réseaux de deuxième couche basés sur la chaîne sur Bitcoin. Divers plans de Rollup, solutions inter-chaînes, technologies de canaux de messages, ainsi que la technologie de sharding d'Ethereum, font prospérer l'écosystème technologique d'Ethereum.

La construction de la deuxième couche basée sur la chaîne dans Bitcoin comprend essentiellement deux types de chaînes typiques : l'un est un modèle de compte compatible avec l'EVM, l'autre est un modèle UTXO similaire à Bitcoin. Les cas existants ) définissent largement la deuxième couche (, y compris : Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc. qui sont des modèles de compte EVM, CKB) Nervos(, et Chia qui est un modèle UTXO.

Avantages et inconvénients de la construction de la couche 2 basée sur la chaîne :

Inconvénients : généralement encore limités par les restrictions de la blockchain, l'augmentation des performances est limitée, soit en rendant le système plus centralisé, soit en réduisant l'intervalle de génération des blocs, en augmentant la capacité des blocs, la sécurité est généralement réduite.

Avantages : conserve la plupart des caractéristiques fondamentales de la blockchain, résout généralement le problème de la complétude de Turing, réduit considérablement les frais de transaction, et étend dans une certaine mesure la capacité d'un réseau de couche. Les cas de construction sont riches, la mise en œuvre technique est relativement facile, la migration des applications de couche supérieure est pratique, et c'est une méthode de réalisation plus rapide.

En gros, en raison des limitations d'expansion, il devrait exister de nombreux projets basés sur une structure de chaîne pour les couches secondaires, avec un ou plusieurs niveaux secondaires dans chaque domaine vertical. Chaque projet doit réaliser sa propre construction de couche secondaire avec ses caractéristiques, afin de répondre à certaines exigences d'application. Sa valeur est déterminée par le nombre d'applications qui l'utilisent et la valeur totale de celles-ci.

![Une présentation des connaissances de base sur le réseau de deuxième couche de Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aacf9b18cc5ef94cda4d153a96836ffe.webp(

) 2.2 Construction de la couche 2 basée sur des systèmes distribués

Certaines constructions de deuxième couche sont basées sur des systèmes distribués. Dans ce scénario, la structure et le cadre de la deuxième couche ne sont pas une structure de blockchain, mais un système distribué basé sur des canaux. Le réseau Lightning en est un exemple typique.

Un système distribué est composé d'un ensemble de processus finis et d'un ensemble de canaux limités. Le terme "canal" fait référence à des concepts de canaux de haut niveau, comme les canaux de paiement dans le réseau Lightning et les canaux de message dans Nostr, et non aux concepts de canaux techniques de bas niveau dans un réseau distribué.

La construction de la couche 2 basée sur des systèmes distribués se divise en deux catégories :

###1( ne réalise que le transfert de valeur, similaire à Lightning Network;

)2( a la fois transférer de la valeur et réaliser une technologie Turing complète, comme RGB.

La construction de la couche deux basée sur la distribution implique la transmission de valeur, ce qui pose de nombreux défis qui dépassent la simple transmission de messages, tels que la capacité totale de valeur dans le canal, la rigueur des transactions, le problème de la non-reconsommation, etc. Ainsi, le développement de ce type de construction de couche deux n'est pas aussi rapide que la construction de couche deux basée sur la chaîne et il y a peu de cas matures.

Si l'on veut réaliser des calculs Turing-complets sur une telle couche 2, c'est-à-dire établir un système de machine virtuelle Turing-complet sur le Channel, cela sera encore plus difficile. Le protocole RGB permet d'atteindre des calculs Turing-complets dans un système distribué par la vérification côté client et un scellage unique.

La construction de deuxième couche basée sur des systèmes distribués dans Bitcoin comprend déjà des cas tels que : le Lightning Network, RGB. Selon les normes générales de construction de deuxième couche, Nostr appartient-il également à la construction de deuxième couche des systèmes distribués basés sur le mécanisme Channel ?

Avantages et inconvénients de la construction de la deuxième couche basée sur des systèmes distribués :

Avantages : le système est plus décentralisé, le réseau de couche 2 peut accueillir d'innombrables nœuds, la confidentialité et la capacité de résistance à la censure sont meilleures, il a une évolutivité infinie et, en théorie, une performance extrêmement élevée.

Inconvénients : La mise en œuvre technique est complexe, les algorithmes de routage dans un grand système distribué, ainsi que les algorithmes de division et d'emballage de valeur, sont assez compliqués. Par rapport à la transmission d'informations, il manque encore de l'expérience en matière de mise en œuvre technique et d'infrastructure dans le domaine de la transmission de valeur. Réaliser un système Turing-complet dans ce type de système représente un grand défi.

En gros, on peut dire qu'une deuxième couche basée sur la structure distribuée de Channel n'existera généralement que quelques projets parallèles, principalement en raison de sa capacité d'expansion illimitée et de la difficulté technique de mise en œuvre. Un tel système exige un design et une idée plus ouverts, capables d'accueillir davantage de personnes et d'équipes.

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) 2.3 Construction de la deuxième couche basée sur un système centralisé

Des structures d'indexation centralisées comme Ordinals, ou certains indexeurs de nœuds fonctionnels, sont également des structures centralisées, représentant une certaine approche de construction de deuxième couche. Cependant, cette approche est rarement reconnue, car la deuxième couche est trop centralisée et l'expansion du réseau de première couche est très limitée. La construction de deuxième couche avec cette structure centralisée dépend de diverses caractéristiques fondamentales de la blockchain du réseau de première couche, la deuxième couche servant seulement de fonctions de calcul et de statistiques simples ; parfois, la deuxième couche semble être une existence temporaire optionnelle, pouvant être remplacée à tout moment par une autre deuxième couche, sa importance semble moins élevée. Cependant, du point de vue On-Chain et Off-Chain, et de tout ce qui peut améliorer la capacité du réseau de première couche, cette structure centralisée représente également une extension de deuxième couche.

Les exemples de ce système, en plus des Ordinals, incluent d'autres échanges centralisés.

Avantages et inconvénients de la construction de deuxième couche basée sur des systèmes centralisés :

Avantages : le système centralisé est très mature, avec d'innombrables cas d'utilisation et solutions d'optimisation, entièrement Turing-complet et avec des performances exceptionnelles.

Inconvénients : une extrême centralisation de la couche deux, toutes les caractéristiques fondamentales de la blockchain dépendent d'un réseau de première couche.

En gros, on peut dire qu'il y aura moins de projets basés sur des structures centralisées de layer 2, voire qu'ils existeront de manière temporaire. Une fois que les structures distribuées basées sur des structures en chaîne et des canaux seront matures et perfectionnées, la plupart des constructions de layer 2 centralisées disparaîtront, ou ne laisseront que quelques cas d'utilisation spécifiques de layer 2 centralisées. À ce stade, en raison de la maturité des systèmes centralisés, lorsqu'il est possible d'écrire des données sur la chaîne de base, cela répond bien aux scénarios de données On-Chain et de calcul Off-Chain, ce qui est le modèle d'application le plus facilement réalisable dans l'écosystème Bitcoin actuel, largement utilisé.

![Un article sur les bases du réseau de deuxième couche de Bitcoin]###

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Commentaire
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WhaleSurfervip
· 08-09 09:19
btc deuxième couche doit se battre dur sinon c'est foutu
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BagHolderTillRetirevip
· 08-07 07:35
La couche deux, ce truc a vraiment du potentiel.
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IronHeadMinervip
· 08-07 07:34
Les anciens mineurs voient leur puissance de calcul en forte hausse, sinon c'est juste de la spéculation.
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governance_ghostvip
· 08-07 07:34
Qui se souvient que personne ne jouait à L2 il y a trois ans
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FundingMartyrvip
· 08-07 07:31
Le layer 2 a fait tellement de chemin, mais c'est toujours Bitcoin qui compte.
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