Полный анализ второго уровня сети Биткойн: технологические направления, преимущества и недостатки, а также перспективы применения

Основы второго уровня сети Биткойн

Возрождение Биткойн-надписей принесло новую жизнь экосистеме Биткойн, привлекло к ней внимание большего числа людей. Некоторые считают, что это открыло Пандорину шкатулку экосистемы Биткойн. Среди множества технологических разработок в экосистеме Биткойн, строительство второго уровня является ключевым моментом. В этой статье подведены итоги основных знаний о втором уровне Биткойн, надеюсь, это послужит толчком к развитию этой области.

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

В данной статье понятия "строительство второго уровня" и "строительство сети второго уровня" в основном идентичны, однако строительство второго уровня охватывает более широкий спектр, но для удобства в отрасли также используется термин "строительство сети второго уровня".

1. Миссия второго уровня Layer2

Чтобы понять основные проблемы, которые необходимо решить при строительстве второго уровня Биткойн, начнем с базовых характеристик блокчейн-системы.

1.1 Основные характеристики и потребности блокчейна

Мы понимаем различные характеристики блокчейна, используя концепцию, предложенную Виталиком: "Блокчейн — это мировая вычислительная машина".

Основные характеристики блокчейна включают:

Открытость и прозрачность: Это характеристика хранения данных и выполнения команд в блокчейне, как "мировом компьютере", а также внутренняя необходимость совместного участия распределённых узлов в вычислениях. Это удовлетворяет право пользователей на информацию о данных и является общим результатом требований внутреннего сотрудничества и внешнего спроса.

Децентрализация: Это архитектурная особенность "мирового компьютера", степень децентрализации и отказоустойчивость теоретически поддерживаются теорией византийских генералов. Степень децентрализации является важным показателем безопасности блокчейна.

Безопасность: Состоит из внутренних потребностей, возникающих из архитектурных особенностей "Мирового компьютера", и внешних потребностей пользователей. На микроуровне обеспечивается криптографическими технологиями, на макроуровне - децентрализованной архитектурой.

Вычислительная мощность: Одна из основных функций блокчейна, обычно измеряемая с помощью полноты Тьюринга. Некоторые цепочки намеренно спроектированы как неполные по Тьюрингу, чтобы сохранить основные характеристики.

Производительность: При равной вычислительной мощности, количество транзакций, обрабатываемых в секунду с использованием TPS(, измеряется как ).

Хранение: Блокчейн как "мировой компьютер" обязательно имеет функцию хранения, в настоящее время в основном хранятся в блоках, более профессиональное хранение вне блока все еще находится в стадии разработки.

Приватность: Сегментированные требования в "Мировом компьютере", которые требуют сохранения границ полномочий производителей и пользователей данных в процессе вычислений и хранения.

Кроме того, есть комплексные показатели масштабируемости, которые влияют на большинство базовых характеристик и являются важными показателями на уровне архитектуры.

Эти характеристики в основном ограничены взаимным развитием "невозможного треугольника". Например, гипотеза DSS: децентрализация (Decentralization), безопасность (Security) и масштабируемость (Scalability).

Одна статья о базовой системе знаний второго уровня Биткойна

1.2 Роль второго уровня строительства

Строительство второго уровня должно расширить эти основные возможности: открытость и прозрачность, декентрализация, безопасность, вычислительная способность, производительность ( пропускная способность ), хранение, конфиденциальность и т.д. Кроме того, необходимо решить одну важную экономическую задачу: снижение затрат.

В заключение, строительство второго уровня - это решение по трем направлениям: увеличение емкости, снижение затрат и настройка характеристик.

В строительстве второго уровня базовые возможности блокчейна будут иметь свои компромиссы, некоторые характеристики будут снижены или даже отбрасываться в обмен на значительное улучшение других характеристик.

1.3 Почему нужно делать многослойный дизайн?

Слоистый дизайн является средством и методологией для обработки сложных систем, позволяя разделить систему на многоуровневую структуру и определить отношения и функции каждого уровня, тем самым достигая модульности, поддерживаемости и масштабируемости системы.

Преимущества многоуровневого проектирования:

  1. Каждый уровень независим, работа верхнего уровня не влияет на нижний, при условии, что интерфейсы остаются неизменными, можно свободно настраивать способы работы внутри уровня.

  2. Хорошая гибкость, когда один уровень изменяется, при условии, что интерфейсные отношения между уровнями остаются неизменными, другие уровни не затрагиваются.

  3. Структура может быть разделена, и для каждого уровня можно использовать наиболее подходящие технологии.

  4. Легко реализовать и поддерживать, разбивая огромную сложную систему на относительно независимые подсистемы.

  5. Способствовать стандартизации, каждая функция и услуга имеют точное описание.

Слоевая модульная архитектура — это распространенный и эффективный метод в технической области для работы с крупными функциями, требующими совместной работы нескольких людей и постоянного улучшения проектов.

Одна статья об основах второго уровня сети Биткойн

2. Несколько подходов к строительству Layer2 для Биткойн

Строительство второго уровня Биткойна имеет три заметные направления:

(1) Расширенный маршрут на основе цепочки, подобный второму уровню EVM, является структурой блокчейна;

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

(3) Основанный на централизованной системе маршрут, представленный централизованным индексом, является централизованной структурой.

Два первых метода имеют свои особенности, и уже есть некоторые продукты в использовании и探索中. Первый метод относительно проще благодаря бурному развитию Эфириума и исследованию других цепей, имитирующих Биткойн. Второй метод, основанный на распределенной системе, обычно более сложен и развивается медленнее. Третий метод вызывает много споров, но, похоже, он все же выполнил функцию строительства второго уровня.

Мы используем результаты рыночных проверок для оценки: какая общая заблокированная стоимость (TVL) ( Total Value Locked ) у второго уровня сети выше, та схема является оптимальной. С течением времени и развитием технологий оптимальная схема будет меняться.

Определение второго уровня сети Биткойн: если она основывается на сети Биткойн, устанавливает технологическую связь и обладает некоторыми характеристиками, превосходящими первый уровень Биткойн, то это считается строительством второго уровня сети Биткойн.

Один документ, который систематизирует основы второго уровня сети Биткойн

2.1 Построение второго уровня на основе блокчейна

Ранние имитации Биткойна провели различные исследования, такие как "Colorcoin"(цветные токены), "CovertCoins" и "MasterCoin"; различные расширенные имитации Биткойна, такие как BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); различные технологии сайдчейнов основаны на расширении блокчейна и могут рассматриваться как широкое понимание второго уровня.

Эфириум также является исследованием улучшений на основе Биткойна. Виталик опубликовал белую книгу и разработал новое поколение блокчейн-системы, касаясь недостатков Биткойна: безаккаунтная система UTXO, не Тьюрингова полнота языков исполнения, плохая масштабируемость и т.д.

Исследование улучшений Эфириума по сравнению с Биткойном, а также развитие и верификация второго уровня на Эфириуме предоставляют ссылки для развития основанных на цепи сетей второго уровня на Биткойне. Различные решения Rollup, межсетевые решения, технологии каналов сообщений и шардирование Эфириума способствуют бурному развитию технологической экосистемы Эфириума.

В Биткойне на базе цепи второго уровня в основном существуют два типа типичных цепей: одна - это модель аккаунтов, совместимая с EVM, другая - это модель UTXO, аналогичная Биту. Существуют примеры (, которые определяют широкий второй уровень ), включая: Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum и др. - это модель аккаунтов EVM, CKB ( Nervos ), Chia - это модель UTXO.

Плюсы и минусы строительства второго уровня на основе блокчейна:

Недостатки: как правило, по-прежнему ограничены ограничениями блокчейна, улучшение производительности ограничено, либо система становится более централизованной, либо уменьшается интервал генерации блока, увеличивается объем блока, что обычно снижает безопасность.

Преимущества: сохраняет большинство основных характеристик блокчейна, обычно решает проблему полной вычислительности, значительно снижает транзакционные расходы, в определенной степени расширяет возможности сети второго уровня. Многочисленные примеры реализации, техническая реализация относительно проста, перенос приложений верхнего уровня удобен, это более быстрый способ реализации.

В общем, из-за ограничений расширения на основе цепочной структуры второго уровня должно существовать множество проектов, в каждом вертикальном направлении может быть один или несколько вторых уровней, и каждый проект должен завершить строительство своего уникального второго уровня, чтобы удовлетворить определенные потребности приложений. Его ценность определяется количеством и общей ценностью приложений, использующих его.

Одна статья о базовой системе знаний второго уровня Биткойн

2.2 Строительство второго уровня на основе распределённых систем

Некоторые решения второго уровня основаны на распределённых системах. В этой схеме структура и рамки второго уровня не являются блокчейн-структурой, а основаны на распределённой системе Channel. Сеть Lightning является典型代表.

Распределенная система состоит из ограниченного набора процессов и ограниченного набора каналов Channel. Здесь под Channel подразумевается концепция верхнего уровня, такая как каналы платежей в сети Lightning, каналы сообщений в Nostr, а не конкретная техническая концепция Channel в распределенной сети.

Строительство второго уровня на основе распределенной сети делится на два типа:

(1) Только завершает передачу стоимости, аналогично сети Lightning;

(2) одновременно завершает передачу ценности и реализует технологию с полной вычислительной возможностью, такую как RGB.

Строительство второго уровня на основе распределенных систем сталкивается со многими трудностями, выходящими за пределы обычной передачи сообщений, такими как общая емкость ценностей в канале, строгость транзакций, невозможность повторного использования и т.д. Поэтому развитие такого второго уровня идет медленнее, чем строительство второго уровня на основе цепочки, и зрелых примеров не так много.

Если необходимо выполнить вычисления, обладающие полнотой Тьюринга, на таком втором уровне, то создание системы виртуальной машины, обладающей полнотой Тьюринга, на канале будет более сложной задачей. Протокол RGB реализует полноту Тьюринга в распределенной системе через клиентскую проверку и одноразовое запечатывание.

В Биткойне построение второго уровня на основе распределенной системы уже имеет примеры: Сеть Lightning, RGB. По широким стандартам второго уровня, является ли Nostr также частью построения второго уровня распределенной системы, основанной на механизме Channel?

Плюсы и минусы построения второго уровня на основе распределенных систем:

Преимущества: система становится более децентрализованной, вторичный уровень сети может вместить бесчисленное количество узлов, улучшенная конфиденциальность и устойчивость к цензуре, есть бесконечная масштабируемость, теоретически высокая производительность.

Недостатки: сложная техническая реализация, алгоритмы маршрутизации в больших распределенных системах, алгоритмы разделения и упаковки ценностей также довольно сложны. По сравнению с передачей информации, в области передачи ценностей еще не хватает инженерного опыта и инфраструктуры. Реализация Тьюринговой полноты в таких системах представляет собой большую задачу.

В общем, можно сказать, что в распределенной структуре второго уровня, основанной на канале, обычно существует лишь несколько параллельных проектов, что связано с ее бесконечной масштабируемостью и высокой сложностью реализации технологий. Такие системы требуют более открытого дизайна и концепции, которые могут вместить больше людей и команд для участия.

Один документ, обобщающий базовую систему знаний о втором уровне Биткойна

2.3 Строительство второго уровня на основе централизованной системы

Централизованные индексные структуры, такие как Ordinals, или индексаторы некоторых функциональных узлов, также являются централизованными структурами и представляют собой подход к строительству второго уровня. Однако этот подход к строительству редко признается, так как второй уровень слишком централизован и имеет очень ограниченное расширение по отношению к сети первого уровня. Такая централизованная структура второго уровня зависит от основных характеристик различных блокчейнов первого уровня, второй уровень служит лишь для некоторых простых вычислительных и статистических функций, иногда второй уровень выглядит как временное существование, которое можно заменить другим вторым уровнем, его важность кажется не такой высокой. Но с точки зрения On-Chain и Off-Chain, и с точки зрения всего, что может повысить возможности сети первого уровня, такая централизованная структура также является расширением второго уровня.

Эти системы, кроме Ordinals, также имеют централизованные биржи.

Плюсы и минусы построения второго уровня на основе централизованных систем:

Преимущества: централизованная система очень зрелая, существует множество доступных примеров и оптимизационных решений, полностью тьюрингова и превосходная производительность.

Недостатки: Вторая уровень сильно централизован, все основные характеристики блокчейна зависят от первого уровня сети.

В общем, можно предположить, что на основе централизованной структуры будет существовать меньше проектов второго уровня, возможно, даже временно. После того как распределенная структура на основе цепочной структуры и каналов станет зрелой и完善ной, большинство построек второго уровня на централизованной основе исчезнет, или останется лишь несколько специальных сцен централизованного второго уровня. На текущем этапе, благодаря зрелости централизованных систем, в условиях возможности записи данных в основную цепь, они хорошо удовлетворяют сценарию данных On-Chain и вычислений Off-Chain, что является наиболее простым реализуемым режимом для начальных приложений экосистемы Биткойн, и активно используется.

![Одно предложение о базовой системе знаний второго уровня Биткойн](

BTC2.22%
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
  • 5
  • Репост
  • Поделиться
комментарий
0/400
WhaleSurfervip
· 08-09 09:19
btc второго уровня надо упорно работать, иначе всё будет плохо.
Посмотреть ОригиналОтветить0
BagHolderTillRetirevip
· 08-07 07:35
Второй уровень, это действительно интересно.
Посмотреть ОригиналОтветить0
IronHeadMinervip
· 08-07 07:34
Старые майнеры, вычислительная мощность большой памп, не растет, это просто спекуляция.
Посмотреть ОригиналОтветить0
governance_ghostvip
· 08-07 07:34
Кто еще помнит, что три года назад L2 совершенно никто не играл.
Посмотреть ОригиналОтветить0
FundingMartyrvip
· 08-07 07:31
Второй уровень так много бегает, а Биткойн все равно может справиться.
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить