Автор оригинала: Глиммер @Glimmerllx, Уильям, Ханкестер @0x;Ханкестер
Наставники: Джейдемонт, Элейн, Билл @Waterdrip Capital
Биткойн (Биткойн), называемый BTC, представляет собой зашифрованную валютную систему с открытым исходным кодом, основанную на децентрализованном консенсусе блокчейна и применении одноранговой сетевой связи.Он совместно поддерживается компьютерными сетями и узлами, распределенными по всему миру. . Белая книга BTC была выпущена Сатоши Накамото в 2008 г., 10, месяц, 31, день, после чего в 2009 г, 1, месяц, 3, день консенсусная цепочка BTC произвела первый блок. Однако с растущим процветанием сообщества шифрования и экологии ранняя технология «BTC» не смогла удовлетворить потребности пользователей в масштабируемости системы криптовалюты. Прямое улучшение; BTC; высокая сложность базового протокола и высокое сопротивление сообщества, которое будет возрастать; BTC; риск системы, ведущий к хардфоркам и расколу сообщества. Более подходящим решением является «BTC Layer 2», который заключается в создании нового уровня на основе «BTC» без внесения изменений в «BTC», чтобы быть совместимым с «BTC», при этом удовлетворяя потребности пользователей в масштабируемости. В этой статье исследуется «BTC Layer 2», всесторонне излагаются состояние «BTC», проблемы, технические решения, а также преимущества и недостатки «BTC Layer 2», а также прогнозируется его будущее.
BTC, техническое описание
Ядром BTC является технология распределенного реестра, которая использует блокчейн для хранения данных транзакций. Блокчейн основан на структуре связанного списка с указателем хэша.Каждый раздел связанного списка представляет собой блок данных, который содержит значение хеш-функции, данные транзакции, данные времени, параметры майнинга и информацию о версии протокола предыдущего блока. В сети BTC мощность записи нового блокчейна, то есть право ведения бухгалтерского учета, получают узлы, следуя механизму доказательства работы (Proof of Work, PoW) и полагаясь на конкуренцию вычислительной мощности. После того, как узел, получивший право на ведение бухгалтерского учета, успешно запишет новый блок, он получит в качестве вознаграждения определенное количество токенов Биткойн, поэтому этот процесс также называется майнингом.
BTC, структура данных блока, источник изображения:
BTC; источник изображения рабочего процесса бухгалтерского учета:
BTC; принимает схему реестра на основе транзакций, основанную на записях о переводах, только записывает информацию о переводах в блокчейне и не поддерживает балансы счетов. Следовательно, для предотвращения атак двойного расходования узел должен поддерживать набор неизрасходованных выходных данных транзакции (Unspent Transaction Outputs, UTXO) локально, а источник средств должен быть указан при переводе учетной записи, чтобы узел может проверить легитимность транзакции.
Единая учетная запись; UTXO; схематическая диаграмма, источник изображения:
BTC использует асимметричное шифрование и алгоритмы хеширования для организации учетных записей, защиты и проверки транзакций. Учетная запись включает закрытый ключ учетной записи и открытый ключ учетной записи. Закрытый ключ учетной записи — это случайно сгенерированный закрытый ключ, а открытый ключ учетной записи генерируется путем обработки закрытого ключа с помощью умножения на эллиптической кривой. Кроме того, адрес учетной записи генерируется после обработки открытого ключа алгоритмом хеширования. После того, как транзакция подписана закрытым ключом, она транслируется на узлы через одноранговую сеть. Узел использует соответствующий открытый ключ для проверки транзакции, и после успешной проверки транзакция упаковывается в новый блок.
BTC, подпись и проверка закрытого и открытого ключа учетной записи, источник изображения: Накамото, Сатоши, «Технический документ о биткойнах».
Механизм консенсуса BTC — PoW. Все узлы создают новый заголовок блока таким образом, чтобы его хэш-значение было меньше или равно заданному целевому значению. Узел, который первым находит подходящий заголовок блока, имеет право вести учет для следующего блока. Регулируя размер целевого значения, можно косвенно регулировать время генерации блока. Чем больше целевое значение, тем проще майнинг и тем короче время генерации блока; чем меньше целевое значение, тем сложнее майнинг и тем дольше время генерации блока. BTC; ожидает, что время блока каждого блока будет; 10; минут, поэтому BTC; каждый; 2016; блоки будут повторно корректировать целевое значение, то есть корректировать сложность майнинга.
Proof Of Work, пример процесса, источник изображения:
BTC; текущая ситуация и возникшие проблемы
BTC — первая цифровая валютная система, широко признанная мировым криптовалютным сообществом. С 2013 года рыночная стоимость BTC составляет более половины общей рыночной стоимости криптовалют в течение года, и он является заслуженным лидером среди криптовалют.
BTC, коэффициент рыночной стоимости, источник:
В течение долгого времени BTC был востребован пользователями из-за его новаторского статуса и высокой безопасности.Однако с ростом числа пользователей криптовалюты BTC, разнообразие активов и разнообразие приложений повышают требования. В долгосрочной перспективе отношение рыночной стоимости BTC к общей рыночной стоимости криптовалют медленно снижается. По сравнению с процветающей экологией Ethereum, Solana, низкими комиссиями и высоким TPS (количество транзакций в секунду) и другими публичными цепями со своими достоинствами, у BTC, похоже, нет другой основной конкурентоспособности, кроме популярности и безопасности, и он сталкивается со следующими проблемами:
Скорость транзакций низкая, время подтверждения долгое, и это недостаточно удобно: BTC; емкость каждого блока равна; 1; M, а данных каждой транзакции около; 250; B, поэтому каждый блок содержит максимум; 4000; транзакции . Согласно ожидаемому времени блока; 10; минутный расчет, BTC; TPS; только; 7; или около того. Транзакции на BTC; необходимо ждать 6 блоков для надежного подтверждения, что приводит к окончательному времени подтверждения около 1 часа. Кроме того, BTC; онлайн-перевод может перевести весь баланс только за один раз.Для сдачи вам необходимо объявить перевод обратно на свой адрес, иначе он будет вознагражден майнерам. Это не может удовлетворить потребности пользователей в удобстве и мгновенности транзакций.
Высокая комиссия за транзакцию: когда пользователи используют ;BTC; для проведения транзакций, им необходимо заплатить комиссию, чтобы привлечь майнеров для упаковки транзакции.Чем выше комиссия, тем быстрее подтверждение транзакции. Когда транзакция перегружена, комиссия за обработку становится слишком высокой и достигает более 60 долларов в 2021 году. С; 2020; Май; Месяц; 14; День до; 2023; Год; Май; Месяц; 15; День; средняя комиссия за биткойн-транзакцию должна быть; Эта комиссия не позволяет многим пользователям использовать BTC.
Не поддерживает программирование смарт-контрактов: BTC, не поддерживает прямое построение сложных приложений, только на уровне протокола. Однако стоимость разработки приложений на уровне протокола намного выше, чем при использовании стандартизированных смарт-контрактов. Это ограничивает развитие различных приложений и активов «BTC».
BTC, комиссия, источник:
Улучшенная; BTC; сопротивление и; уровень 2; схема
Техническая сложность: проблемы, с которыми сталкивается BTC, связаны с тем, что старые технические решения не могут удовлетворить текущие потребности. проблемы будут получены. Если «BTC» расширить, и каждый блок увеличить с «1;M» до «100;M», а «TPS» увеличить до «700;», это приведет к новому поколению почти;5;T; большие и малые данные реестра каждый год повышают порог для операционных узлов, влияют на степень децентрализации системы и увеличивают системный риск. Даже без учета размера данных леджера, согласно медианной пропускной способности Интернета, 13 Мбит/с, размер каждой транзакции в блоке составляет 250 Б, для расчета, BTC, TPS, верхний предел составляет 13, Мбит/с/8. ;Mb/250 B ≈ 6815;, неспособный конкурировать с публичными сетями, такими как, Polkadot, Solana, которые могут поддерживать десятки тысяч или даже сотни тысяч, TPS;. Биткойн Кэш (BCH) увеличивает размер блока BTC, что увеличивает размер блока BTC, но увеличивает риск BCH. В 2019 году для борьбы с злоумышленниками, воспользовавшимися уязвимостью кода «BCH», майнинговый пул BCH запустил атаку «51%; для изменения данных транзакций.
Сопротивление сообщества: между безопасностью и масштабируемостью, BTC; сообщество ставит безопасность на первое место. BTC Разработчики ядра осторожно относятся к техническим рискам, поэтому они очень консервативны в предложениях о прямой экспансии BTC; Самое простое расширение — увеличить BTC размер каждого блока. С 2015 года предложение увеличить блочную мощность BTC получило поддержку многих пользователей, майнеров и разработчиков. Увеличивая емкость блока, пользователи могут получить более высокую скорость транзакций, а майнеры могут взимать более высокую комиссию за транзакцию. Однако некоторые разработчики во главе с Владимиром ван дер Лааном, главой команды разработчиков BTC, не согласны с таким методом расширения и поддерживают такие решения, как Segregated Witness и Lightning Network. Дебаты о расширении блока привели к расколу сообщества BTC, и, наконец, после внедрения технологии обновления изоляции в BTC, некоторые люди отвергли это обновление технологии, что привело к хардфорку BTC в августе 2017 года. ;BCH. BCH;После хардфорка верхний предел блока был увеличен до;8;М, а затем увеличен до;32;М, средний;TPS;около;120; Кроме того, в 2018 году сообщество BCH снова разделилось из-за различий в маршрутах обновления технологий и жесткого форка BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Этот форк привел к резкому падению общей вычислительной мощности сети BCH, и она не достигла уровня вычислительной мощности до форка. BSV; лимит размера блока был увеличен до; 4; G, но нехватка майнеров и пользователей, намного меньше, чем; BTC; безопасность.
BTC, история форка, источник изображения:
BCH; история общей вычислительной мощности всей сети, источник изображения:
Схема уровня 2: Фактически непосредственно модифицирующая; BTC; имеет высокую сложность и сопротивление сообщества, и более принятая сообществом схема основана на; BTC; построение нового слоя, который совместим и не влияет ;BTC; При этом решаются вышеуказанные проблемы. BTC; имеет чрезвычайно высокий уровень безопасности, используя; BTC; в качестве основного уровня, полагаясь на; BTC; блочные данные и использование; BTC; программа-скрипт, разработчики могут создавать совместимые; BTC; большое количество транзакций выполняется за пределами «BTC». , а в «BTC» записываются только окончательные данные о состоянии.Такой тип схемы называется «BTC Layer 2».
BTC Цель и история развития второго слоя
BTC Layer; 2 относится к технологии расширения второго уровня Биткойн (BTC).Этот тип технологии направлен на увеличение скорости транзакций Биткойн, снижение комиссий за обработку, повышение масштабируемости и решение ряда проблем, с которыми сталкивается «BTC».
Слой;2; Цели разработки:
**Повысить скорость транзакций:**Уровень;2;Попробуйте улучшить скорость транзакций Биткойн за счет оптимизации метода обработки транзакций, пакетной обработки транзакций в цепочке и использования новейших технологий для синхронизации и проверки каждой транзакции в цепочке, поэтому которые расширяют применение и продвижение биткойнов в глобальном масштабе.
**Снижение транзакционных издержек: **Уровень;2;При пакетной обработке транзакций в цепочке;BTC;только конечное состояние после завершения транзакции записывается в;BTC;, промежуточные транзакции и состояния в конечном состоянии и начальное состояние, тогда в цепочке нет синхронизации «BTC», что снижает комиссию за транзакцию и снижает нагрузку на базовую цепочку блоков биткойнов.
**Повышение масштабируемости: **Уровень 2. Внедрение технологии направлено на решение проблемы масштабируемости базовой цепочки биткойнов, делая ее более способной справляться с будущим ростом объема транзакций.
В последние годы Слой 2 является одной из наиболее важных инвестиционных тем в «криптоиндустрии», но в большинстве сценариев он конкретно относится к плану расширения Ethereum «Слой 2», однако план расширения BTC намного ранее С тех пор, как появилось предложение по расширению Ethereum, даже Ethereum был создан, потому что предложение Виталика Бутерина по улучшению BTC было отклонено.
В 2012 году впервые была предложена концепция Pegged Sidechains, производная от двусторонней привязки, которая позволяет беспрепятственно передавать активы между двумя цепочками. Это предложение заложило основу для более поздней технологии боковой цепи.
В 2014 году была основана компания Blockstream, которая начала исследовать и разрабатывать технологию боковой цепи для улучшения масштабируемости Биткойн.
В 2015 году был выпущен официальный документ Lightning Network, авторами которого были Тадж Драйя и Джозеф Пун. Lightning Network — это решение, отделяющее небольшие транзакции от основной цепочки.Благодаря созданию двустороннего платежного канала нет необходимости записывать промежуточные транзакции в блокчейн, нужно записывать только конечное состояние на «BTC».
Поскольку конструкция «BTC» относительно проста и не имеет гибкой масштабируемости, раннюю схему «BTC Layer; 2» трудно внедрить в Биткойн, поэтому она не вызвала больших резонансов.
До «2017 года» был модернизирован и активирован SegWit (Segregated Witness), что решило проблему пластичности транзакций в блокчейне Биткойн и обеспечило возможность развития технологии Layer;2.
С 2018 года разработчики постепенно начали развертывать узлы Lightning Network и получили определенных пользователей и поддержку. По данным bitcoinvisuals; статистика веб-сайта на; 2023; год; 6; месяц; 4; день; количество узлов сети Lightning превышено; 1; емкость превышает; 5000; биткойнов, а стоимость превышает; 1; миллион долларов США. долларов.
Недавнее появление стандарта токенов BRC-20 еще больше обогатило экологию Биткойна и в то же время позволило привлечь внимание общественности к «уровню BTC 2». Существует довольно много проектов, создающих «BTC Layer; 2», наиболее известным из которых является Lightning Network.
Молниеносная сеть
Сеть Lightning была впервые предложена в 2015 году Джозефом Пуном и Таддеусом Дрией в их официальном документе. Сеть Lightning использует технологию канала микроплатежей, чтобы размещать большое количество транзакций за пределами блокчейна Биткойн и помещать в цепочку только ключевые ссылки для подтверждения. Процесс транзакции выглядит следующим образом: пользователь, которому необходимо торговать, открывает комнату для офлайн-транзакций.При входе в комнату пользователь закладывает валюту для получения счета, а новый счет использует для распределения заложенной валюты обеих сторон.После транзакция завершена, когда комната отсутствует, транзакция урегулирована Последняя валюта погашения банкнот.
Техническое введение в сеть Lightning
Чтобы создать безопасный и надежный канал микроплатежей, Lightning Network использует в качестве ключевых технологий контракт с восстанавливаемой последовательностью погашения (RSMC) и контракт временной блокировки (хэшированный контракт временной блокировки, HTLC).
РСМЦ обеспечивает залоговые и расчетные функции, то есть пул средств кошелька с мультиподписью. Обе стороны сделки предварительно вносят часть средств в пул средств. В начальном случае план распределения обеих сторон равен к предварительно сохраненной сумме. Каждый раз, когда происходит транзакция, необходимо совместно подтверждать результаты распределения средств, полученные после транзакции, и в то же время подписывать, чтобы аннулировать старую версию плана распределения. Когда какой-либо стороне необходимо снять наличные, он может записать результат транзакции, подписанный обеими сторонами, в сеть блокчейн для подтверждения. Из этого процесса мы видим, что транзакция «BTC» требуется только при снятии наличных. Сторона, которая первой инициирует снятие средств, на 1000 блоков позже, чем другая сторона, и другая сторона может опровергнуть в течение этого временного окна.
Процесс транзакции Lightning Network, источник изображения:
HTLC устанавливает торговый канал для обеих сторон, аналогичный торговому залу, устанавливает срок действия и автоматически производит расчет по истечении срока действия. В то же время «HTLC» также согласовывает правила межканальных транзакций для облегчения маршрутизации транзакций: в Lightning Network создание каналов транзакций требует затрат, и между любыми двумя пользователями может не быть существующих каналов транзакций. , могут использоваться транзакции с другими людьми. Каналы выступают в качестве посредников для транзакций.
Платежные каналы и маршрутизация Lightning Network, источник изображения:
Однако ранняя сеть Lightning Network имела следующие проблемы:
Каждая транзакция требует, чтобы обе стороны работали: в канале каждая транзакция требует, чтобы обе стороны подтвердили подпись, и односторонняя передача невозможна.
Требуется игра между двумя сторонами транзакции: если «А» и «Б» проводят транзакцию, А использует старый результат транзакции, чтобы инициировать снятие средств, а Б может отправить только обновленную версию транзакции. результат в течение времени блока "1000" в качестве опровержения. В противном случае; A; отзыв вступит в силу
Управление состоянием канала: пользователям необходимо динамически синхронизировать и создавать резервные копии состояния канала, в противном случае, если будет отправлено старое состояние, контрагент может инициировать мошенническое опровержение, запросить претензию и получить все активы в канале.
Фактически, ранние версии Lightning Network требовали от пользователей запуска кошельков с полным узлом или использования кошельков с полным хранением из-за вышеупомянутых проблем. Кошельки с полным узлом требуют, чтобы пользователи вручную управляли временными закрытыми ключами и статусом канала, а процесс транзакций не очень хорош. А полностью управляемые кошельки, такие как Chivo, используемый в Сальвадоре, имеют низкий порог для использования, и хранитель автоматически подменяет операции пользователя, но хранитель контролирует закрытый ключ учетной записи пользователя, и безопасность вызывает беспокойство. Благодаря постоянному развитию Lightning Network разработчиками вышеуказанные проблемы постепенно решаются, и была разработана Lightning Network с более полными функциями и вспомогательными средствами, такими как OmniBOLT и сетевой кошелек Lightning Network «OBAndroid», разработанный его команда.
OmniBOLT Omni означает полный и все, а BOTL — это аббревиатура от Basis of Lightning Technology. OmniBOLT, основанный на BTC и Omni Layer, предлагает полный набор протоколов Lightning Network, расширяя функции оплаты Lightning Network, BTC, он также может выпускать и торговать диверсифицированными активами на основе Omni Layer и поддерживать автоматизацию. Механизм maker (AMM: Automated market makers) позволяет пользователям использовать пул средств платежного канала в качестве ликвидности в Lightning Network для создания и использования децентрализованных бирж. OmniBOTL имеет грандиозное видение, но в настоящее время технология сложна, включает несколько протоколов и систем, могут быть риски уязвимостей, и требуется больше времени для проверки ее безопасности.
OmniBOLT, архитектура протокола, источник изображения:
OBAndroid — полнофункциональный мобильный кошелек Lightning Network с полным узлом. В этом кошельке, хотя пользователь имеет право управлять закрытым ключом, он может автоматически отслеживать транзакции, быстро синхронизировать данные полного узла и поддерживать состояние облачного и локального резервного канала. Кроме того, OBAndroid также поддерживает Omnilayer активы через OmniBOTL для транзакций. OBAndroid; делает торговый опыт Lightning Network приемлемым для пользователей и снижает порог для использования Lightning Network.
OBAndroid; кошелек с полным узлом, источник изображения:
Прочее, уровень BTC 2, предметы
Помимо Lightning Network, в разработке находятся другие проекты BTC Layer 2:
Syscoin создан командой SYSLab; BTC; исходный код для разработки с целью использования безопасности «BTC»; совместим с экосистемой Ethereum. В настоящее время команда SYSLab запустила NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), виртуальную машину, созданную с использованием безопасности PoW BTC и совместимую со смарт-контрактами Ethereum. Кроме того, команда SYSLab также планирует запустить такие проекты, как ZK и Optimistic, Rollup, Proof of Data в цепочке, Validium и другие проекты. Syscoin; информация о проекте скудна, и оценить его преимущества и недостатки технически сложно, но его библиотека исходных кодов часто обновляется и все еще находится в стадии стабильной разработки.
Syscoin; дорожная карта, источник:
RGB (Really Good for Bitcoin) — это система смарт-контрактов BTC, интегрированная с Lightning Network, предложенная Джакомо Зукко и Питером Тоддом в 2016 году. RGB; кредитное плечо; BTC; для поддержания устойчивости к цензуре и борьбы с атаками двойного расходования. В;RGB; все транзакции с токенами и работа по проверке размещаются вне сети, и только сторона, получающая платеж, должна выполнять проверку клиента. Клиент проверяет источник средств плательщика в «BTC», и после подтверждения того, что это действительная транзакция, напрямую модифицирует «UTXO» обеих сторон без записи данных транзакции в блокчейн, что имеет функцию защиты конфиденциальности. . Кроме того, клиент может напрямую ввести функцию смарт-контракта для оценки правил транзакции, а поскольку консенсус глобального состояния не требуется, данные смарт-контракта не нужно загружать в цепочку, а функция конфиденциальности также может быть гарантирована. RGB; Сообщество разработало полную по Тьюрингу виртуальную машину смарт-контрактов; AluVM (алгоритмический логический блок VM), которая обладает очень хорошей масштабируемостью, безопасностью и защитой конфиденциальности.
Сравнение транзакций по RGB и транзакций по BTC, источник:
AluVM, сравнение с другими режимами программирования, источник:
Уровень BTC;2;Сводка и перспективы
Хотя Биткойн является самой ранней, самой безопасной, самой известной и самой ценной сетью блокчейнов в мире, его экологическое развитие продолжает углубляться. Например, пропускная способность канала его крупнейшей сети второго уровня, Lightning Network, продолжает расти, обновление Taproot повышает эффективность и конфиденциальность биткойнов, а протокол Taro вводит платежи в стейблкоинах и ончейн, встроенный в сеть. Молниеносная сеть; NFT. Однако, по сравнению с количеством биткойнов в цепочке Ethereum, пропускная способность сети Lightning относительно невелика, и из-за полной синхронизации данных узла и управления состоянием канала порог использования сети Lightning высок, и пользователь масштаб не так хорош, как у Ethereum, но этот статус-кво может указывать на огромный потенциал роста.При дальнейшем развитии экологии, связанной с сетью Lightning, аналогичной OmniBOLT, улучшенной версии протокола Lightning Network и более низкому порогу использования, OBAndroid, кошельку непрерывное развитие, так что Lightning Network, наконец, имеет хорошую безопасность. Сексуальность, масштабируемость и простота использования, принятые пользователями, могут поднять рыночную стоимость «BTC» на более высокий уровень.
В то же время нам также необходимо уделить внимание развитию других проектов «Уровня 2», таких как схема «RGB» с естественной защитой конфиденциальности и «Syscoin», совместимый с экологией Ethereum. Эти проекты не так известны, как Lightning Network, но они также могут решить проблемы, с которыми сталкивается «BTC», и имеют преимущества, с которыми не могут сравниться другие решения. Однако, по сравнению с проектами расширения второго уровня Ethereum, эти проекты недостаточно известны, и они получили меньше инвестиций, и они не получают поддержки основной команды разработчиков «BTC», такой как Lightning Network. «BTC», скорее всего, будет успешным позже, чем расширение Ethereum, такое как схема «Rollup» «Syscoin». С точки зрения экологии «уровня 2», кажется, что экология Ethereum имеет лучший круг добродетелей и больше нравится инвесторам.
В будущем мы можем увидеть ускоренное расширение экосистемы Биткойн. Поскольку инфраструктура Lightning Network совершенствуется и привлекает все больше внимания, проекты, основанные на Lightning Network, схожи; OmniBOLT и RGB могут извлечь из этого пользу, получив лучшую основу для разработки, больше пользователей и еще больше инвестиций. И «Syscoin», совместимый с Ethereum, такой как проекты «BTC Layer 2», также выиграют от быстрого развития экологии второго уровня Ethereum и ускорят продвижение своей дорожной карты. Кроме того, обсуждение схемы расширения «BTC» не прекращается: Джон Лайт; предложенный в «2022» на основе Биткойн; zk-rollups; двухуровневая сеть может принести больше функций в Биткойн, более высокую масштабируемость и лучшую конфиденциальность, в то же время сохраняя свой децентрализованный характер; компания, возглавляемая бывшим Twitter; генеральный директор Джек Дорси; Экосистема Биткойн откроет новый путь за пределами платежей, DeFi, NFT и других областей, чтобы охватить больше пользователей.
[;4;] Лин, Цзянь-Хонг и др. «Сеть Lightning: второй путь к централизации экономики биткойнов». Новый журнал физики 22.8 (; 2020): 083022.
[;5;] Увеличение ;BTC; обсуждение размера блока:
Посмотреть Оригинал
Содержание носит исключительно справочный характер и не является предложением или офертой. Консультации по инвестициям, налогообложению или юридическим вопросам не предоставляются. Более подробную информацию о рисках см. в разделе «Дисклеймер».
Подробное обсуждение прошлого, настоящего и будущего BTC Layer2
Автор оригинала: Глиммер @Glimmerllx, Уильям, Ханкестер @0x;Ханкестер
Наставники: Джейдемонт, Элейн, Билл @Waterdrip Capital
Биткойн (Биткойн), называемый BTC, представляет собой зашифрованную валютную систему с открытым исходным кодом, основанную на децентрализованном консенсусе блокчейна и применении одноранговой сетевой связи.Он совместно поддерживается компьютерными сетями и узлами, распределенными по всему миру. . Белая книга BTC была выпущена Сатоши Накамото в 2008 г., 10, месяц, 31, день, после чего в 2009 г, 1, месяц, 3, день консенсусная цепочка BTC произвела первый блок. Однако с растущим процветанием сообщества шифрования и экологии ранняя технология «BTC» не смогла удовлетворить потребности пользователей в масштабируемости системы криптовалюты. Прямое улучшение; BTC; высокая сложность базового протокола и высокое сопротивление сообщества, которое будет возрастать; BTC; риск системы, ведущий к хардфоркам и расколу сообщества. Более подходящим решением является «BTC Layer 2», который заключается в создании нового уровня на основе «BTC» без внесения изменений в «BTC», чтобы быть совместимым с «BTC», при этом удовлетворяя потребности пользователей в масштабируемости. В этой статье исследуется «BTC Layer 2», всесторонне излагаются состояние «BTC», проблемы, технические решения, а также преимущества и недостатки «BTC Layer 2», а также прогнозируется его будущее.
BTC, техническое описание
Ядром BTC является технология распределенного реестра, которая использует блокчейн для хранения данных транзакций. Блокчейн основан на структуре связанного списка с указателем хэша.Каждый раздел связанного списка представляет собой блок данных, который содержит значение хеш-функции, данные транзакции, данные времени, параметры майнинга и информацию о версии протокола предыдущего блока. В сети BTC мощность записи нового блокчейна, то есть право ведения бухгалтерского учета, получают узлы, следуя механизму доказательства работы (Proof of Work, PoW) и полагаясь на конкуренцию вычислительной мощности. После того, как узел, получивший право на ведение бухгалтерского учета, успешно запишет новый блок, он получит в качестве вознаграждения определенное количество токенов Биткойн, поэтому этот процесс также называется майнингом.
BTC, структура данных блока, источник изображения:
BTC; источник изображения рабочего процесса бухгалтерского учета:
BTC; принимает схему реестра на основе транзакций, основанную на записях о переводах, только записывает информацию о переводах в блокчейне и не поддерживает балансы счетов. Следовательно, для предотвращения атак двойного расходования узел должен поддерживать набор неизрасходованных выходных данных транзакции (Unspent Transaction Outputs, UTXO) локально, а источник средств должен быть указан при переводе учетной записи, чтобы узел может проверить легитимность транзакции.
Единая учетная запись; UTXO; схематическая диаграмма, источник изображения:
BTC использует асимметричное шифрование и алгоритмы хеширования для организации учетных записей, защиты и проверки транзакций. Учетная запись включает закрытый ключ учетной записи и открытый ключ учетной записи. Закрытый ключ учетной записи — это случайно сгенерированный закрытый ключ, а открытый ключ учетной записи генерируется путем обработки закрытого ключа с помощью умножения на эллиптической кривой. Кроме того, адрес учетной записи генерируется после обработки открытого ключа алгоритмом хеширования. После того, как транзакция подписана закрытым ключом, она транслируется на узлы через одноранговую сеть. Узел использует соответствующий открытый ключ для проверки транзакции, и после успешной проверки транзакция упаковывается в новый блок.
BTC, подпись и проверка закрытого и открытого ключа учетной записи, источник изображения: Накамото, Сатоши, «Технический документ о биткойнах».
Механизм консенсуса BTC — PoW. Все узлы создают новый заголовок блока таким образом, чтобы его хэш-значение было меньше или равно заданному целевому значению. Узел, который первым находит подходящий заголовок блока, имеет право вести учет для следующего блока. Регулируя размер целевого значения, можно косвенно регулировать время генерации блока. Чем больше целевое значение, тем проще майнинг и тем короче время генерации блока; чем меньше целевое значение, тем сложнее майнинг и тем дольше время генерации блока. BTC; ожидает, что время блока каждого блока будет; 10; минут, поэтому BTC; каждый; 2016; блоки будут повторно корректировать целевое значение, то есть корректировать сложность майнинга.
Proof Of Work, пример процесса, источник изображения:
BTC; текущая ситуация и возникшие проблемы
BTC — первая цифровая валютная система, широко признанная мировым криптовалютным сообществом. С 2013 года рыночная стоимость BTC составляет более половины общей рыночной стоимости криптовалют в течение года, и он является заслуженным лидером среди криптовалют.
BTC, коэффициент рыночной стоимости, источник:
В течение долгого времени BTC был востребован пользователями из-за его новаторского статуса и высокой безопасности.Однако с ростом числа пользователей криптовалюты BTC, разнообразие активов и разнообразие приложений повышают требования. В долгосрочной перспективе отношение рыночной стоимости BTC к общей рыночной стоимости криптовалют медленно снижается. По сравнению с процветающей экологией Ethereum, Solana, низкими комиссиями и высоким TPS (количество транзакций в секунду) и другими публичными цепями со своими достоинствами, у BTC, похоже, нет другой основной конкурентоспособности, кроме популярности и безопасности, и он сталкивается со следующими проблемами:
BTC, комиссия, источник:
Улучшенная; BTC; сопротивление и; уровень 2; схема
Техническая сложность: проблемы, с которыми сталкивается BTC, связаны с тем, что старые технические решения не могут удовлетворить текущие потребности. проблемы будут получены. Если «BTC» расширить, и каждый блок увеличить с «1;M» до «100;M», а «TPS» увеличить до «700;», это приведет к новому поколению почти;5;T; большие и малые данные реестра каждый год повышают порог для операционных узлов, влияют на степень децентрализации системы и увеличивают системный риск. Даже без учета размера данных леджера, согласно медианной пропускной способности Интернета, 13 Мбит/с, размер каждой транзакции в блоке составляет 250 Б, для расчета, BTC, TPS, верхний предел составляет 13, Мбит/с/8. ;Mb/250 B ≈ 6815;, неспособный конкурировать с публичными сетями, такими как, Polkadot, Solana, которые могут поддерживать десятки тысяч или даже сотни тысяч, TPS;. Биткойн Кэш (BCH) увеличивает размер блока BTC, что увеличивает размер блока BTC, но увеличивает риск BCH. В 2019 году для борьбы с злоумышленниками, воспользовавшимися уязвимостью кода «BCH», майнинговый пул BCH запустил атаку «51%; для изменения данных транзакций.
Сопротивление сообщества: между безопасностью и масштабируемостью, BTC; сообщество ставит безопасность на первое место. BTC Разработчики ядра осторожно относятся к техническим рискам, поэтому они очень консервативны в предложениях о прямой экспансии BTC; Самое простое расширение — увеличить BTC размер каждого блока. С 2015 года предложение увеличить блочную мощность BTC получило поддержку многих пользователей, майнеров и разработчиков. Увеличивая емкость блока, пользователи могут получить более высокую скорость транзакций, а майнеры могут взимать более высокую комиссию за транзакцию. Однако некоторые разработчики во главе с Владимиром ван дер Лааном, главой команды разработчиков BTC, не согласны с таким методом расширения и поддерживают такие решения, как Segregated Witness и Lightning Network. Дебаты о расширении блока привели к расколу сообщества BTC, и, наконец, после внедрения технологии обновления изоляции в BTC, некоторые люди отвергли это обновление технологии, что привело к хардфорку BTC в августе 2017 года. ;BCH. BCH;После хардфорка верхний предел блока был увеличен до;8;М, а затем увеличен до;32;М, средний;TPS;около;120; Кроме того, в 2018 году сообщество BCH снова разделилось из-за различий в маршрутах обновления технологий и жесткого форка BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Этот форк привел к резкому падению общей вычислительной мощности сети BCH, и она не достигла уровня вычислительной мощности до форка. BSV; лимит размера блока был увеличен до; 4; G, но нехватка майнеров и пользователей, намного меньше, чем; BTC; безопасность.
BTC, история форка, источник изображения:
BCH; история общей вычислительной мощности всей сети, источник изображения:
Схема уровня 2: Фактически непосредственно модифицирующая; BTC; имеет высокую сложность и сопротивление сообщества, и более принятая сообществом схема основана на; BTC; построение нового слоя, который совместим и не влияет ;BTC; При этом решаются вышеуказанные проблемы. BTC; имеет чрезвычайно высокий уровень безопасности, используя; BTC; в качестве основного уровня, полагаясь на; BTC; блочные данные и использование; BTC; программа-скрипт, разработчики могут создавать совместимые; BTC; большое количество транзакций выполняется за пределами «BTC». , а в «BTC» записываются только окончательные данные о состоянии.Такой тип схемы называется «BTC Layer 2».
BTC Цель и история развития второго слоя
BTC Layer; 2 относится к технологии расширения второго уровня Биткойн (BTC).Этот тип технологии направлен на увеличение скорости транзакций Биткойн, снижение комиссий за обработку, повышение масштабируемости и решение ряда проблем, с которыми сталкивается «BTC».
Слой;2; Цели разработки:
**Повысить скорость транзакций:**Уровень;2;Попробуйте улучшить скорость транзакций Биткойн за счет оптимизации метода обработки транзакций, пакетной обработки транзакций в цепочке и использования новейших технологий для синхронизации и проверки каждой транзакции в цепочке, поэтому которые расширяют применение и продвижение биткойнов в глобальном масштабе.
**Снижение транзакционных издержек: **Уровень;2;При пакетной обработке транзакций в цепочке;BTC;только конечное состояние после завершения транзакции записывается в;BTC;, промежуточные транзакции и состояния в конечном состоянии и начальное состояние, тогда в цепочке нет синхронизации «BTC», что снижает комиссию за транзакцию и снижает нагрузку на базовую цепочку блоков биткойнов.
**Повышение масштабируемости: **Уровень 2. Внедрение технологии направлено на решение проблемы масштабируемости базовой цепочки биткойнов, делая ее более способной справляться с будущим ростом объема транзакций.
В последние годы Слой 2 является одной из наиболее важных инвестиционных тем в «криптоиндустрии», но в большинстве сценариев он конкретно относится к плану расширения Ethereum «Слой 2», однако план расширения BTC намного ранее С тех пор, как появилось предложение по расширению Ethereum, даже Ethereum был создан, потому что предложение Виталика Бутерина по улучшению BTC было отклонено.
В 2012 году впервые была предложена концепция Pegged Sidechains, производная от двусторонней привязки, которая позволяет беспрепятственно передавать активы между двумя цепочками. Это предложение заложило основу для более поздней технологии боковой цепи.
В 2014 году была основана компания Blockstream, которая начала исследовать и разрабатывать технологию боковой цепи для улучшения масштабируемости Биткойн.
В 2015 году был выпущен официальный документ Lightning Network, авторами которого были Тадж Драйя и Джозеф Пун. Lightning Network — это решение, отделяющее небольшие транзакции от основной цепочки.Благодаря созданию двустороннего платежного канала нет необходимости записывать промежуточные транзакции в блокчейн, нужно записывать только конечное состояние на «BTC».
Поскольку конструкция «BTC» относительно проста и не имеет гибкой масштабируемости, раннюю схему «BTC Layer; 2» трудно внедрить в Биткойн, поэтому она не вызвала больших резонансов.
До «2017 года» был модернизирован и активирован SegWit (Segregated Witness), что решило проблему пластичности транзакций в блокчейне Биткойн и обеспечило возможность развития технологии Layer;2.
С 2018 года разработчики постепенно начали развертывать узлы Lightning Network и получили определенных пользователей и поддержку. По данным bitcoinvisuals; статистика веб-сайта на; 2023; год; 6; месяц; 4; день; количество узлов сети Lightning превышено; 1; емкость превышает; 5000; биткойнов, а стоимость превышает; 1; миллион долларов США. долларов.
Недавнее появление стандарта токенов BRC-20 еще больше обогатило экологию Биткойна и в то же время позволило привлечь внимание общественности к «уровню BTC 2». Существует довольно много проектов, создающих «BTC Layer; 2», наиболее известным из которых является Lightning Network.
Молниеносная сеть
Сеть Lightning была впервые предложена в 2015 году Джозефом Пуном и Таддеусом Дрией в их официальном документе. Сеть Lightning использует технологию канала микроплатежей, чтобы размещать большое количество транзакций за пределами блокчейна Биткойн и помещать в цепочку только ключевые ссылки для подтверждения. Процесс транзакции выглядит следующим образом: пользователь, которому необходимо торговать, открывает комнату для офлайн-транзакций.При входе в комнату пользователь закладывает валюту для получения счета, а новый счет использует для распределения заложенной валюты обеих сторон.После транзакция завершена, когда комната отсутствует, транзакция урегулирована Последняя валюта погашения банкнот.
Техническое введение в сеть Lightning
Чтобы создать безопасный и надежный канал микроплатежей, Lightning Network использует в качестве ключевых технологий контракт с восстанавливаемой последовательностью погашения (RSMC) и контракт временной блокировки (хэшированный контракт временной блокировки, HTLC).
РСМЦ обеспечивает залоговые и расчетные функции, то есть пул средств кошелька с мультиподписью. Обе стороны сделки предварительно вносят часть средств в пул средств. В начальном случае план распределения обеих сторон равен к предварительно сохраненной сумме. Каждый раз, когда происходит транзакция, необходимо совместно подтверждать результаты распределения средств, полученные после транзакции, и в то же время подписывать, чтобы аннулировать старую версию плана распределения. Когда какой-либо стороне необходимо снять наличные, он может записать результат транзакции, подписанный обеими сторонами, в сеть блокчейн для подтверждения. Из этого процесса мы видим, что транзакция «BTC» требуется только при снятии наличных. Сторона, которая первой инициирует снятие средств, на 1000 блоков позже, чем другая сторона, и другая сторона может опровергнуть в течение этого временного окна.
Процесс транзакции Lightning Network, источник изображения:
HTLC устанавливает торговый канал для обеих сторон, аналогичный торговому залу, устанавливает срок действия и автоматически производит расчет по истечении срока действия. В то же время «HTLC» также согласовывает правила межканальных транзакций для облегчения маршрутизации транзакций: в Lightning Network создание каналов транзакций требует затрат, и между любыми двумя пользователями может не быть существующих каналов транзакций. , могут использоваться транзакции с другими людьми. Каналы выступают в качестве посредников для транзакций.
Платежные каналы и маршрутизация Lightning Network, источник изображения:
Однако ранняя сеть Lightning Network имела следующие проблемы:
Фактически, ранние версии Lightning Network требовали от пользователей запуска кошельков с полным узлом или использования кошельков с полным хранением из-за вышеупомянутых проблем. Кошельки с полным узлом требуют, чтобы пользователи вручную управляли временными закрытыми ключами и статусом канала, а процесс транзакций не очень хорош. А полностью управляемые кошельки, такие как Chivo, используемый в Сальвадоре, имеют низкий порог для использования, и хранитель автоматически подменяет операции пользователя, но хранитель контролирует закрытый ключ учетной записи пользователя, и безопасность вызывает беспокойство. Благодаря постоянному развитию Lightning Network разработчиками вышеуказанные проблемы постепенно решаются, и была разработана Lightning Network с более полными функциями и вспомогательными средствами, такими как OmniBOLT и сетевой кошелек Lightning Network «OBAndroid», разработанный его команда.
OmniBOLT Omni означает полный и все, а BOTL — это аббревиатура от Basis of Lightning Technology. OmniBOLT, основанный на BTC и Omni Layer, предлагает полный набор протоколов Lightning Network, расширяя функции оплаты Lightning Network, BTC, он также может выпускать и торговать диверсифицированными активами на основе Omni Layer и поддерживать автоматизацию. Механизм maker (AMM: Automated market makers) позволяет пользователям использовать пул средств платежного канала в качестве ликвидности в Lightning Network для создания и использования децентрализованных бирж. OmniBOTL имеет грандиозное видение, но в настоящее время технология сложна, включает несколько протоколов и систем, могут быть риски уязвимостей, и требуется больше времени для проверки ее безопасности.
OmniBOLT, архитектура протокола, источник изображения:
OBAndroid — полнофункциональный мобильный кошелек Lightning Network с полным узлом. В этом кошельке, хотя пользователь имеет право управлять закрытым ключом, он может автоматически отслеживать транзакции, быстро синхронизировать данные полного узла и поддерживать состояние облачного и локального резервного канала. Кроме того, OBAndroid также поддерживает Omnilayer активы через OmniBOTL для транзакций. OBAndroid; делает торговый опыт Lightning Network приемлемым для пользователей и снижает порог для использования Lightning Network.
OBAndroid; кошелек с полным узлом, источник изображения:
Прочее, уровень BTC 2, предметы
Помимо Lightning Network, в разработке находятся другие проекты BTC Layer 2:
Syscoin создан командой SYSLab; BTC; исходный код для разработки с целью использования безопасности «BTC»; совместим с экосистемой Ethereum. В настоящее время команда SYSLab запустила NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), виртуальную машину, созданную с использованием безопасности PoW BTC и совместимую со смарт-контрактами Ethereum. Кроме того, команда SYSLab также планирует запустить такие проекты, как ZK и Optimistic, Rollup, Proof of Data в цепочке, Validium и другие проекты. Syscoin; информация о проекте скудна, и оценить его преимущества и недостатки технически сложно, но его библиотека исходных кодов часто обновляется и все еще находится в стадии стабильной разработки.
Syscoin; дорожная карта, источник:
RGB (Really Good for Bitcoin) — это система смарт-контрактов BTC, интегрированная с Lightning Network, предложенная Джакомо Зукко и Питером Тоддом в 2016 году. RGB; кредитное плечо; BTC; для поддержания устойчивости к цензуре и борьбы с атаками двойного расходования. В;RGB; все транзакции с токенами и работа по проверке размещаются вне сети, и только сторона, получающая платеж, должна выполнять проверку клиента. Клиент проверяет источник средств плательщика в «BTC», и после подтверждения того, что это действительная транзакция, напрямую модифицирует «UTXO» обеих сторон без записи данных транзакции в блокчейн, что имеет функцию защиты конфиденциальности. . Кроме того, клиент может напрямую ввести функцию смарт-контракта для оценки правил транзакции, а поскольку консенсус глобального состояния не требуется, данные смарт-контракта не нужно загружать в цепочку, а функция конфиденциальности также может быть гарантирована. RGB; Сообщество разработало полную по Тьюрингу виртуальную машину смарт-контрактов; AluVM (алгоритмический логический блок VM), которая обладает очень хорошей масштабируемостью, безопасностью и защитой конфиденциальности.
Сравнение транзакций по RGB и транзакций по BTC, источник:
AluVM, сравнение с другими режимами программирования, источник:
Уровень BTC;2;Сводка и перспективы
Хотя Биткойн является самой ранней, самой безопасной, самой известной и самой ценной сетью блокчейнов в мире, его экологическое развитие продолжает углубляться. Например, пропускная способность канала его крупнейшей сети второго уровня, Lightning Network, продолжает расти, обновление Taproot повышает эффективность и конфиденциальность биткойнов, а протокол Taro вводит платежи в стейблкоинах и ончейн, встроенный в сеть. Молниеносная сеть; NFT. Однако, по сравнению с количеством биткойнов в цепочке Ethereum, пропускная способность сети Lightning относительно невелика, и из-за полной синхронизации данных узла и управления состоянием канала порог использования сети Lightning высок, и пользователь масштаб не так хорош, как у Ethereum, но этот статус-кво может указывать на огромный потенциал роста.При дальнейшем развитии экологии, связанной с сетью Lightning, аналогичной OmniBOLT, улучшенной версии протокола Lightning Network и более низкому порогу использования, OBAndroid, кошельку непрерывное развитие, так что Lightning Network, наконец, имеет хорошую безопасность. Сексуальность, масштабируемость и простота использования, принятые пользователями, могут поднять рыночную стоимость «BTC» на более высокий уровень.
В то же время нам также необходимо уделить внимание развитию других проектов «Уровня 2», таких как схема «RGB» с естественной защитой конфиденциальности и «Syscoin», совместимый с экологией Ethereum. Эти проекты не так известны, как Lightning Network, но они также могут решить проблемы, с которыми сталкивается «BTC», и имеют преимущества, с которыми не могут сравниться другие решения. Однако, по сравнению с проектами расширения второго уровня Ethereum, эти проекты недостаточно известны, и они получили меньше инвестиций, и они не получают поддержки основной команды разработчиков «BTC», такой как Lightning Network. «BTC», скорее всего, будет успешным позже, чем расширение Ethereum, такое как схема «Rollup» «Syscoin». С точки зрения экологии «уровня 2», кажется, что экология Ethereum имеет лучший круг добродетелей и больше нравится инвесторам.
В будущем мы можем увидеть ускоренное расширение экосистемы Биткойн. Поскольку инфраструктура Lightning Network совершенствуется и привлекает все больше внимания, проекты, основанные на Lightning Network, схожи; OmniBOLT и RGB могут извлечь из этого пользу, получив лучшую основу для разработки, больше пользователей и еще больше инвестиций. И «Syscoin», совместимый с Ethereum, такой как проекты «BTC Layer 2», также выиграют от быстрого развития экологии второго уровня Ethereum и ускорят продвижение своей дорожной карты. Кроме того, обсуждение схемы расширения «BTC» не прекращается: Джон Лайт; предложенный в «2022» на основе Биткойн; zk-rollups; двухуровневая сеть может принести больше функций в Биткойн, более высокую масштабируемость и лучшую конфиденциальность, в то же время сохраняя свой децентрализованный характер; компания, возглавляемая бывшим Twitter; генеральный директор Джек Дорси; Экосистема Биткойн откроет новый путь за пределами платежей, DeFi, NFT и других областей, чтобы охватить больше пользователей.
[;1;] Накамото, Сатоши. «Белая книга биткойнов». URL: . орг/биткойн. pdf-(: 17.07.2019) (;2008).
[;2;] Пун, Джозеф и Фаддей Дрийя. «Сеть молнии биткойн: масштабируемые мгновенные платежи вне сети». (;2016).
[;3;] «Архитектуры клиентов Lightning Network». URL-адрес:;
[;4;] Лин, Цзянь-Хонг и др. «Сеть Lightning: второй путь к централизации экономики биткойнов». Новый журнал физики 22.8 (; 2020): 083022.
[;5;] Увеличение ;BTC; обсуждение размера блока: