Un artículo que resume el sistema de conocimientos básicos V1.5 de la construcción de Bitcoin Layer 2

Autor original: Fu Shaoqing, SatoshiLab, All Things Island BTC Studio

Notas de modificación de la versión V1.5:

(1) En febrero de 2024 se publicó un artículo que resume el sistema de conocimiento básico V1.0 de la construcción de la segunda capa de Bitcoin (Capa 2). Después de escribir en marzo "Observando la segunda capa de Bitcoin desde la perspectiva de una máquina de estado, Puede obtener el artículo "Más pensamientos y conclusiones", obtuvimos un resumen de las características de las diferentes segundas capas. Será más fácil de leer si lo resumimos en el sistema de conocimiento básico, por eso lanzamos la versión V1.5.

(2) Modificó el contenido de la expresión de texto de algunos detalles, como la tecnología de conexión entre la primera capa y la segunda capa.

(3) Debido a que a menudo surgen disputas, los tres conceptos de Centralizado, Descentralizado y Distribuido en la Sección 2.4 se explican con más detalle.

(4) La segunda imagen de la Sección 2.4 se ha mejorado y modificado para aclarar el contraste.

(5) Se agregó la Sección 2.5 para resumir las características básicas de blockchain y las características de tres construcciones de Capa 2, lo que facilita la comprensión si se utilizan múltiples estructuras de combinación.

El auge de Bitcoin Inscription ha aportado nueva vitalidad al ecosistema de Bitcoin, lo que ha provocado que más personas empiecen a prestar atención a Bitcoin nuevamente. Algunas personas dicen que ha abierto la caja de Pandora del ecosistema de Bitcoin. Entre los muchos avances técnicos en el ecosistema de Bitcoin, la construcción de la segunda capa de Bitcoin es la máxima prioridad. En esta dirección, me basé en algunos artículos conocidos en Internet, intercambios con muchos amigos y la experiencia de nuestro equipo en el diseño y desarrollo de productos Web3, y resumí un artículo sobre los conocimientos básicos de la segunda capa de Bitcoin. Este método es fácil de resumir y aprender y, debido a las limitaciones de la cognición individual, espero que pueda atraer a más personas para mejorar ideas relacionadas y permitir que este campo se desarrolle mejor.

**El mundo de blockchain comienza con Bitcoin y termina con el ecosistema de Bitcoin. ** (Personalmente estoy de acuerdo con el resumen del Sr. Dashan de Waterdrop Capital). Ethereum también es una exploración de la tecnología de cadena lateral de Bitcoin. En este artículo, utilizaremos indistintamente "construcción de red de segunda capa" o "construcción de red de segunda capa". Por lo general, el término "construcción de red de segunda capa" es relativamente limitado y la construcción de segunda capa es un concepto más amplio. Sin embargo, para adaptarnos a las explicaciones comunes como la red de capa 1 y la red de capa 2 que generalmente se discuten en la industria, también usaremos el concepto de "construcción de red de capa 2". Estas dos palabras son el mismo concepto en este artículo.

1. Tareas comunes que debe realizar la Capa 2

Para comprender los problemas básicos que deben resolverse en la construcción de segunda capa de Bitcoin. Comencemos por comprender las características básicas del sistema blockchain.

1.1 Características básicas y requisitos básicos de blockchain.

Este artículo utiliza un concepto propuesto por Vitalik: blockchain es una "computadora mundial". Nos resultará más claro comprender las diversas características de blockchain desde esta perspectiva. En capítulos posteriores también analizaremos la posibilidad del desarrollo de esta "computadora mundial" basada en la estructura de von Neumann en las computadoras.

Primero resumamos algunas características básicas:

Nota:

La demanda generada para mantener el funcionamiento normal de la "computadora mundial" de la blockchain se llama demanda interna;

*Las necesidades de los usuarios que utilizan esta "computadora mundial" se denominan necesidades externas. *

Abierto y transparente: Estas son las características de almacenamiento de datos y ejecución de instrucciones de la "computadora mundial" de blockchain. También es un requisito interno que requiere que muchos nodos distribuidos en todo el mundo participen en los cálculos. Esta característica simplemente satisface el derecho del usuario a conocer los datos y es el resultado de los requisitos de colaboración interna de la propia "computadora mundial" y las necesidades externas del usuario. Las características de privacidad que se mencionan más adelante tienen como objetivo satisfacer las necesidades externas de los usuarios sin destruir los requisitos de colaboración de la propia "computadora mundial". Descentralización: esta característica es una característica arquitectónica de esta "computadora mundial". El grado de descentralización y tolerancia a fallas están teóricamente determinados por la Teoría de los Generales Bizantinos (la posibilidad de deshonestidad entre los colaboradores, es decir, el incumplimiento del acuerdo) situación) esta apoyado. En teoría, los sistemas generales no bizantinos no son sistemas blockchain. Más adelante veremos dos situaciones de sistemas no blockchain en la construcción de la segunda capa. El grado de descentralización es un indicador importante de la seguridad de blockchain y es la base de determinadas características.

**Seguridad: **La seguridad es una combinación de requisitos internos generados por las características arquitectónicas de esta "computadora mundial" y requisitos externos requeridos por los usuarios. Desde el nivel micro, la seguridad está garantizada por las tecnologías relacionadas con la criptografía, y desde el nivel macro, está asegurada por la descentralización de la arquitectura, de modo que esta "computadora mundial" no se verá afectada por la falsificación de microdatos o la destrucción. de la macroarquitectura de seguridad.

Potencia informática: Una de las funciones principales de la computadora mundial, blockchain, es la potencia informática. Para medir este indicador, generalmente lo usamos para examinar si Turing está completo. Para mantener sus características principales, algunas cadenas están diseñadas deliberadamente para que sean Turing incompletas. Por ejemplo, en la red Bitcoin, Satoshi Nakamoto no solo hizo que las instrucciones de su código no fueran completas según Turing, sino que también eliminó deliberadamente algunos conjuntos de instrucciones durante el desarrollo para mantener su estabilidad y seguridad. Todas las tecnologías completas de Turing están diseñadas para ampliar la potencia informática de blockchain. Desde la perspectiva del diseño en capas, los sistemas simples son más adecuados para la capa inferior.

Rendimiento: Con la misma potencia informática, el rendimiento es otra capacidad importante al examinar las computadoras en el mundo de blockchain. Generalmente se mide por TPS, que es la cantidad de transacciones procesadas por segundo.

Almacenamiento: La cadena de bloques se describe como una "computadora mundial", por lo que debe tener una función de almacenamiento, que es la capacidad de registrar datos. En la actualidad, se almacena básicamente en el bloque y aún se está desarrollando un almacenamiento en cadena más profesional fuera del bloque.

**Privacidad: **La privacidad es un requisito subdividido en "World Computer", que requiere que se mantengan los permisos de los productores y usuarios de datos durante el proceso de cálculo y almacenamiento (también ponemos resistencia a la censura en la parte de privacidad). Esto está impulsado básicamente por las necesidades externas de los usuarios.

También hay un indicador integral, la escalabilidad, que generalmente se refiere a la escalabilidad de toda la arquitectura. Esta característica afecta la mayoría de las características básicas. A nivel arquitectónico, la escalabilidad del sistema es un indicador muy importante. También habrá otras capacidades de conexión, u otras capacidades para escenarios específicos, no las discutiré demasiado aquí, las analizaré en detalle cuando me encuentre con estos escenarios especiales.

Entre las características básicas de estas blockchains, la mayoría de ellas están restringidas por triángulos imposibles. Por ejemplo, las conjeturas de DSS son descentralización (Descentralización, D), seguridad (Seguridad, S) y escalabilidad (Scalability, S). Como se muestra abajo:

En los sistemas distribuidos, un triángulo imposible similar es el principio CAP. CAP se refiere al hecho de que la coherencia, la disponibilidad y la tolerancia de partición no se pueden lograr simultáneamente en un sistema distribuido. El sistema blockchain es un sistema distribuido con el problema de los generales bizantinos, por lo que también se aplica al principio CAP.

El principio de la PAC se muestra en la siguiente figura:

1.2 El papel de la construcción del segundo piso

¿Qué funciones se deben cumplir en la construcción del segundo piso? ¿Qué funciones se proporcionan? La construcción del segundo piso debe ampliar las deficiencias del sistema del primer piso. Las cosas que no son adecuadas para completarse en el sistema del primer piso se pueden completar en la construcción del segundo piso.

Podemos sacar una conclusión preliminar de las características de blockchain resumidas anteriormente, que deben expandir estas capacidades básicas: ** apertura y transparencia, descentralización, seguridad, potencia informática, rendimiento (rendimiento), almacenamiento, privacidad, etc.**. Además de estas capacidades básicas desde una perspectiva técnica, también hay un problema económico muy importante que debe resolverse, que es la reducción de costos. Por lo general, el costo total de ejecutar transacciones en una red de un nivel es relativamente alto, y dos Es necesario utilizar una red de niveles para reducir estos costos.

Para resumirlo en una frase, para aumentar la capacidad, reducir costos y personalizar funciones, todas las soluciones tridimensionales son construcciones de dos capas. En cuanto a las funciones de personalización, aún no son lo suficientemente obvias o, a menudo, están ocultas en las dos primeras funciones y son algo confusas. Podemos entender que las características de la red de primera capa se requieren en diferentes grados para muchas aplicaciones, y la implementación de varias características se puede reajustar para ciertas aplicaciones en la segunda capa.

En la construcción de la segunda capa, las capacidades básicas de la cadena de bloques tendrán compensaciones y algunas características se reducirán o incluso se descartarán a cambio de mejoras significativas en ciertas características. Por ejemplo: para mejorar el rendimiento, algunas segundas capas reducirán el grado de descentralización y reducirán la seguridad; para aumentar el rendimiento, algunas segundas capas, como Lightning Network, cambiarán la estructura del sistema y el método de liquidación. También hay algunos que mejoran ciertas características sin reducir las características básicas, como el método de procesamiento RGB, que obviamente aumenta la privacidad y la resistencia a la censura, pero aumenta la dificultad de implementación técnica. En casos posteriores veremos construcciones de dos plantas que reducen o alteran simultáneamente varias propiedades.

Entre ellos, la reducción de costos debería ser una necesidad básica para toda construcción de segundo piso. (¿Hay segundos pisos que no reduzcan costos? Todavía no he visto ninguno).

1.3 ¿Por qué necesitamos un diseño en capas?

El diseño en capas es un medio y una metodología para que los humanos trabajen con sistemas complejos. Logra la modularidad, mantenibilidad y escalabilidad del sistema dividiendo el sistema en múltiples estructuras jerárquicas y definiendo las relaciones y funciones entre cada capa, mejorando así la eficiencia del diseño y confiabilidad del sistema.

Para un sistema de protocolo amplio y de gran tamaño, existen beneficios obvios al utilizar capas. Esto hace que sea fácil de entender para las personas, fácil de implementar mediante división del trabajo y fácil de mejorar mediante módulos. Como el diseño del modelo ISO/OSI de siete capas en redes informáticas, pero en implementaciones específicas, algunas capas se pueden combinar. Por ejemplo, el protocolo de red específico TCP/IP es un protocolo de cuatro capas. Como se muestra abajo:

Específicamente, las ventajas de la estratificación de protocolos:

1. **Cada nivel es independiente. ** Una determinada capa no necesita saber cómo se implementa la capa inferior, solo necesita conocer los servicios proporcionados por la capa a través de la interfaz entre capas. De esta forma se reduce la complejidad de todo el problema. En otras palabras, la forma en que se realiza el trabajo de la capa superior no afecta el trabajo de la siguiente capa, de esta manera, siempre que la interfaz se mantenga sin cambios al diseñar el trabajo de cada capa, podemos ajustar los métodos de trabajo dentro de la capa. capa a voluntad.
2. **Buena flexibilidad. **Cuando cualquier capa cambia, siempre que la relación de interfaz entre las capas permanezca sin cambios, las capas por encima o por debajo de esta capa no se verán afectadas. Cuando hay una innovación tecnológica en una determinada capa o ocurre un problema en el trabajo de una determinada capa, no afectará el trabajo de otras capas. Al solucionar problemas, solo se deben considerar los problemas de esta capa.
3. **Estructuralmente separable. **Cada capa se puede implementar utilizando la tecnología más adecuada. El desarrollo de la tecnología es a menudo asimétrico, la división jerárquica evita efectivamente el efecto barril y la eficiencia general del trabajo no se verá afectada por una tecnología imperfecta en un aspecto.
4. **Fácil de implementar y mantener. **Esta estructura facilita la implementación y depuración de un sistema grande y complejo porque todo el sistema se ha descompuesto en varios subsistemas relativamente independientes. Al depurar y mantener, cada capa se puede depurar de forma independiente para evitar la situación de no encontrar o resolver el problema incorrecto.
5. **Puede promover el trabajo de estandarización. **Porque se han descrito con precisión las funciones de cada capa y los servicios que presta. La ventaja de la estandarización es que una de las capas se puede reemplazar a voluntad, lo cual es muy conveniente para su uso e investigación.

La idea del diseño modular jerárquico es un método común en el campo técnico para abordar un proyecto que tiene una función enorme y requiere la cooperación de muchas personas y la mejora continua de los proyectos de ingeniería. Es un método eficaz que ha sido probado en la práctica.

2. Varias ideas de construcción para Bitcoin Layer 2

Tomamos la construcción de la segunda capa de Bitcoin como caso para realizar un análisis relevante. Hay tres rutas obvias de construcción de la segunda capa de Bitcoin:

(1) Una es una ruta de expansión basada en cadena, que es muy similar a la segunda capa de EVM y es una estructura de cadena de bloques;

(2) Uno se basa en una ruta distribuida, representada por Lightning Network, que es una estructura distribuida.

(3) También existe una ruta basada en un sistema centralizado, representada por un índice centralizado, que es una estructura centralizada.

Los dos primeros métodos son muy distintivos y ya hay algunos productos en uso y productos en exploración. Para el primer método, debido al floreciente desarrollo de Ethereum y la exploración de otras cadenas de imitación de Bitcoin, la expansión de la segunda capa basada en cadenas es relativamente más fácil y hay más casos de referencia. El segundo método distribuido suele ser más difícil y se desarrolla más lento, representado por Lightning Network. El tercer método es muy controvertido porque no parece un edificio de dos pisos, pero parece completar la función de un edificio de dos pisos.

¿Qué plan de construcción de dos pisos es mejor? Utilizamos el resultado de una prueba de mercado como indicador de medición. Cualquiera que sea la red de segundo nivel que tenga un TVL (valor total bloqueado) más alto, ese plan es el plan óptimo. Con el desarrollo del tiempo y la tecnología, esta solución óptima será un proceso de cambio.

En cuanto a la definición de red de segundo nivel de Bitcoin, siempre que dependa de la red de Bitcoin, establezca una conexión técnica con la red de Bitcoin y tenga algunas características que sean mejores que la red de primer nivel de Bitcoin, se considera la red de segundo nivel de Bitcoin. construcción de red de niveles. En otras palabras, mientras BTC se consuma como gas, un sistema que utilice BTC como activo subyacente y amplíe el rendimiento de Bitcoin se considera una construcción de segundo nivel. Con base en este juicio, deberíamos reconocer el tercer tipo de construcción de red de segundo nivel, es decir, la construcción de segundo nivel de una estructura centralizada.

El desarrollo de la tecnología propia de Bitcoin, como OP_RETURN modificado, SegWit (Segregated Witness), Taproot (versión mejorada de Segregated Witness), firma Schnnor, MAST y Tap, debe diseñarse con el fin de conectar la primera y la segunda capa y no debe usarse Estas tecnologías tienen demasiadas funciones de desarrollo, porque no importa cuánto se expanda la red de primer nivel, no habrá un avance cualitativo y se debe llevar a cabo la construcción de segundo nivel. Sin embargo, en ausencia de productos Bitcoin de segunda capa mejor utilizados, estas capacidades técnicas que conectan la primera y la segunda capa se abusarán durante un período de tiempo.

2.1 Construcción de segunda capa basada en cadenas

Las primeras cadenas de imitación de Bitcoin hicieron varias exploraciones, como "Colorcoin" (monedas de colores), "CovertCoins" y "MasterCoin"; varias cadenas de imitación de Bitcoin ampliadas, como BCH (Bitcoin Cash), BSV (Bitcoin SV), 5 BTG (Bitcoin Oro); Varias tecnologías de cadena lateral se basan en casos de construcción de expansión de cadena, que se puede decir que es una segunda capa en un sentido amplio.

Incluyendo Ethereum, que también es una exploración de mejoras basadas en Bitcoin. Después de convencer en vano a otros equipos del proyecto, Vitalik formó su propio equipo para publicar un documento técnico y desarrollar una nueva generación de blockchain en vista de las imperfecciones de Bitcoin: el sistema sin cuentas de UTXO, la integridad del lenguaje de ejecución que no corresponde a Turing, la escasa escalabilidad y otros temas Sistema blockchain. Aunque este tipo de exploración de Ethereum no es una construcción directa de segunda capa de Bitcoin, es una especie de exploración de construcción basada en cadena en un sentido amplio.

La exploración de Ethereum de las mejoras a las imperfecciones de Bitcoin, así como el desarrollo y verificación de la segunda capa en Ethereum, proporcionan un caso de referencia para el desarrollo de redes de segunda capa basadas en cadena en Bitcoin. Varias soluciones acumulativas, soluciones entre cadenas, tecnología de canal de mensajes y la propia tecnología de fragmentación de Ethereum * (desde la perspectiva del pensamiento en capas de lidiar con sistemas complejos, tal vez esta idea de resolver múltiples problemas en un nivel sea incorrecta) *, que ha hecho florecer el ecosistema tecnológico de Ethereum, lo que ha hecho que muchas personas crean que la dirección de desarrollo y el futuro de la cadena pública han sido determinadas, y que la ecología representada por Ethereum ha ganado. De hecho, esta también es una fase relativamente madura. tipo de rendimiento. Sin embargo, la construcción de la segunda capa basada en cadenas es sólo un método de construcción de la segunda capa, tiene sus propias ventajas y desventajas, y también se necesitan otras tecnologías de la segunda capa para mejorar toda la ecología de la segunda capa.

La construcción de segunda capa basada en cadena en Bitcoin incluye aproximadamente dos tipos de cadena típicos, uno es un modelo de cuenta compatible con EVM y el otro es un modelo UTXO similar a Bitcoin. Los casos existentes (usamos la definición generalizada de segunda capa) incluyen: Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc. son todos modelos de cuentas EVM, y CKB (Nervos) y Chia son todos modelos UTXO.

En los siguientes capítulos, se presentarán algunos casos con más detalle al presentar los proyectos de segunda capa de Bitcoin que se han implementado.

Además, los proyectos de segunda capa que han tenido éxito en Ethereum también se agregarán a la construcción de segunda capa basada en cadena de Bitcoin. Para estos proyectos de segunda capa en Ethereum, la carga de trabajo y los desafíos de transformarse a la segunda capa en Bitcoin serán menores. Basado en el desarrollo y los logros teóricos de la madurez acumulativa y la modularidad de Ethereum, este método de construcción de segunda capa se convertirá en la corriente principal de las discusiones sobre expansión y también es la solución más rápida y efectiva.

¿Qué tan exitosa será esta transformación? Las pruebas de desarrollo persisten. Podemos hacer algunos juicios preliminares a partir de las ventajas y desventajas de esta construcción de segunda capa basada en cadenas.

**¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la construcción de segunda capa basada en cadenas? **

La desventaja de esta solución es que la segunda capa basada en la cadena generalmente está limitada por las limitaciones de la cadena de bloques y la mejora del rendimiento es limitada: o el sistema se vuelve más centralizado o el intervalo de generación de bloques se reduce y la capacidad del bloque aumenta. , la seguridad generalmente se reducirá. Como resultado, nació un edificio de dos pisos sobre el segundo piso, que también se llama Capa 3 o Capa 4.

La ventaja es que esta solución mantiene la mayoría de las características básicas de la cadena de bloques y, en general, resuelve el problema completo de Turing. Los costos de transacción también se reducen significativamente y, en cierta medida, amplía las capacidades de la red de primera capa. Además, esta solución tiene abundantes casos de construcción y la implementación técnica es relativamente fácil. Ya hay muchos casos de exploración y la migración de aplicaciones de capa superior también es muy conveniente. Es un método de implementación más rápido. Creo que este método producir más soluciones de segunda mano red de capas.

En términos generales, debido a las limitaciones de expansión de este método, debería haber muchos proyectos en el segundo piso según la estructura de cadena. Puede haber uno o más segundos pisos en cada campo vertical. Cada proyecto debe completar su propia construcción única de segundo piso. . , para satisfacer las necesidades de determinadas aplicaciones. Su valor también estará determinado por el número y valor total de las solicitudes que se presenten en el mismo.

2.2 Construcción de segunda capa basada en sistema distribuido

En la construcción de segundo nivel también existen algunas construcciones basadas en sistemas distribuidos. En esta solución, la estructura y el marco de la segunda capa ya no son estructuras blockchain, sino un sistema distribuido basado en Channel. Lightning Network es un representante típico.

Un sistema distribuido consta de un conjunto limitado de procesos y un conjunto limitado de canales. Para entregar mensajes en un sistema distribuido, los datos, eventos y canales que deben controlarse ya constituyen un conjunto de problemas relativamente complejo. El Canal al que nos referimos aquí es el concepto de canal de nivel superior, como el canal de pago en Lightning Network y el canal de mensajes en Nostr, en lugar del concepto subyacente de Canal de tecnología específica en la red distribuida.

Hay dos categorías en la construcción de segunda capa de sistemas distribuidos:

(1) Solo se completa la transferencia de valor, similar a Lightning Network;

(2) No solo la transferencia completa de valor, sino también la tecnología completa de Turing, como RGB;

En la solución de construcción distribuida de dos capas, debido a que se trata de transmisión de valor, existen muchas dificultades que exceden la transmisión del mensaje original, por ejemplo, la capacidad total de valor en el canal, el rigor de las transacciones y la imposibilidad de consumir dos veces. más allá de la transmisión del mensaje. Por lo tanto, el desarrollo de la construcción distribuida de segundo nivel no es tan rápido como el de la construcción de segundo nivel basada en cadena, y no hay muchos casos maduros.

Si desea completar cálculos completos de Turing en una segunda capa de este tipo, es decir, construir un sistema de máquina virtual completo de Turing en Channel, será aún más difícil. Al igual que el protocolo RGB, implementa cálculos completos de Turing en un sistema distribuido mediante verificación del cliente y sellado único.

Con respecto a la construcción de segunda capa de sistemas distribuidos distribuidos en Bitcoin, los casos existentes incluyen: Lightning Network, RGB, ¿hay algún caso más famoso? Si lo miramos de acuerdo con el estándar de construcción generalizada de dos niveles, ¿Nostr también pertenece a la construcción de segundo nivel de sistemas distribuidos con mecanismo de canal? Al clasificar la información de Ethereum, vi casos de uso de canales en documentos de Ethereum: Connext, Raiden y Perun, que pueden usarse como direcciones de exploración para investigadores en profundidad.

En los siguientes capítulos, se presentará el proyecto de segunda capa de Bitcoin que ya se está ejecutando y se presentará con más detalle Lightning Network y RGB.

**¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los sistemas distribuidos basados en distribución? **

Las ventajas de esta solución son generalmente que el sistema está más descentralizado, la red de segunda capa puede acomodar innumerables nodos, tiene mejor privacidad y resistencia a la censura y tiene una escalabilidad ilimitada, por lo que, en teoría, el rendimiento se vuelve extremadamente alto.

La desventaja de esta solución es que la implementación técnica es compleja y los algoritmos de enrutamiento, división de valores y algoritmos de encapsulación en un sistema distribuido enorme son relativamente complejos. En comparación con la transferencia de información, todavía falta experiencia en implementación de ingeniería e infraestructura en la transferencia de valor. Esta es también una de las razones por las que se considera que Lightning Network se está desarrollando lentamente.

Además, implementar un sistema completo de Turing en este tipo de sistema, es decir, la computación Channel +, es un desafío muy grande. Definitivamente se puede realizar en teoría, pero en la práctica aún se encuentra en la etapa experimental temprana. RGB es un representante típico de esta situación.

Una vez que se logre un gran avance en la construcción de la segunda capa basada en métodos distribuidos, se promoverá en gran medida el desarrollo de aplicaciones de la capa superior. Las capacidades de descentralización formadas por sus enormes nodos distribuidos y las capacidades de ejecución de código completo de Turing respaldarán mejor la próxima generación de aplicaciones de Internet, que es el escenario de "adopción masiva" del que todos hablan.

Se puede juzgar a grandes rasgos que la segunda capa de la estructura distribuida basada en Channel generalmente solo tiene unos pocos proyectos paralelos, principalmente por dos razones: una es la capacidad de expansión ilimitada de este sistema y la otra es la dificultad técnica de implementación. Por lo tanto, un sistema de este tipo debe ser más abierto en diseño y concepto, y debe permitir la participación de más personas y equipos. Y basándose en esta infraestructura de segunda capa, el equipo de desarrollo de aplicaciones también promoverá el desarrollo de esta segunda capa, por ejemplo, el proyecto BiHelix basado en RGB.

2.3 Construcción de segunda capa basada en sistema centralizado

*¿Quieres esta categoría? Debería haber controversia. *

Las estructuras de índice centralizadas como los ordinales o los indexadores de ciertos nodos funcionales son todas estructuras centralizadas y también son una idea de construcción de dos capas. Sin embargo, esta idea de construcción será menos reconocida porque la segunda capa está demasiado centralizada y la expansión de la red de la primera capa es muy limitada. En la construcción de la segunda capa de esta estructura centralizada, las características básicas de varias cadenas de bloques dependen de la red de la primera capa. La segunda capa solo sirve como algunos cálculos simples y funciones estadísticas. La segunda capa a veces parece ser prescindible. La existencia temporal Puede ser sustituido por otro segundo piso en cualquier momento, y su importancia no parece ser tan alta. Pero desde la perspectiva de On-Chain y Off-Chain, y desde la perspectiva de mejorar las capacidades de la red de primera capa, esta estructura centralizada es también una extensión de segunda capa.

Además de los ordinales, ejemplos de tales sistemas deberían incluir intercambios centralizados. No se presentarán proyectos en esta situación en los siguientes casos.

Ventajas y desventajas de la construcción de segundo nivel basada en sistemas centralizados:

La ventaja es que el sistema centralizado es muy maduro, tiene innumerables casos disponibles y soluciones de optimización, es completamente Turing completo y tiene un rendimiento excelente.

La desventaja es que la segunda capa está extremadamente centralizada y todas las características básicas de la cadena de bloques dependen de la red de la primera capa.

En términos generales, debería haber menos proyectos en el segundo piso basados en una estructura centralizada, o incluso en una existencia escalonada. Una vez que la estructura distribuida basada en la estructura de cadena y el Canal madure y mejore, la mayor parte de la construcción de la segunda capa de estructuras centralizadas desaparecerá, o solo quedará una segunda capa centralizada con menos escenarios característicos. En la etapa actual, debido a que el sistema centralizado es muy maduro, puede cumplir con los escenarios de datos dentro de la cadena y cálculos fuera de la cadena cuando puede escribir datos en la cadena básica. Es el más fácil de implementar para aplicaciones primarias en el El patrón actual del ecosistema Bitcoin se utiliza ampliamente.

2.4 Conceptos más amplios de segundo nivel y aplicaciones de nivel superior

Al analizar la estructura de la construcción de dos capas anterior, hay una estructura de cadena de bloques, una estructura de sistema distribuido y una estructura de sistema centralizado. **Esta es nuestra clasificación común de estructuras de sistemas: Centralizado, Descentralizado, Distribuido, desde esta perspectiva nos resulta más fácil entender las características y escenarios aplicables de cada tipo. Los tres tipos de segunda capa tienen sus ventajas y desventajas. En el futuro ecosistema completo de Bitcoin, los tres tipos deberían distribuirse según diferentes escenarios.

Utilicé este diagrama con referencia al artículo de Vitalik: El significado de la descentralización, URL del enlace: 76 a 274

A menudo hay algunas disputas sobre esta imagen en China. Se cree que los logotipos de la imagen Descentralizada y Distribuida están invertidos. Desde la perspectiva del control y la toma de decisiones, deberíamos poder eliminar esta controversia y comprender mejor lo descentralizado y lo distribuido. Con respecto a Centralizado (A) en la figura, no debería haber disputas entre todos desde varias perspectivas, por lo que solo comparamos descentralizado y distribuido. Descentralizada La descentralización es en realidad una especie de multicentramiento, y su control y toma de decisiones también requiere la participación de determinados nodos centrales, en este momento el control y la toma de decisiones se denominan consenso. Por ejemplo, solo los nodos completos con capacidades de minería en Bitcoin tienen la capacidad de determinar la generación de nuevos bloques y el contenido escrito en nuevos bloques, mientras que aquellos nodos sin capacidades de minería son nodos de solo lectura o nodos de verificación. En las cadenas POS y DPOS, esta situación será más obvia: solo el nodo de consenso puede decidir qué generar y escribir en el nuevo bloque. La diferencia entre algoritmos síncronos y algoritmos asíncronos en los protocolos de consenso también es más obvia, lo que determinará la cantidad de nodos que se pueden acomodar en la red blockchain. En el sistema distribuido, no existe ningún centro obvio, solo nodos. Cualquier nodo puede unirse o abandonar la red en cualquier momento, y su control y toma de decisiones son locales. Esta es también una de las razones por las que los sistemas distribuidos pueden lograr muy alto rendimiento.. ¿Esta explicación elimina las disputas comunes entre Descentralizado y Distribuido?

Además, la multitud de blockchain a menudo habla de la Capa 3 o incluso de la Capa 4 por encima de la construcción de la segunda capa, que es una construcción de segunda capa generalizada. La Capa 3 y la Capa 4 son conceptos completamente diferentes de la estructura de 5 capas de la pila de tecnología Web3 propuesta por Gavin Wood. La Capa 3 y la Capa 4 en la pila de tecnología Web3 son los métodos de clasificación de los protocolos de aplicación.

¿Qué impacto tendrán estas construcciones del segundo piso en las aplicaciones del nivel superior? Con las características básicas proporcionadas por el sistema blockchain: apertura y transparencia, descentralización, seguridad, potencia informática, rendimiento, almacenamiento, privacidad, etc., las aplicaciones de la capa superior se construirán sobre estas extensiones de la segunda capa e interacciones. Se intercalarán en estos segundos pisos. La expansión de la segunda capa basada en la estructura blockchain, la expansión de la segunda capa de la estructura distribuida, la expansión de la segunda capa de la estructura centralizada y algunas aplicaciones centralizadas producirán aplicaciones Web3.0 reales a gran escala.

2.5 Resumen de las características básicas de blockchain y las características de tres construcciones de Capa 2

El contenido de esta sección proviene de otro artículo que escribí: "Al observar la segunda capa de Bitcoin desde la perspectiva de una máquina de estado, se pueden obtener más pensamientos y conclusiones". La tabla de resumen y algunas conclusiones se citan directamente aquí. Para conocer la arquitectura del sistema de las aplicaciones Web3.0, consulte también ese artículo.

A través de la tabla anterior, podemos resumir aproximadamente las características de la estructura blockchain, la estructura del sistema distribuido y la estructura centralizada.

(1) Estructura de la cadena de bloques

El mayor beneficio de la estructura blockchain es que resuelve problemas relacionados con la confianza (la función del libro mayor) y puede registrar el proceso de cambio de datos (transición de estado), por lo que los datos y las reglas de cálculo se convierten en datos y cálculos confiables.

El mayor problema de la estructura blockchain es el bajo rendimiento. Hay dos razones para esto: en primer lugar, la estructura blockchain no puede eliminar escenarios de cálculo parciales y todas las solicitudes se procesan en forma de cálculo completo. Por ejemplo, cálculo parcial y cálculo global, datos locales y datos globales, datos temporales y datos permanentes. En segundo lugar, la estructura blockchain tiene un límite superior de rendimiento obvio. Si la expansión de la capa 2 se realiza a través de una cadena, la cantidad de transacciones admitidas también es muy limitada.

Para ampliar el rendimiento de las estructuras que contienen blockchain, se requiere una construcción multicapa y debe usarse junto con sistemas heterogéneos.

De la tabla anterior, solo la estructura blockchain puede realizar la función de libro mayor sin confianza, por lo que si un sistema quiere realizar la función de libro mayor sin confianza, debe incluir un sistema blockchain. Sin embargo, debido a los requisitos de rendimiento de las aplicaciones a gran escala, el sistema blockchain debe combinarse con otros sistemas para satisfacer las necesidades.

(2) Sistema distribuido

En la tabla anterior, podemos ver las ventajas obvias de los sistemas distribuidos: la descentralización, el rendimiento y la escalabilidad son excelentes, pero hay características más complejas en la implementación de funciones. Además, los sistemas distribuidos no tienen la capacidad de confiar en el libro mayor.

Por lo tanto, si podemos utilizar el sistema distribuido en la construcción de la segunda capa basada en la función de contabilidad de la primera capa de Bitcoin, en teoría podemos lograr una expansión ilimitada del rendimiento manteniendo las características básicas de la cadena de bloques. Un caso en esta área es el de Bitcoin + Lightning Network. El rendimiento de esta combinación es de 7 TPS * ∞ de Bitcoin.

La razón para lograr la integridad de Turing en un sistema distribuido es que el costo de registrar y ejecutar contratos inteligentes en un sistema blockchain es muy alto porque se trata de datos y códigos globales. Por lo tanto, los contratos inteligentes también son adecuados para la teoría en capas, que limita el almacenamiento de código y la ejecución de contratos inteligentes a los participantes.

(3) Sistema centralizado

En la tabla anterior, podemos ver que el beneficio del sistema centralizado es que la implementación de ingeniería es relativamente simple, debido al simple control lógico interno y al simple cálculo. De manera similar, los sistemas centralizados no tienen la capacidad de confiar en los libros de contabilidad. Las ventajas de un sistema centralizado no son sobresalientes: si está procesando datos a pequeña escala, o procesando datos temporales y cálculos temporales, será relativamente adecuado.

La construcción del segundo piso del sistema centralizado se puede utilizar como solución complementaria o transitoria a los otros dos métodos.

(4) Análisis completo

En la era del valor, a través del contenido anterior, podemos ver que es difícil lograr el efecto de satisfacer las necesidades confiando en un solo sistema. Esta es también una necesidad práctica para la segunda capa del desarrollo ecológico de Bitcoin. Pero cómo combinar estos tres sistemas requiere mucha exploración, analicémoslo teóricamente primero: ante diferentes necesidades, habrá diferentes estructuras de combinación.

En primer lugar, desde la perspectiva del concepto de diseño de capas de protocolos, la red Bitcoin no requiere la integridad de Turing: es una máquina de confianza global y solo necesita guardar los datos y los cambios de datos que requieren confianza global. Con base en este requisito tan básico, el conjunto de instrucciones de Bitcoin se puede reducir al mínimo. Otras funciones se dejan para que las completen las extensiones de la capa superior.

Generalmente, las aplicaciones pequeñas solo deben completarse en una única cadena de bloques. Los sistemas un poco más grandes son adecuados para completar la construcción de la segunda capa de blockchain + blockchain. Pero para aplicaciones a gran escala, la solución preferida es utilizar un sistema blockchain + sistema distribuido.

Mediante la combinación de múltiples estructuras de sistemas, se pueden superar las limitaciones de la teoría básica de un sistema único. Por ejemplo, el sistema blockchain está limitado por las limitaciones del triángulo imposible DSS, pero si se utiliza un sistema blockchain + sistema distribuido, se puede resolver el triángulo imposible de descentralización D, seguridad S y escalabilidad S. Otras combinaciones, blockchain + sistema centralizado, también pueden resolver el problema de escalabilidad hasta cierto punto. El sistema distribuido + el sistema centralizado puede resolver las limitaciones del triángulo CAP en los sistemas distribuidos.

3. Cosas relacionadas con la construcción del segundo piso.

Con la red de primer nivel y la construcción de segundo nivel, ¿cuál es la conexión entre las dos? ¿O están los dos directamente relacionados? Se trata de una conexión técnica directa, por ejemplo un enlace mediante bloqueo bidireccional o tecnología de puente. La otra es la correlación fuera del sistema, como Bitcoin y Ethereum. Aunque no existe una correlación directa, la gente transforma BTC en WBTC para fluir en Ethereum. Ni siquiera existe una correlación técnica, sino ajustes individuales basados en las fluctuaciones de precios. Las posiciones de Bitcoin y Ethereum son una correlación fuera del sistema.

Aquí solo discutiremos las correlaciones técnicas, estas tecnologías de correlación están completamente relacionadas con la estructura y características de la segunda capa. Más adelante, nos referiremos a la estructura de von Neumann desde una perspectiva más macro para juzgar el desarrollo de la ecología relacionada con blockchain.

3.1 Tecnología de conexión de primera y segunda capa

Ya hemos mencionado el desarrollo de la propia tecnología de Bitcoin, como la modificación de OP _RETURN, SegWit (Segregated Witness), Taproot (versión mejorada de Segregated Witness), firma Schnnor, MAST y Tap, todos los cuales deberían usarse para conectar el primero. y segunda capa. El diseño es el elemento técnico básico que conecta la primera capa y la segunda capa en el ecosistema Bitcoin. Estas tecnologías de conexión son una parte importante del pensamiento sobre la construcción de la segunda capa. Aunque existen algunas soluciones de implementación de tecnología de conexión BTC en la red, como el uso de HashLock, o firmas de umbral, MPC, etc., estas soluciones tienen funciones limitadas y son no apto para funciones más complejas, para segmentar aún más los escenarios y requisitos, aún es necesario utilizar los elementos técnicos básicos generados para la conexión en el ecosistema Bitcoin.

Las conexiones de primera y segunda capa de BEVM son algo representativas y la mayoría de ellas utilizan las funciones creadas con los elementos básicos anteriores. Su firma Shnorr + contrato MAST + solución BTC L2 de la red de nodos ligeros de Bitcoin es un buen caso para aprender a conectar la primera capa y la segunda capa.

Además de estos elementos técnicos básicos que conectan el primer y el segundo piso, las tecnologías de conexión específicas variarán dependiendo de la estructura de la construcción del segundo piso. Primero, permítanme presentar brevemente algunos tipos de tecnologías de conexión. Las tecnologías comunes para conectar la red de primer nivel y la red de segundo nivel de blockchain incluyen las siguientes:

**Tecnología de cadena cruzada: **A través de la tecnología de cadena cruzada, diferentes cadenas de bloques pueden interoperar y realizar la conexión entre la red de primera capa y la red de segunda capa. La tecnología entre cadenas puede realizar la transferencia y la interacción de activos entre cadenas, lo que permite que los datos y el valor fluyan entre diferentes cadenas de bloques.

**Tecnología de verificación aislada: **La tecnología de verificación aislada puede aislar los datos de las transacciones en la red de primer nivel y luego verificarlos y procesarlos a través de la red de segundo nivel. Este enfoque puede reducir la carga de la red de primer nivel y mejorar el rendimiento y la eficiencia generales.

** Tecnología de cadena lateral: ** La tecnología de cadena lateral es una tecnología que conecta la cadena principal y la cadena lateral. La cadena lateral puede realizar la transmisión de datos entre la red de primera capa y la red de segunda capa. Las cadenas laterales pueden separar algunas funciones y aplicaciones específicas de la cadena principal para mejorar el rendimiento general y la escalabilidad.

** Tecnología State Channel: ** La tecnología State Channel es una solución basada en la red de segunda capa. Al establecer un canal de comunicación fuera de la cadena, las transacciones se pueden realizar fuera de la cadena y enviarse a la red de primera capa solo cuando sea necesario. . La tecnología State Channel puede aumentar la velocidad y el rendimiento de las transacciones y reducir las tarifas de transacción.

** Tecnología de plasma: ** La tecnología de plasma es una solución de expansión basada en la red de segunda capa. Al fragmentar los datos de transacciones de la red de primera capa y luego verificarlos y procesarlos a través de la red de segunda capa, se puede lograr un mayor rendimiento. y escalabilidad.

Las estructuras comunes de dos capas incluyen la estructura blockchain, la estructura del sistema distribuido y la estructura del sistema centralizado. Las tecnologías de conexión comunes anteriores serán diferentes debido a las diferentes estructuras de la segunda capa, y la mayoría de ellas solo se pueden usar en una estructura. No se analiza en profundidad aquí.

A medida que madure la construcción del segundo piso, habrá tecnologías o casos más específicos, y puede que ni siquiera sea una conexión técnica sino sólo una conexión económica.

¿Cuáles son los indicadores de referencia para examinar la calidad de la tecnología de enlace de capa uno y capa dos? Los indicadores que puedes ver a grandes rasgos son:

¿Puede la primera capa verificar las transacciones en la segunda capa?

¿Podrán los activos del primer piso escapar sin problemas cuando el segundo piso se derrumbe?

¿La tecnología de conexión degrada ciertas características del sistema?

……

El contenido de la tecnología de enlace entre la primera y la segunda capa debería resumirse y mejorarse mejor cuando haya más casos de construcción de segunda capa. Actualmente, estas tecnologías de conexión las completan principalmente constructores de segundo nivel. Es difícil decir si en el futuro habrá productos independientes similares a los puentes entre cadenas.

Esta sección trata más sobre plantear preguntas y permitirnos a los participantes y constructores pensar más.

3.2 Mire el desarrollo de blockchain con referencia a la estructura de von Neumann.

Anteriormente hemos utilizado el concepto propuesto por Vitalik: La cadena de bloques es una "computadora mundial". Dado que todos ellos pueden denominarse computadoras, esta "computadora mundial" se puede comparar y analizar con la estructura de von Neumann de las computadoras tradicionales.

Los cinco componentes principales de una computadora estructurada por von Neumann son: unidad aritmética, controlador, memoria, dispositivo de entrada y dispositivo de salida. ** En el sistema blockchain de "computadora mundial" también existen componentes similares, y también debemos prestar atención a la parte de conexión entre estos cinco componentes, porque en un sistema distribuido, la parte de conexión tiene un mayor impacto.

Las reglas de desarrollo de "World Computer" son muy similares a las reglas de desarrollo de las computadoras tradicionales. En comparación con el desarrollo de las computadoras tradicionales, el sistema blockchain todavía se encuentra en una etapa similar a la anterior a 286. Todavía está expandiendo sus capacidades de procesamiento y almacenamiento, tiene periféricos simples y todavía está muy limitado en lo que puede hacer.

Varias comparaciones que comparan el desarrollo de las computadoras tradicionales con el desarrollo de las "computadoras mundiales":

(1) La expansión de la CPU (calculadora y controlador) es como la expansión de la energía y el rendimiento informáticos actuales de una y dos capas;

(2) La expansión de la memoria pasará gradualmente de competir por el espacio en la cadena a utilizar almacenamiento real de blockchain. Los espacios de almacenamiento en cadena de una y dos capas actuales son como registros, caché de primer nivel y caché de segundo nivel en las computadoras tradicionales. En el futuro, habrá métodos profesionales de almacenamiento de blockchain como memoria, disco duro y almacenamiento externo. La forma actual de escribir datos también cambiará mucho en el futuro.

(3) Los dispositivos de entrada y los dispositivos de salida, en el sistema blockchain, son oráculos. Estos dispositivos de entrada y salida no se han reflejado mucho en la construcción del segundo piso y habrá más demandas en las aplicaciones de la capa superior.

(4) Algunas cadenas y funciones especiales en la cadena de bloques son muy similares a la GPU, tarjetas de equipos especiales, periféricos especiales y otros componentes de las computadoras tradicionales.

(5) Las aplicaciones en cadena y las aplicaciones de nivel superior, al igual que las computadoras tradicionales que aún no han distinguido sistemas operativos y software de aplicación, también están evolucionando y funcionalmente separadas paso a paso.

(6) Muchas aplicaciones actuales de blockchain son aplicaciones financieras, muy parecidas a las primeras computadoras tradicionales, que se usaban principalmente para investigación científica y aplicaciones militares. Con el desarrollo, se están desplazando lentamente hacia empresas, familias e individuos. Las aplicaciones blockchain tendrán una tendencia de desarrollo similar, desarrollándose desde las primeras aplicaciones financieras hasta aplicaciones más amplias.

Desde la construcción de la segunda capa, aún queda mucho por discutir comparando las computadoras tradicionales y la "computadora mundial" de blockchain, que no se describirá en este artículo.

4. Estado actual de construcción de la Capa 2 de Bitcoin

4.1 Proyectos de segunda capa de Bitcoin ya en funcionamiento

En este artículo, presentamos principalmente los proyectos de Bitcoin de segunda capa que se han operado con éxito, haciendo referencia a algunos informes de investigación e informes de la industria. Estas construcciones de segunda capa han estado funcionando durante un cierto período de tiempo y la mayoría de ellas fueron elaboradas o lanzado de 2015 a 2019. . También se presentarán algunos proyectos más nuevos si tienen características especiales. Veremos que estos casos se basan básicamente en la construcción de la segunda capa de la cadena, y la única construcción del sistema distribuido basado en el Canal es Lightning Network. Si incluye la construcción de segunda capa de Ethereum, Raiden Network también es un caso de diseño basado en Channel, pero su desarrollo actual no parece tener éxito y no se presentará en este artículo. La tecnología Plasma de Ethereum es un diseño de subcadena basado en Canal. Parece ser una combinación de cadena y Canal. Personalmente creo que su característica principal es un diseño de dos capas basado en cadena, así que no lo discutiré demasiado. aquí.

1. Lightning Network Lightning Network (basado en construcción distribuida de segunda capa)

Lightning Network es una solución de segunda capa construida sobre la cadena de bloques de Bitcoin y está diseñada para resolver los problemas de escalabilidad y baja velocidad de transacción de Bitcoin. Lightning Network se propuso por primera vez en 2015 y se implementó por completo en 2018.

Las características principales de Lightning Network son rápidas, de bajo costo y escalables. Establece una serie de canales de pago para que las transacciones de Bitcoin puedan realizarse dentro de los canales sin que queden registradas directamente en la cadena de bloques. Esto puede reducir en gran medida el tiempo de confirmación de la transacción y las tarifas de transacción, y admitir una gran cantidad de transacciones paralelas. Lightning Network se basa en el protocolo RMSC para garantizar la seguridad y confiabilidad de las transacciones, mientras que HTLC resuelve el problema de la escalabilidad enrutable. La escalabilidad de su arquitectura le otorga un rendimiento muy alto.

Desde su lanzamiento, Lightning Network ha ganado atención y adopción generalizadas. Cada vez más usuarios, intercambios y comerciantes de Bitcoin utilizan Lightning Network para transacciones rápidas entre cadenas y pagos en tiempo real. Además, los desarrolladores mejoran constantemente el rendimiento y la experiencia del usuario de Lightning Network, dotándola de más funciones y escalabilidad.

Aunque Lightning Network ofrece mejoras significativas en escalabilidad y velocidad de transacciones, todavía enfrenta varios desafíos técnicos y de adopción. Por ejemplo, es necesario mejorar continuamente la estabilidad de la red, los algoritmos de enrutamiento y las interfaces de usuario. Sin embargo, a medida que pasa el tiempo y la tecnología mejora, se espera que Lightning Network se convierta en una importante solución de pago para Bitcoin y otras criptomonedas, brindando a los usuarios una experiencia de transacción más rápida y de menor costo.

2.Líquido (construcción de segunda capa basada en cadena)

Liquid es una solución de cadena lateral lanzada por Blockstream en 2015. Como la primera cadena lateral de Bitcoin, Liquid tiene como objetivo proporcionar soluciones de transacciones privadas, seguras y más rápidas para satisfacer las necesidades de los usuarios profesionales, como las instituciones financieras y las bolsas.

Una de las características clave de Liquid son sus rápidos tiempos de confirmación de transacciones. En comparación con el tiempo de confirmación de Bitcoin de aproximadamente 10 minutos, el tiempo de confirmación de la transacción de Liquid es de solo 2 minutos. Esto permite a los usuarios realizar transacciones más rápido y transferir fondos rápidamente cuando sea necesario. Otra característica importante es la privacidad de las transacciones de Liquid. Liquid utiliza tecnología de transacciones confidenciales (transacciones confidenciales) para ocultar el monto de la transacción, y solo los participantes en la transacción pueden ver el monto específico. Esto ayuda a proteger la privacidad de los participantes de la transacción.

Liquid también presenta un mayor rendimiento de transacciones. Al utilizar la tecnología Federated Peg (anclaje federal), Liquid puede admitir una gran cantidad de transacciones paralelas y anclarse en la red Bitcoin para lograr la interoperabilidad con Bitcoin. Esto permite a Liquid manejar más volumen de transacciones y mejorar el rendimiento general del sistema.

Desde su lanzamiento, Liquid ha ido creciendo gradualmente en la industria de las criptomonedas. Cada vez más bolsas, instituciones financieras y empresas están comenzando a adoptar Liquid como su solución de negociación y liquidación de fondos. Al mismo tiempo, Blockstream continúa introduciendo nuevas funciones y mejoras para mejorar aún más el rendimiento y la seguridad de Liquid.

En resumen, Liquid es una solución de cadena lateral de Bitcoin lanzada por Blockstream que tiene como objetivo proporcionar transacciones rápidas, privadas y de alto rendimiento. Satisface las necesidades de los usuarios profesionales al reducir el tiempo de confirmación de las transacciones, brindar privacidad en las transacciones y aumentar el rendimiento de las transacciones. Con el tiempo, Liquid ha obtenido una adopción y un crecimiento generalizados en la industria de las criptomonedas.

3. Portainjerto (RSK) (construcción de segunda capa basada en cadena)

Rootstock (RSK) es una plataforma de contrato inteligente construida sobre la cadena de bloques de Bitcoin y tiene como objetivo proporcionar una funcionalidad similar a la de Ethereum al ecosistema de Bitcoin. El portainjerto se propuso por primera vez en 2015 y se lanzó oficialmente en 2018.

Las características principales de Rootstock son la vinculación bidireccional con Bitcoin y la funcionalidad de contrato inteligente. Con una vinculación bidireccional a Bitcoin, Rootstock puede utilizar Bitcoin como su activo principal, lo que permite seguridad y estabilidad. Al mismo tiempo, Rootstock admite funciones de contratos inteligentes, lo que permite a los desarrolladores crear y ejecutar contratos inteligentes con funciones de automatización en su plataforma.

Desde su lanzamiento, Rootstock ha ido ganando reconocimiento y adopción gradualmente dentro del ecosistema de Bitcoin. Proporciona más funciones y flexibilidad a los usuarios y desarrolladores de Bitcoin, lo que permite que Bitcoin admita una gama más amplia de escenarios de aplicaciones, como finanzas descentralizadas (DeFi), emisión de activos digitales y gestión de la cadena de suministro.

Sin embargo, el desarrollo de Rootstock ha sido relativamente lento en comparación con otras plataformas de contratos inteligentes. Su expansión en términos de comunidades de usuarios y desarrolladores requiere más esfuerzos. No obstante, las perspectivas de desarrollo de Rootstock todavía se consideran positivas y tiene el potencial de convertirse en una de las plataformas de contratos inteligentes más importantes en el ecosistema de Bitcoin.

** 4. RGB (basado en la construcción distribuida + Turing completa de segunda capa) **

La historia de RGB se remonta a 2016, cuando Giacomo Zucco quería aprovechar los conceptos de verificación del lado del cliente y sellos desechables de Peter Todd para desarrollar monedas de mejores colores y llevar estos tokens a Lightning Network (de aquí viene el nombre "RGB"). de). Es un protocolo abierto construido sobre la cadena de bloques de Bitcoin y tiene como objetivo proporcionar funciones más ricas para la creación, transacción y gestión de activos digitales.

RGB es un sistema de contrato inteligente de Bitcoin y Lightning Network escalable y confidencial desarrollado por la Asociación de Estándares LNP/BP. Adopta los conceptos de propiedad privada y común y es una forma de computación distribuida sin confianza y completa de Turing que no requiere la introducción de tokens y es un protocolo descentralizado sin bloques. RGB está diseñado para ejecutar contratos inteligentes escalables, robustos y privados en cadenas de bloques UTXO (como Bitcoin) para hacer posibles todas las posibilidades. A través de RGB, los desarrolladores pueden ejecutar la emisión de tokens, la acuñación de NFT, DeFi, DAO y contratos inteligentes de múltiples categorías más complejos.

El protocolo RGB es un estado del lado del cliente que se ejecuta en la segunda y tercera capa (fuera de la cadena) del ecosistema Bitcoin basado en los conceptos de validación del lado del cliente y sellos de un solo uso, verificación y sistemas de contratos inteligentes.

5.Pilas (construcción de segunda capa basada en cadena)

Stacks (anteriormente Blockstack) es una plataforma informática descentralizada construida sobre la cadena de bloques de Bitcoin. Stacks se propuso por primera vez en 2013 y tuvo una oferta inicial de monedas (ICO) en 2017. Su característica principal es proporcionar funciones descentralizadas de autenticación, almacenamiento y contratos inteligentes.

La característica principal de Stacks es respaldar el desarrollo y la ejecución de aplicaciones descentralizadas con la seguridad y estabilidad de Bitcoin. Utiliza un mecanismo de consenso llamado "Apilamiento" para lograr consenso al permitir que los usuarios que poseen tokens STX bloqueen una cierta cantidad de tokens y participen en la verificación de la red. Este mecanismo proporciona incentivos a los usuarios y aumenta la seguridad de la red.

En términos de desarrollo, Stacks se ha convertido en una de las plataformas importantes en el campo de las aplicaciones descentralizadas. Ha atraído a un grupo de desarrolladores y proyectos para unirse, ha creado numerosas aplicaciones descentralizadas y ha proporcionado una gran cantidad de herramientas y documentación de desarrollo. Stacks también colabora con otros proyectos de blockchain para expandir su ecosistema y escenarios de aplicación.

6. Otros proyectos de segunda capa de Bitcoin

Con la popularidad de Bitcoin, se han creado muchos proyectos nuevos. Entre ellos, hay muchos proyectos iniciados por chinos, y estos nuevos proyectos como B² Network, BEVM, Dovi, Map Protocol, Merlin, Bison, etc. también tienen ciertas características.

Fundada en 2022, B²Network es una red Bitcoin de segunda capa desarrollada sobre la base de ZK-Rollup. Es compatible con EVM y permite a los desarrolladores del ecosistema EVM implementar DApps sin problemas. Es un caso típico de transferencia de la tecnología de segunda capa de la tecnología Ethereum al ecosistema de Bitcoin.

El equipo original de BEVM se estableció en 2017 y ha explorado una variedad de aplicaciones extendidas de Bitcoin. El concepto BEVM propuesto en 2023 es un Bitcoin L2 descentralizado compatible con EVM. BEVM se basa en tecnologías como el algoritmo de firma Schnorr aportado por la actualización Taproot, lo que permite a BTC cruzar la cadena desde la red principal de Bitcoin a la Capa 2 de manera descentralizada. Dado que BEVM es compatible con EVM, todas las DApps que se ejecutan en el ecosistema Ethereum pueden ejecutarse en BTC Layer 2 y usar BTC como Gas. El 29 de noviembre de 2023, BEVM publicó un documento técnico.

Fundada en 2023, Dovi es un Bitcoin Layer 2 compatible con contratos inteligentes EVM. En noviembre de 2023, Dovi publicó oficialmente el libro blanco. Según el documento técnico, Dovi integra firmas Schnorr y estructuras MAST para mejorar la privacidad de las transacciones, optimizar el tamaño de los datos y los procesos de verificación; emitir un marco flexible para varios tipos de activos distintos de Bitcoin y realizar transferencias de activos entre cadenas.

El equipo de Map Protocol se estableció relativamente temprano y originalmente se centró en protocolos entre cadenas, que son las tecnologías de conexión de primera y segunda capa que presentamos anteriormente. Después de que el ecosistema Bitcoin se hizo popular, pronto podrá construir una estructura de segunda capa basada en la cadena. La capacidad de encadenar activos de inscripción actuales y reducir los costos de transacción atraerá a algunas partes del proyecto y aplicaciones.

Desde el sitio web oficial de Merlin Chain, es fácil ver sus atributos Bridge. Transfiere activos en BTC a la red de segunda capa y reduce los costos de transacción. Es un representante típico de la solución de los puntos débiles primero. Según la introducción del sitio web oficial y algunos informes de investigación, Merlin es una solución Bitcoin Layer 2 que integra la red ZK-Rollup, oráculos descentralizados y módulos de prevención de fraude BTC en cadena. El proyecto lo lanza Bitmap Tech. Son un equipo único. Los activos Bitmap.game y BRC-420 "Blue Box" Ordinals que lanzaron tienen buena reputación.

Fundada en 2023, Bison es un zk-rollup nativo de Bitcoin que aumenta la velocidad de las transacciones al tiempo que permite funciones avanzadas en Bitcoin nativo. Los desarrolladores pueden utilizar zk-rollup para crear soluciones DeFi innovadoras, como plataformas comerciales, servicios de préstamos y creadores de mercado automatizados. Desde su sitio web oficial, Bridge también es una característica importante. El encadenamiento cruzado de activos de Bitcoin y la finalización de aplicaciones de activos de capa superior es el punto de entrada para muchos proyectos.

A juzgar por los proyectos relativamente nuevos anteriores, B² Network, BEVM, Dovi, Map Protocol, Merlin y Bison, completaron rápidamente la reducción de las tarifas de transacción y cumplieron con las necesidades de transacción de los activos de primer nivel de Bitcoin. Todos involucran activos entre cadenas. Aquellos equipos que tienen protocolos entre cadenas pueden hacerlo más rápido. Los equipos que tienen experiencia en la construcción de la segunda capa tienen más ventajas en las aplicaciones de la capa superior. Todos estos proyectos más nuevos se basan en la construcción de la segunda capa de la cadena, aprovechando la acumulación de tecnología original y el poder explosivo a corto plazo. Estos proyectos son algo homogéneos ¿cuál será su desarrollo futuro? ¿Cuál será el resultado de la competencia con los proveedores distribuidos de servicios de construcción de segundo nivel? También requiere mucha observación. A juzgar por la experiencia de los proyectos de segundo nivel en Ethereum, muchos proyectos fracasarán después de que los tokens se emitan a través del marketing de puntos calientes. ¿Será este el caso de los proyectos de segundo nivel de Bitcoin?

De los proyectos que se ejecutan actualmente en la segunda capa de Bitcoin, podemos ver aproximadamente que los conocidos proyectos de Bitcoin de segunda capa se establecieron relativamente temprano y han estado explorando tecnologías relacionadas durante mucho tiempo. Sin embargo, debido a que la tecnología básica de Bitcoin El ecosistema no se ha formado, la mayoría de los proyectos no son lo suficientemente emocionantes o están eclipsados por la luz de Ethereum y el ecosistema Ethereum. Con la madurez de los protocolos básicos de Bitcoin, especialmente la formación de tecnologías subyacentes como Segregated Witness, Taproot, firmas Schnorr, árbol de sintaxis abstracta MAST Merkle y Tap, la tecnología de conexión entre la primera capa y la segunda capa se ha desarrollado mejor. Como resultado, las cosas que el ecosistema Bitcoin puede hacer se están volviendo más ricas. De los proyectos de segunda capa de Bitcoin que ya están en ejecución, podemos ver que algunos son constructores del ecosistema original de Bitcoin, otra parte son constructores de la segunda capa de Ethereum y algunos son constructores de tecnología de conexión. De donde proviene el proyecto, necesita utilizar estas tecnologías de conexión básica de Bitcoin recién generadas. Cuanto más completos y diversificados sean los métodos de uso, mejor será el soporte para la segunda capa.

4.2 Análisis del desarrollo de la construcción de la segunda capa de Bitcoin

Dondequiera que estén los fondos, habrá entusiasmo y atraerá más fondos para reunir. Bitcoin tiene actualmente un valor de mercado de aproximadamente 800 mil millones de dólares y su desarrollo ecológico es débil, pero tiene potencial para explotar. Por lo tanto, muchos proyectos afirman llevar a cabo la construcción de la segunda capa de Bitcoin. No mencionaremos aquí los nombres específicos de estos proyectos, pero sí haremos algunas clasificaciones de los participantes de estos proyectos para ver sus características y sus respectivas ventajas y desventajas.

1. Proyecto de construcción original de la segunda capa de Bitcoin

Los proyectos originales de Bitcoin de segunda capa, especialmente aquellos que se han desarrollado durante muchos años y tienen ciertas ventajas acumuladas, ¿podrán rejuvenecerse esta vez con la popularidad de Bitcoin? ¿Prosperará? Hay una gran incertidumbre.

Hay dos criterios de medición: primero, como se mencionó anteriormente, ganará la red de segunda capa que tenga un valor total bloqueado TVL más alto. El otro es el tipo de estructura de dos capas. La construcción de dos capas basada en cadenas acomodará a más jugadores paralelos debido a sus características de expansión, mientras que la construcción distribuida de dos capas solo puede acomodar a relativamente pocos competidores.

Los proyectos originales de segundo nivel aún necesitan aprovechar al máximo sus ventajas acumuladas y establecer nuevas ventajas con la ayuda de nuevas tecnologías para atraer más aplicaciones a la plataforma, sólo así podrán tener la oportunidad de rejuvenecer y ganar más participación de mercado. Si no logra atraer más solicitudes, es probable que esos proyectos antiguos eventualmente se hundan o se transformen. De hecho, tales proyectos también pueden cooperar o fusionarse con proyectos que no tienen ninguna acumulación técnica y han establecido una comunidad a través de algún consenso a cambio de un mayor desarrollo.

Además, si esos proyectos antiguos pueden tener ventajas en la acumulación de tecnología de construcción de segundo nivel basada en distribución, pueden intervenir completamente en la construcción de segundo nivel de base distribuida, y será más efectivo al proporcionar orientación para la capa superior. aplicaciones.

2. Proyecto de construcción de segunda capa de Bitcoin recién ingresado

Los nuevos proyectos que ingresan a la construcción de segunda capa de Bitcoin generalmente no tienen muchas ventajas acumuladas, pero esto le da a dicho equipo la ventaja de llegar tarde: pueden investigar la última tecnología, resolver primero las necesidades livianas y más atractivas y atraer un cierto número de personas Entrada de la aplicación. Es mejor tener un equipo con experiencia en construcción de segunda capa en el ecosistema Ethereum u otros ecosistemas, que es más adecuado para ingresar rápidamente a la construcción de segunda capa de Bitcoin. Para un proyecto de este tipo, se puede considerar la construcción de una segunda capa basada en cadenas, que será más rápida y ventajosa.

Los equipos sin absolutamente ninguna experiencia o ventajas pueden consultar el tercer escenario para ver si pueden descartar usuarios y acumular fondos mediante el consenso de la comunidad.

3. Proyectos Bitcoin de segundo nivel que no tienen acumulación pero quieren ingresar

No entendía mucho los proyectos que promovían Web3.0 sin ninguna acumulación técnica o comunitaria. Lo más probable es que los considerara proyectos CX. Pero a través del fenómeno de las inscripciones, aquellas comunidades que han generado un gran consenso comunitario a través de una determinada inscripción, como sats, ordi y rats, no sólo tienen muchos miembros, sino que también acumulan una cierta cantidad de fondos. Un proyecto de este tipo puede iniciar completamente una nueva construcción de segunda capa desde cero. A través del poder de la comunidad, las aplicaciones de la capa superior se pueden integrar en la comunidad. Al mismo tiempo, es posible construir una segunda capa. Lo más probable es que se elija que la segunda capa esté basada en cadena. La construcción de la segunda capa es simple y rápida, y gracias al poder de la comunidad, DID (identidad descentralizada), herramientas DAO, aplicaciones DeFi y otras aplicaciones de la capa superior. se construyen en la segunda capa de la comunidad y no es necesario que los cree usted mismo, solo necesita presentar grupos de productos maduros y compartir los ingresos con ellos. Esto puede formar una pequeña ecología. Estos proyectos imponen mayores exigencias a la construcción comunitaria, la gestión de fundaciones y los mecanismos de toma de decisiones.

4. Desarrollo de aplicaciones de capa superior

Con el rápido desarrollo de la segunda capa de Bitcoin, la enorme cantidad de fondos que duermen en BTC comenzó a despertarse y, debido al efecto globo ocular, se atraerán más usuarios nuevos para ingresar al campo Web3.0, junto con el rápido desarrollo de Bitcoin. La tecnología de segunda capa sentará una base sólida para la adopción masiva. Las aplicaciones de la capa superior comenzarán con las aplicaciones financieras actuales e introducirán gradualmente aplicaciones que requieren alto rendimiento, gran tráfico e interacción frecuente, como Gamefi, SocialFi y otras aplicaciones, sin tiempo de inactividad de las aplicaciones basadas en cadena ni servicio deficiente. experiencia Buena situación. El desarrollo de la segunda capa de Bitcoin brindará muchas oportunidades y una infraestructura sólida para las aplicaciones de la capa superior. Cuando madure, brindará más oportunidades a más equipos Web3 menos nativos.

En cualquier caso, la era Web3.0 acaba de comenzar. Todavía está en su infancia y en sus primeras etapas y requiere mucha exploración y construcción. Muchos países y regiones aún no están completamente abiertos a muchas cosas nuevas en Web3.0. Web3.0 requiere mucha construcción y brindará a cada equipo de proyecto más oportunidades. Un equipo que detecta constantemente nuevos desarrollos y nuevas tecnologías, se ajusta constantemente y participa constantemente en la construcción de Web3.0 definitivamente ganará algo en una determinada etapa y en un determinado campo.

Descripción de referencia

Escribir este artículo es el resultado de leer una gran cantidad de artículos de la industria y participar en muchas actividades como TwitterSpace y la comunicación fuera de línea. Inspirándose en lo que mucha gente dijo, algunas de las personas y factores influyentes destacados son los siguientes:

(1) El maestro Dashan de Waterdrop Capital, ha escrito muchos artículos, nos ha dado muchas conferencias en la Isla de Todas las Cosas y ha participado en muchas actividades espaciales en las que participó.

(2) Al escuchar las conferencias del profesor Hong Shuning, ver sus videos y comunicarse con el profesor Hong Shuning sin conexión, se obtiene cierto contenido técnico en profundidad, como problemas de enrutamiento en sistemas distribuidos y problemas de integridad de RGB Turing.

(3) Numerosos artículos en www.btcstudy.org. Hay una gran cantidad de conocimientos recopilados en este sitio web.

(4) Programa de entrevistas con Jan Xie, arquitecto jefe de Nervos (CKB).

(5) Lea más sobre el protocolo BIP, Segwit, Taproot, ordinales, brc 20, Atomical, etc.

(6) Otros conocimientos sobre blockchain, incluidas las ideas de diseño jerárquico y la comparación de estructuras de von Neumann, se derivan de la acumulación de conocimientos que escribí en varios libros en los últimos años, de los cuales se publicaron 5, "Blockchain Knowledge-Popular" Popular. Edition", "Blockchain Knowledge-Technology Popular Edition", "Turing Blockchain", "Blockchain Economic Model", "Web3.0: Building the Digital Future of the Metaverse"; y 3 libros sobre Ethereum, completados. Se completó parte de la escritura. pero no ha sido publicado. Estos contenidos se refieren a muchos protocolos nativos, documentos técnicos y principios técnicos de blockchain. El resultado de estos contenidos también es el resultado de todos, simplemente los recopilé y organicé. Poco a poco, entendí la correlación entre estos principios subyacentes y muchas tecnologías y posibles escenarios de aplicación futuros.

(7) Discusión y pensamiento con los miembros del equipo al diseñar productos relacionados en nuestro proyecto.

Estoy muy agradecido al Sr. Dashan de SatoshiLab, Elaine Yang, Hong Shuning y expertos técnicos relacionados. Ellos leyeron este artículo y dieron muchos comentarios y opiniones de revisión. Controlan estrictamente la precisión de los conceptos citados en el artículo y no Confírmalo hasta que podamos encontrar la referencia original. ¡Realmente aprecio este riguroso hábito! Muchas gracias a todos los contribuyentes y participantes que han mejorado mi conjunto de conocimientos.