Um artigo que resume o sistema de conhecimento básico V1.5 da construção da Camada 2 do Bitcoin

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

Notas de modificação da versão V1.5:

(1) "Um artigo resumindo o sistema de conhecimento básico V1.0 da construção da segunda camada do Bitcoin (Camada 2)" foi publicado em fevereiro de 2024. Depois de escrever em março "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, nós podemos obter o artigo "Mais reflexões e conclusões", obtivemos alguns resumos das características das diferentes segundas camadas. Será mais fácil de ler se resumirmos no sistema de conhecimento básico, por isso lançamos a versão V1.5.

(2) Modificou o conteúdo da expressão de texto de alguns detalhes, como a tecnologia de conexão entre a primeira camada e a segunda camada.

(3) Como existem frequentemente disputas, os três conceitos de Centralizado, Descentralizado e Distribuído na Secção 2.4 são explicados com mais detalhes.

(4) A segunda imagem na Secção 2.4 foi melhorada e modificada para tornar o contraste mais claro.

(5) Seção 2.5 adicionada para resumir as características básicas do blockchain e as características das três construções da Camada 2, tornando mais fácil entender se múltiplas estruturas de combinação são usadas.

A ascensão da inscrição Bitcoin trouxe uma nova vitalidade ao ecossistema Bitcoin, fazendo com que mais pessoas voltassem a prestar atenção ao Bitcoin. Algumas pessoas dizem que isso abriu a caixa de Pandora do ecossistema Bitcoin. Entre os muitos desenvolvimentos técnicos no ecossistema Bitcoin, a construção da segunda camada do Bitcoin é a principal prioridade. Nesse sentido, baseei-me em alguns artigos conhecidos na Internet, nas trocas com muitos amigos e na experiência de nossa equipe no design e desenvolvimento de produtos Web3, e resumi um artigo sobre o conhecimento básico da segunda camada do Bitcoin. Este método é fácil de resumir e aprender e, devido às limitações da cognição individual, espero que possa atrair mais pessoas para melhorar ideias relacionadas e permitir que este campo se desenvolva melhor.

**O mundo do blockchain começa com o Bitcoin e termina com o ecossistema Bitcoin. ** (Eu pessoalmente concordo com o resumo do Sr. Dashan da Waterdrop Capital.) Ethereum também é uma exploração da tecnologia de cadeia lateral do Bitcoin. Neste artigo, usaremos "construção de segunda camada" ou "construção de rede de segunda camada" de forma intercambiável. Normalmente, o termo "construção de rede de segunda camada" é relativamente restrito e a construção de segunda camada é um conceito mais amplo. No entanto, para nos adaptarmos às explicações comuns, como rede de camada 1 e rede de camada 2, que normalmente são discutidas na indústria, também usaremos o conceito de "construção de rede de camada 2". Essas duas palavras são o mesmo conceito neste artigo.

1. Tarefas comuns a serem realizadas pela Camada 2

Para entender os problemas básicos que precisam ser resolvidos na construção da segunda camada do Bitcoin. Vamos começar entendendo as características básicas do sistema blockchain.

1.1. Características básicas e requisitos básicos do blockchain

Este artigo utiliza um conceito proposto por Vitalik: o blockchain é um “computador mundial”. Ficará mais claro para nós compreendermos as diversas características do blockchain sob essa perspectiva. Nos capítulos posteriores, analisaremos também a possibilidade do desenvolvimento deste “computador mundial” baseado na estrutura de von Neumann em computadores.

Vamos primeiro resumir alguns recursos básicos:

Observação:

A demanda gerada para manter o funcionamento normal do “computador mundial” do blockchain é chamada de demanda interna;

*As necessidades dos usuários que utilizam este “computador mundial” são chamadas de necessidades externas. *

Abertura e transparência: Este é o armazenamento de dados e execução de instruções característico do "computador mundial" do blockchain. É também um requisito interno que exige que muitos nós distribuídos em todo o mundo participem dos cálculos. Este recurso apenas satisfaz o direito do usuário de conhecer os dados e é o resultado dos requisitos de colaboração interna do próprio “computador mundial” e das necessidades externas do usuário. Os recursos de privacidade mencionados posteriormente devem atender às necessidades externas dos usuários sem destruir os requisitos de colaboração do próprio “computador mundial”. Descentralização: Esta característica é uma característica arquitetônica deste "computador mundial". O grau de descentralização e tolerância a falhas são teoricamente determinados pela Teoria dos Generais Bizantinos (a possibilidade de desonestidade entre os colaboradores, ou seja, o descumprimento do acordo) situação) é suportado. Sistemas gerais não bizantinos não são sistemas blockchain em teoria. Veremos duas situações de sistemas não-blockchain na construção de segunda camada mais tarde. O grau de descentralização é um indicador importante da segurança do blockchain e é a base para certos recursos.

**Segurança: **Segurança é uma combinação de requisitos internos gerados pelas características arquitetônicas deste “computador mundial” e requisitos externos exigidos pelos usuários. A partir do nível micro, a segurança é garantida por tecnologias relacionadas com a criptografia, e a partir do nível macro, é assegurada pela descentralização da arquitectura, para que este “computador mundial” não seja afectado pela falsificação de microdados ou pela destruição da macroarquitetura.segurança.

Poder computacional: Uma das principais funções do computador mundial, blockchain, é o poder computacional. Para medir este indicador, geralmente o usamos para examinar se ele é Turing completo. Para manter suas características principais, algumas cadeias são deliberadamente projetadas para serem Turing incompletas. Por exemplo, na rede Bitcoin, Satoshi Nakamoto não apenas tornou suas instruções de código não completas em Turing, mas também excluiu deliberadamente alguns conjuntos de instruções durante o desenvolvimento para manter sua estabilidade e segurança. Todas as tecnologias completas da Turing são projetadas para expandir o poder computacional do blockchain. Do ponto de vista do design em camadas, os sistemas simples são mais adequados para a camada inferior.

Desempenho: Com o mesmo poder de computação, o desempenho é outro recurso importante ao examinar computadores no mundo do blockchain. Geralmente é medido pelo TPS, que é o número de transações processadas por segundo.

Armazenamento: O blockchain é descrito como um “computador mundial”, portanto deve ter uma função de armazenamento, que é a capacidade de registrar dados. Atualmente, ele é basicamente armazenado no bloco, e mais armazenamento profissional na cadeia fora do bloco ainda está em desenvolvimento.

**Privacidade: **A privacidade é um requisito subdividido no “Mundo da Informática”, que exige que as permissões dos produtores e usuários dos dados sejam mantidas durante o processo de cálculo e armazenamento (colocamos também a resistência à censura na parte de privacidade). Isso é basicamente impulsionado pelas necessidades externas dos usuários.

Há também um indicador abrangente, escalabilidade, que geralmente se refere à escalabilidade de toda a arquitetura. Esse recurso afeta a maioria dos recursos básicos. No nível arquitetônico, a escalabilidade do sistema é um indicador muito importante. Haverá também alguns outros recursos de conexão ou outros recursos para cenários específicos. Não os discutirei muito aqui. Irei analisá-los detalhadamente ao encontrar esses cenários especiais.

Entre as características básicas dessas blockchains, a maioria delas é restringida por triângulos impossíveis. Por exemplo, as conjecturas do DSS são descentralização (Descentralização, D), segurança (Segurança, S) e escalabilidade (Escalabilidade, S). Como mostrado abaixo:

Em sistemas distribuídos, um triângulo impossível semelhante é o princípio CAP. CAP refere-se ao facto de que a consistência, a disponibilidade e a tolerância à partição não podem ser alcançadas simultaneamente num sistema distribuído. O sistema blockchain é um sistema distribuído com o Problema dos Generais Bizantinos, portanto também se aplica ao princípio CAP.

O princípio da PAC é mostrado na figura abaixo:

1.2. O papel da construção do segundo andar

Que funções devem ser cumpridas na construção do segundo andar? Quais funções são fornecidas? A construção do segundo andar deve ampliar as deficiências do sistema do primeiro andar. Coisas que não são adequadas para serem concluídas no sistema do primeiro andar podem ser concluídas na construção do segundo andar.

Podemos tirar uma conclusão preliminar das características do blockchain resumidas acima, que devem ser para expandir essas capacidades básicas: ** abertura e transparência, descentralização, segurança, poder de computação, desempenho (taxa de transferência), armazenamento, privacidade, etc. Além destas capacidades básicas do ponto de vista técnico, há também uma questão económica muito importante que precisa de ser resolvida, que é a redução de custos.Normalmente, o custo global da execução de transacções numa rede de um nível é relativamente elevado, e um dois A rede de nível superior precisa ser usada para reduzir esses custos.

Resumindo em uma frase, para aumentar a capacidade, reduzir custos e personalizar recursos, as soluções tridimensionais são todas construídas em duas camadas. Quanto aos recursos de personalização, eles ainda não são óbvios o suficiente, ou muitas vezes estão enterrados nos dois primeiros recursos e são um tanto confusos. Podemos entender que as características da rede da primeira camada são exigidas em diferentes graus para muitas aplicações, e a implementação de várias características pode ser reajustada para determinadas aplicações na segunda camada.

Na construção da segunda camada, as capacidades básicas da blockchain terão compensações, e algumas funcionalidades serão reduzidas ou mesmo descartadas em troca de melhorias significativas em determinadas funcionalidades. Por exemplo: para melhorar o desempenho, algumas segundas camadas reduzirão o grau de descentralização e reduzirão a segurança; para aumentar o rendimento, algumas segundas camadas, como a Lightning Network, alterarão a estrutura do sistema e o método de liquidação. Existem também alguns que aprimoram determinados recursos sem reduzir os recursos básicos, como o método de processamento RGB, que obviamente aumenta a privacidade e a resistência à censura, mas aumenta a dificuldade de implementação técnica. Em casos posteriores, veremos construções de dois andares que reduzem ou alteram simultaneamente vários imóveis.

Entre elas, a redução de custos deveria ser uma necessidade básica para todas as construções de segundo andar. (Existe algum segundo andar que não reduza custos? Ainda não vi nenhum.)

1.3. Por que precisamos de design em camadas?

O design em camadas é um meio e uma metodologia para os humanos lidarem com sistemas complexos. Ele alcança a modularidade, a capacidade de manutenção e a escalabilidade do sistema dividindo o sistema em múltiplas estruturas hierárquicas e definindo as relações e funções entre cada camada. Melhorando assim a eficiência do design e confiabilidade do sistema.

Para um sistema de protocolo amplo e grande, há benefícios óbvios no uso de camadas. Isso facilita a compreensão das pessoas, a implementação por divisão de trabalho e a melhoria por módulos. Tal como o design do modelo de sete camadas ISO/OSI em redes de computadores, mas em implementação específica, algumas camadas podem ser combinadas. Por exemplo, o protocolo de rede específico TCP/IP é um protocolo de quatro camadas. Como mostrado abaixo:

Especificamente, as vantagens da camada de protocolo:

1. **Cada nível é independente. **Uma determinada camada não precisa saber como a camada abaixo dela é implementada, mas apenas precisa conhecer os serviços prestados pela camada por meio da interface entre as camadas. Desta forma, a complexidade de todo o problema é reduzida. Em outras palavras, a forma como o trabalho da camada superior é executado não afeta o trabalho da próxima camada, desta forma, desde que a interface permaneça inalterada ao projetar o trabalho de cada camada, podemos ajustar os métodos de trabalho dentro da camada à vontade.
2. **Boa flexibilidade. **Quando qualquer camada muda, desde que a relação de interface entre as camadas permaneça inalterada, as camadas acima ou abaixo desta camada não serão afetadas. Quando houver uma inovação tecnológica em uma determinada camada ou ocorrer um problema no trabalho de uma determinada camada, isso não afetará o trabalho das outras camadas.Na solução de problemas, apenas os problemas desta camada precisam ser considerados.
3. **Estruturalmente separável. **Cada camada pode ser implementada utilizando a tecnologia mais adequada. O desenvolvimento da tecnologia é muitas vezes assimétrico, e a divisão hierárquica evita eficazmente o efeito barril, e a eficiência global do trabalho não será afectada pela tecnologia imperfeita num aspecto.
4. **Fácil de implementar e manter. **Esta estrutura facilita a implementação e depuração de um sistema grande e complexo porque todo o sistema foi decomposto em vários subsistemas relativamente independentes. Ao depurar e manter, cada camada pode ser depurada de forma independente para evitar a situação de não encontrar ou resolver o problema errado.
5. **Pode promover trabalhos de padronização. **Porque as funções de cada camada e os serviços que elas fornecem foram descritos com precisão. A vantagem da padronização é que uma das camadas pode ser substituída à vontade, o que é muito conveniente para uso e pesquisa.

A ideia de design modular hierárquico é um método comum na área técnica para lidar com um projeto que tem uma função enorme e requer a cooperação de muitas pessoas e a melhoria contínua dos projetos de engenharia. É um método eficaz e testado na prática.

2. Várias ideias de construção para Bitcoin Layer 2

Tomamos a construção de segunda camada do Bitcoin como um caso para conduzir análises relevantes. Existem três rotas óbvias de construção de segunda camada para a segunda camada do Bitcoin:

(1) Uma é uma rota de expansão baseada em cadeia, que é muito semelhante à segunda camada do EVM e é uma estrutura blockchain;

(2) Uma delas é baseada em uma rota distribuída, representada pela Lightning Network, que é uma estrutura distribuída.

(3) Existe também uma rota baseada num sistema centralizado, representado por um índice centralizado, que é uma estrutura centralizada.

Os dois primeiros métodos são muito distintos e já existem alguns produtos em uso e em exploração. Para o primeiro método, devido ao rápido desenvolvimento do Ethereum e à exploração de outras cadeias de imitação de Bitcoin, a expansão da segunda camada baseada em cadeia é relativamente mais fácil e há mais casos de referência. O segundo método distribuído costuma ser mais difícil e de desenvolvimento mais lento, representado pela Lightning Network. O terceiro método é muito polêmico porque não parece um prédio de dois andares, mas parece completar a função de um prédio de dois andares.

Qual plano de construção de dois andares é melhor? Usamos um resultado de teste de mercado como indicador de medição. Qualquer que seja a rede de segundo nível que tenha um TVL (Valor Total Bloqueado) mais alto, esse plano é o plano ideal. Com o desenvolvimento do tempo e da tecnologia, esta solução ideal será um processo de mudança.

Quanto à definição da rede de segundo nível do Bitcoin, desde que dependa da rede Bitcoin, estabeleça uma conexão técnica com a rede Bitcoin e tenha alguns recursos melhores que a rede de primeiro nível do Bitcoin, é considerada a rede de segundo nível do Bitcoin. construção de rede em camadas. Em outras palavras, enquanto o BTC for consumido como gás, um sistema que utilize o BTC como ativo subjacente e expanda o desempenho do Bitcoin é considerado uma construção de segundo nível. Com base neste julgamento, devemos reconhecer o terceiro tipo de construção de rede de segundo nível, ou seja, a construção de segundo nível de uma estrutura centralizada.

O desenvolvimento da própria tecnologia do Bitcoin, como OP_RETURN modificado, SegWit (Segregated Witness), Taproot (versão atualizada do Segregated Witness), assinatura Schnnor, MAST e Tap devem ser todos projetados com o propósito de conectar a primeira e a segunda camadas e não devem ser utilizadas Essas tecnologias têm muitas funções de desenvolvimento, porque não importa o quanto a rede de primeiro nível seja expandida, não haverá avanço qualitativo e a construção de segundo nível deve ser realizada. No entanto, na ausência de produtos Bitcoin de segunda camada mais bem utilizados, essas capacidades técnicas que conectam a primeira e a segunda camadas serão utilizadas em excesso por um período de tempo.

2.1. Construção de segunda camada baseada em cadeia

As primeiras cadeias de imitação de Bitcoin fizeram várias explorações, como "Colorcoin" (moedas coloridas), "CovertCoins" e "MasterCoin"; várias cadeias de imitação de Bitcoin expandidas, como BCH (Bitcoin Cash), BSV (Bitcoin SV), 5 BTG (Bitcoin Ouro); Várias tecnologias de cadeia lateral baseiam-se em casos de construção de expansão de cadeia, o que pode ser considerado uma segunda camada em sentido amplo.

Incluindo o Ethereum, que também é uma exploração de melhorias baseadas no Bitcoin. Depois de convencer outras equipes de projeto sem sucesso, Vitalik formou sua própria equipe para publicar um white paper e desenvolver uma nova geração de blockchain tendo em vista as imperfeições do Bitcoin: o sistema sem conta do UTXO, completude não-Turing da linguagem de execução, baixa escalabilidade e outras questões.Sistema Blockchain. Embora este tipo de exploração do Ethereum não seja uma construção direta de segunda camada no Bitcoin, é um tipo de exploração de construção baseada em cadeia em um sentido amplo.

A exploração de melhorias nas imperfeições do Bitcoin pela Ethereum, bem como o desenvolvimento e verificação da segunda camada no Ethereum, fornecem um caso de referência para o desenvolvimento de redes de segunda camada baseadas em cadeia no Bitcoin. Várias soluções Rollup, soluções cross-chain, tecnologia de canal de mensagens e a própria tecnologia de sharding da Ethereum* (da perspectiva do pensamento em camadas de lidar com sistemas complexos, talvez essa ideia de resolver vários problemas em um nível esteja errada) *, que fez o ecossistema tecnológico Ethereum florescer, fazendo com que muitas pessoas acreditassem que a direção do desenvolvimento e o futuro da cadeia pública foram determinados e que a ecologia representada pelo Ethereum venceu. Na verdade, este também é um estágio relativamente maduro da construção da segunda camada baseada no tipo de desempenho da cadeia. No entanto, a construção de segunda camada baseada em cadeia é apenas um método de construção de segunda camada, tem suas próprias vantagens e desvantagens, e outras tecnologias de segunda camada também são necessárias para melhorar toda a ecologia da segunda camada.

A construção de segunda camada baseada em cadeia no Bitcoin inclui aproximadamente dois tipos de cadeia típicos, um é um modelo de conta compatível com EVM e o outro é um modelo UTXO semelhante ao Bitcoin. Os casos existentes (usamos a definição generalizada de segunda camada) incluem: Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc. são todos modelos de conta EVM, e CKB (Nervos) e Chia são todos modelos UTXO.

Nos capítulos seguintes, alguns casos serão apresentados com mais detalhes ao apresentar os projetos de segunda camada do Bitcoin que foram implementados.

Além disso, projetos de segunda camada que tiveram sucesso no Ethereum também serão adicionados à construção de segunda camada baseada em cadeia do Bitcoin. Para esses projetos de segunda camada no Ethereum, a carga de trabalho e os desafios de transformação para a segunda camada no Bitcoin serão menores. Com base no desenvolvimento e nas conquistas teóricas da maturidade e modularidade do rollup do Ethereum, este método de construção de segunda camada se tornará a corrente principal das discussões de expansão e também é a solução mais rápida e eficaz.

Quão bem-sucedida será essa transformação? Os testes de desenvolvimento permanecem. Podemos fazer alguns julgamentos preliminares sobre as vantagens e desvantagens desta construção de segunda camada baseada em cadeia.

**Quais são as vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em cadeia? **

A desvantagem desta solução é que a segunda camada baseada na cadeia é geralmente limitada pelas limitações do blockchain, e a melhoria do desempenho é limitada.Ou o sistema se torna mais centralizado, ou o intervalo de geração do bloco é reduzido, e a capacidade do bloco for aumentado. , a segurança geralmente será reduzida. Como resultado, nasceu um edifício de dois andares acima do segundo andar, também chamado de Camada 3 ou Camada 4.

A vantagem é que esta solução mantém a maioria das características básicas do blockchain e geralmente resolve o problema completo de Turing.Os custos de transação também são significativamente reduzidos e expandem as capacidades da rede de primeira camada até certo ponto. Além disso, esta solução tem abundantes casos de construção e a implementação técnica é relativamente fácil. Já existem muitos casos de exploração e a migração de aplicações de camada superior também é muito conveniente. É um método de implementação mais rápido. Acredito que este método irá produzir mais soluções de segunda mão.

Grosso modo, devido às limitações de expansão deste método, deve haver muitos projetos no segundo andar com base na estrutura em cadeia. Pode haver um ou mais segundos andares em cada campo vertical. Cada projeto deve completar sua própria construção exclusiva do segundo andar ., para atender às necessidades de determinadas aplicações. Seu valor também será determinado pelo número e valor total de aplicações nele.

2.2. Construção de segunda camada baseada em sistema distribuído

Na construção de segundo nível, também existem algumas construções baseadas em sistemas distribuídos. Nesta solução, a estrutura e a estrutura da segunda camada não são mais estruturas de blockchain, mas um sistema distribuído baseado em Canal. Lightning Network é um representante típico.

Um sistema distribuído consiste em um conjunto limitado de processos e um conjunto limitado de canais. Para entregar mensagens em um sistema distribuído, os dados, eventos e canais que precisam ser controlados já constituem um conjunto de problemas relativamente complexo. O Canal ao qual nos referimos aqui é o conceito de canal de nível superior, como o canal de pagamento na Lightning Network e o canal de mensagens no Nostr, em vez do conceito subjacente do Canal de tecnologia específico na rede distribuída.

Existem duas categorias na construção de segunda camada de sistemas distribuídos:

(1) Apenas a transferência de valor é concluída, semelhante à Lightning Network;

(2) Não apenas transferência completa de valor, mas também tecnologia Turing completa, como RGB;

Na solução de construção distribuída de duas camadas, por se tratar de transmissão de valor, existem muitas dificuldades que ultrapassam a transmissão da mensagem original.Por exemplo, a capacidade total de valor no canal, o rigor das transações e a incapacidade de consumir duas vezes são todos além da transmissão de mensagens. Portanto, o desenvolvimento da construção distribuída de segundo nível não é tão rápido quanto o da construção de segundo nível baseada em cadeia, e não há muitos casos maduros.

Se você quiser concluir cálculos completos de Turing nessa segunda camada, ou seja, construir um sistema de máquina virtual completo de Turing no Canal, será ainda mais difícil. Assim como o protocolo RGB, ele implementa cálculos completos de Turing em um sistema distribuído por meio de verificação do cliente e vedação única.

Em relação à construção de segunda camada de sistemas distribuídos distribuídos em Bitcoin, os casos existentes incluem: Lightning Network, RGB, há algum caso mais famoso? Se olharmos de acordo com o padrão de construção generalizada de dois níveis, o Nostr também pertence à construção de segundo nível de sistemas distribuídos com mecanismo de canal? Ao classificar as informações do Ethereum, vi casos de uso de canais em documentos do Ethereum: Connext, Raiden e Perun, que podem ser usados como instruções de exploração para pesquisadores aprofundados.

Nos capítulos seguintes, o projeto Bitcoin de segunda camada já em execução será apresentado, e a Lightning Network e o RGB serão apresentados com mais detalhes.

**Quais são as vantagens e desvantagens dos sistemas distribuídos baseados em distribuição? **

As vantagens desta solução são geralmente que o sistema é mais descentralizado, a rede de segunda camada pode acomodar inúmeros nós, tem melhor privacidade e resistência à censura e tem escalabilidade ilimitada, de modo que teoricamente o desempenho se torna extremamente alto.

A desvantagem desta solução é que a implementação técnica é complexa e o algoritmo de roteamento, divisão de valor e algoritmos de encapsulamento em um grande sistema distribuído são relativamente complexos. Em comparação com a transferência de informações, ainda falta experiência em implementação de engenharia e infraestrutura na transferência de valor. Esta é também uma das razões pelas quais se considera que a Lightning Network está se desenvolvendo lentamente.

Além disso, é um grande desafio implementar um sistema Turing-completo neste tipo de sistema, ou seja, computação Channel +. Definitivamente pode ser realizado em teoria, mas na prática ainda está em estágio experimental inicial. RGB é um representante típico desta situação.

Uma vez alcançado um avanço na construção da segunda camada baseada em métodos distribuídos, isso promoverá enormemente o desenvolvimento de aplicações da camada superior. As capacidades de descentralização formadas pelos seus enormes nós distribuídos e as capacidades de execução de código completo de Turing darão melhor suporte à próxima geração de aplicações da Internet, que é o cenário de “adoção em massa” de que todos falam.

Pode-se avaliar aproximadamente que a segunda camada da estrutura distribuída baseada no Canal geralmente possui apenas alguns projetos paralelos. Há duas razões principais: uma é a capacidade de expansão ilimitada deste sistema e a outra é a dificuldade técnica de implementação. Portanto, tal sistema precisa ser mais aberto em design e conceito e pode acomodar mais pessoas e equipes para participar. E com base nesta infraestrutura de segunda camada, a equipe de desenvolvimento de aplicativos também promoverá o desenvolvimento dessa segunda camada, por exemplo, o projeto BiHelix baseado em RGB.

2.3. Construção de segunda camada baseada em sistema centralizado

*Você quer esta categoria? Deveria haver polêmica. *

Estruturas de índice centralizadas, como ordinais ou indexadores de certos nós funcionais, são todas estruturas centralizadas e também são uma ideia de construção de duas camadas. No entanto, esta ideia de construção será menos reconhecida porque a segunda camada é demasiado centralizada e a expansão da rede da primeira camada é muito limitada. Na construção da segunda camada desta estrutura centralizada, as características básicas de vários blockchains dependem da rede da primeira camada. A segunda camada serve apenas como alguns cálculos simples e funções estatísticas. A segunda camada às vezes parece ser dispensável A existência temporária pode ser substituído por outro segundo andar a qualquer momento e a sua importância não parece ser tão elevada. Mas do ponto de vista On-Chain e Off-Chain, e do ponto de vista de melhorar as capacidades da rede de primeira camada, esta estrutura centralizada é também uma extensão de segunda camada.

Além dos ordinais, exemplos de tais sistemas deveriam incluir trocas centralizadas. Projetos nesta situação não serão introduzidos nos seguintes casos.

Vantagens e desvantagens da construção de segundo nível baseada em sistemas centralizados:

A vantagem é que o sistema centralizado é muito maduro, possui inúmeros cases e soluções de otimização disponíveis, é totalmente Turing completo e possui excelente desempenho.

A desvantagem é que a segunda camada é extremamente centralizada e todos os recursos básicos do blockchain dependem da rede da primeira camada.

Grosso modo, deveria haver menos projetos no segundo andar baseados em uma estrutura centralizada, ou mesmo em uma existência faseada. Depois que a estrutura distribuída baseada na estrutura em cadeia e no Canal amadurecer e melhorar, a maior parte da construção da segunda camada de estruturas centralizadas desaparecerá, ou apenas uma segunda camada centralizada com menos cenários característicos permanecerá. No estágio atual, porque o sistema centralizado é muito maduro, ele pode atender bem aos cenários de dados On-Chain e cálculos Off-Chain quando pode gravar dados na cadeia básica. É o mais fácil de implementar para aplicações primárias no padrão atual do ecossistema Bitcoin, é amplamente utilizado.

2.4. Conceitos mais amplos de segundo nível e aplicações de nível superior

Analisando a estrutura da construção de duas camadas acima, existem estrutura blockchain, estrutura de sistema distribuído e estrutura de sistema centralizado. **Esta é a nossa classificação comum de estruturas de sistemas: Centralizado, Descentralizado, Distribuído. Nessa perspectiva, é mais fácil entendermos as características e cenários aplicáveis de cada tipo. Todos os três tipos de segunda camada têm suas vantagens e desvantagens.No futuro ecossistema Bitcoin completo, todos os três tipos devem ser distribuídos de acordo com diferentes cenários.

Usei este diagrama com referência ao artigo de Vitalik: O Significado da Descentralização, link URL: 76 a 274

Muitas vezes há algumas disputas sobre esta imagem na China. Acredita-se que os logotipos das imagens Descentralizadas e Distribuídas sejam invertidos. Do ponto de vista do controlo e da tomada de decisões, deveremos ser capazes de eliminar esta controvérsia e compreender melhor o Descentralizado e o Distribuído. Em relação ao Centralizado (A) na figura, não deve haver disputa entre todos sob várias perspectivas, por isso comparamos apenas o descentralizado e o distribuído. Descentralizada A descentralização é na verdade uma espécie de multicentralização, e seu controle e tomada de decisão também requerem a participação de certos nós centrais.Neste momento, o controle e a tomada de decisão são chamados de consenso. Por exemplo, apenas nós completos com capacidade de mineração em Bitcoin têm a capacidade de determinar a geração de novos blocos e o conteúdo escrito em novos blocos.Esses nós sem capacidade de mineração são nós somente leitura ou nós de verificação. Nas cadeias POS e DPOS, esta situação será mais óbvia: apenas o nó de consenso pode decidir o que gerar e escrever no novo bloco. A diferença entre algoritmos síncronos e algoritmos assíncronos em protocolos de consenso também é mais óbvia, o que determinará o número de nós que podem ser acomodados na rede blockchain. No sistema distribuído, não existe nenhum centro óbvio, apenas nós. Qualquer nó pode entrar ou sair da rede a qualquer momento, e seu controle e tomada de decisão são locais. Esta é também uma das razões pelas quais os sistemas distribuídos podem alcançar desempenho muito alto. . Esta explicação elimina as disputas comuns entre Descentralizado e Distribuído?

Além disso, a multidão do blockchain frequentemente discute a Camada 3 ou mesmo a Camada 4 acima da construção da segunda camada, que é uma construção generalizada da segunda camada. Camada 3 e Camada 4 são conceitos completamente diferentes da estrutura de 5 camadas da pilha de tecnologia Web3 proposta por Gavin Wood. A Camada 3 e a Camada 4 na pilha de tecnologia Web3 são os métodos de classificação de protocolos de aplicação.

Que impacto terão estas construções de segundo andar nas aplicações de nível superior? Com os recursos básicos fornecidos pelo sistema blockchain: abertura e transparência, descentralização, segurança, poder de computação, rendimento, armazenamento, privacidade, etc., os aplicativos da camada superior serão construídos nessas extensões da segunda camada, e as interações serão intercalados nestes segundos andares. A expansão da segunda camada baseada na estrutura blockchain, a expansão da segunda camada da estrutura distribuída, a expansão da segunda camada da estrutura centralizada e alguns aplicativos centralizados produzirão aplicativos Web3.0 reais e em grande escala.

2.5. Resumo das características básicas do blockchain e das características das três construções da Camada 2

O conteúdo desta seção vem de outro artigo que escrevi: "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, você pode obter mais pensamentos e conclusões." A tabela de resumo e algumas conclusões são citadas diretamente aqui. Para a arquitetura do sistema de aplicativos Web3.0, consulte também esse artigo.

Através da tabela acima, podemos resumir aproximadamente as características da estrutura blockchain, estrutura do sistema distribuído e estrutura centralizada.

(1) Estrutura Blockchain

O maior benefício da estrutura blockchain é que ela resolve problemas relacionados à confiança (o papel do livro-razão) e pode registrar o processo de mudança de dados (transição de estado), de modo que os dados e as regras de cálculo se tornem dados confiáveis e cálculos confiáveis.

O maior problema da estrutura blockchain é o baixo desempenho. Há duas razões para isso: primeiro, a estrutura blockchain não pode remover cenários de cálculo parciais e todas as solicitações são processadas de maneira completa. Por exemplo, cálculo parcial e cálculo global, dados locais e dados globais, dados temporários e dados permanentes. Em segundo lugar, a estrutura do blockchain tem um limite superior de desempenho óbvio. Se a expansão da camada 2 for realizada através de uma cadeia, o número de transações suportadas também será muito limitado.

Para expandir o desempenho de estruturas contendo blockchain, a construção multicamadas é necessária e deve ser usada em conjunto com sistemas heterogêneos.

A partir da tabela acima, apenas a estrutura blockchain pode realizar a função de livro-razão sem confiança.Portanto, se um sistema quiser realizar a função de livro-razão sem confiança, ele deve incluir um sistema blockchain. No entanto, devido aos requisitos de desempenho de aplicações de grande escala, o sistema blockchain deve ser combinado com outros sistemas para atender às necessidades.

(2) Sistema distribuído

Na tabela acima, podemos ver as vantagens óbvias dos sistemas distribuídos: descentralização, desempenho e escalabilidade são excelentes, mas existem recursos mais complexos na implementação de funções. Além disso, os sistemas distribuídos não têm a capacidade de confiar no livro-razão.

Portanto, se pudermos usar o sistema distribuído na construção de segunda camada com base na função de registro de primeira camada do Bitcoin, podemos teoricamente alcançar uma expansão de desempenho ilimitada, mantendo as características básicas do blockchain. Um caso nesta área é representado pela Bitcoin + Lightning Network. O desempenho desta combinação é de 7 TPS * ∞ do Bitcoin.

A razão para alcançar a completude de Turing em um sistema distribuído é que o custo de registrar e executar contratos inteligentes em um sistema blockchain é muito alto porque se trata de dados globais e código global. Portanto, os contratos inteligentes também são adequados para a teoria em camadas, que limita o armazenamento de código e a execução de contratos inteligentes aos participantes.

(3) Sistema centralizado

Na tabela acima, podemos ver que o benefício do sistema centralizado é que a implementação da engenharia é relativamente simples, devido ao controle lógico interno simples e ao cálculo simples. Da mesma forma, os sistemas centralizados não têm a capacidade de confiar nos livros-razão. As vantagens de um sistema centralizado não são excelentes: se você estiver processando dados em pequena escala ou processando dados temporários e cálculos temporários, será relativamente adequado.

A construção do segundo andar do sistema centralizado pode ser utilizada como solução complementar ou transitória aos outros dois métodos.

(4) Análise abrangente

Na era do valor, através do conteúdo acima, podemos ver que é difícil alcançar o efeito de satisfazer as necessidades confiando apenas num sistema. Esta é também uma necessidade prática para a segunda camada do desenvolvimento ecológico do Bitcoin. Mas como combinar esses três sistemas requer muita exploração. Vamos analisá-lo primeiro teoricamente. Diante de diferentes necessidades, haverá diferentes estruturas de combinação.

Em primeiro lugar, do ponto de vista do conceito de design de camadas de protocolo, a rede Bitcoin não requer integridade de Turing, é uma máquina de confiança global e só precisa salvar os dados e as alterações de dados que exigem confiança global. Com base neste requisito mais básico, o conjunto de instruções do Bitcoin pode ser reduzido ao mínimo. Outras funções são deixadas para as extensões da camada superior serem concluídas.

Geralmente, pequenas aplicações só precisam ser concluídas em uma única blockchain. Sistemas um pouco maiores são adequados para conclusão da construção de segunda camada de blockchain + blockchain. Mas para aplicações em larga escala, a solução preferida é usar um sistema blockchain + sistema distribuído.

Através da combinação de múltiplas estruturas de sistemas, as limitações da teoria básica de um único sistema podem ser quebradas. Por exemplo, o sistema blockchain é limitado pelas limitações do triângulo impossível DSS, mas se um sistema blockchain + sistema distribuído for usado, o triângulo impossível de descentralização D, segurança S e escalabilidade S pode ser resolvido. Outras combinações, blockchain + sistema centralizado, também podem resolver o problema de escalabilidade até certo ponto. Sistema distribuído + sistema centralizado podem resolver as limitações do triângulo CAP em sistemas distribuídos.

3. Coisas relacionadas à construção do segundo andar

Com a rede de primeiro nível e a construção de segundo nível, qual é a ligação entre as duas? Ou os dois estão diretamente relacionados? Uma delas é uma conexão técnica direta, por exemplo, um link através de bloqueio bidirecional ou tecnologia de ponte. A outra é a correlação fora do sistema, como Bitcoin e Ethereum. Embora não haja correlação direta, as pessoas transformam BTC em WBTC para fluir no Ethereum. Não há sequer correlação técnica, mas sim ajustes individuais com base nas flutuações de preços. As posições de Bitcoin e Ethereum são uma correlação fora do sistema.

Aqui discutimos apenas correlações técnicas.Essas tecnologias de correlação estão intimamente relacionadas à estrutura e às características da segunda camada. Posteriormente, nos referiremos à estrutura de von Neumann de uma perspectiva mais macro para julgar o desenvolvimento da ecologia relacionada ao blockchain.

3.1. Tecnologia de conexão de primeira e segunda camada

Já mencionamos o desenvolvimento da própria tecnologia do Bitcoin, como a modificação de OP_RETURN, SegWit (Segregated Witness), Taproot (versão atualizada do Segregated Witness), assinatura Schnnor, MAST e Tap, todos os quais devem ser usados para conectar o primeiro e segundas camadas.O design é o elemento técnico básico que conecta a primeira camada e a segunda camada no ecossistema Bitcoin. Essas tecnologias de conexão são uma parte importante do pensamento sobre a construção da segunda camada. Embora existam algumas soluções de implementação de tecnologia de conexão BTC na rede, como o uso de HashLock, ou assinaturas de limite, MPC, etc., essas soluções têm funções limitadas e são não é adequado para funções mais complexas. Para segmentar ainda mais os cenários e requisitos, ainda é necessário utilizar os elementos técnicos básicos gerados para conexão no ecossistema Bitcoin.

As conexões de primeira e segunda camadas do BEVM são um tanto representativas e a maioria delas usa as funções construídas com os elementos básicos acima. Sua assinatura Shnorr + contrato MAST + solução BTC L2 da rede de nós leves Bitcoin é um bom caso para aprender a conectar a primeira camada e a segunda camada.

Além destes elementos técnicos básicos que ligam o primeiro e o segundo piso, as tecnologias específicas de ligação irão variar dependendo da estrutura da construção do segundo piso. Deixe-me primeiro apresentar brevemente alguns tipos de tecnologias de conexão.As tecnologias comuns para conectar a rede de primeiro nível e a rede de segundo nível do blockchain incluem o seguinte:

**Tecnologia de cadeia cruzada: **Através da tecnologia de cadeia cruzada, diferentes blockchains podem interoperar e realizar a conexão entre a rede de primeira camada e a rede de segunda camada. A tecnologia entre cadeias pode realizar transferência e interação entre cadeias de ativos, permitindo que dados e valor fluam entre diferentes blockchains.

**Tecnologia de verificação isolada: **A tecnologia de verificação isolada pode isolar dados de transação na rede de primeiro nível e depois verificá-los e processá-los através da rede de segundo nível. Esta abordagem pode reduzir a carga na rede de primeiro nível e melhorar o rendimento e a eficiência gerais.

**Tecnologia Sidechain: **A tecnologia Sidechain é uma tecnologia que conecta a cadeia principal e a cadeia lateral.A cadeia lateral pode realizar a transmissão de dados entre a rede de primeira camada e a rede de segunda camada. As cadeias laterais podem separar algumas funções e aplicações específicas da cadeia principal para melhorar o desempenho geral e a escalabilidade.

**Tecnologia State Channel: **A tecnologia State Channel é uma solução baseada na rede de segunda camada. Ao estabelecer um canal de comunicação fora da cadeia, as transações podem ser realizadas fora da cadeia e submetidas à rede de primeira camada somente quando necessário . A tecnologia State Channel pode aumentar a velocidade e o rendimento das transações e reduzir as taxas de transação.

**Tecnologia de plasma: **A tecnologia de plasma é uma solução de expansão baseada na rede de segunda camada. Ao fragmentar os dados de transação da rede de primeira camada e, em seguida, verificá-los e processá-los através da rede de segunda camada, pode atingir maior rendimento e escalabilidade.

Estruturas comuns de duas camadas incluem estrutura blockchain, estrutura de sistema distribuído e estrutura de sistema centralizado. As tecnologias de conexão comuns acima serão diferentes devido às diferentes estruturas de segunda camada, e a maioria delas só pode ser usada em uma estrutura. Não discutido em profundidade aqui.

À medida que a construção do segundo andar amadurece, haverá tecnologias ou casos mais específicos, e pode até não ser uma ligação técnica, mas apenas uma ligação económica.

Quais são os indicadores de referência para examinar a qualidade da tecnologia de link da camada um e da camada dois? Os indicadores que você pode ver aproximadamente são:

A primeira camada pode verificar as transações na segunda camada?

Os ativos do primeiro andar podem escapar suavemente quando o segundo andar desabar?

A tecnologia de conexão degrada certas características do sistema?

……

O conteúdo da tecnologia de ligação entre a primeira e a segunda camadas deverá ser melhor resumido e melhorado quando houver mais casos de construção de segunda camada. Atualmente, essas tecnologias de conexão são concluídas principalmente por construtores de segundo nível. É difícil dizer se no futuro haverá produtos independentes semelhantes a pontes de cadeia cruzada.

Esta seção tem mais a ver com levantar questões e permitir que nós, participantes e construtores, pensemos mais.

3.2. Observe o desenvolvimento do blockchain com referência à estrutura de von Neumann.

Anteriormente, utilizamos o conceito proposto por Vitalik: O blockchain é um “computador mundial”. Como todos podem ser chamados de computadores, este “computador mundial” pode ser comparado e analisado com a estrutura de von Neumann dos computadores tradicionais.

Os cinco componentes principais de um computador estruturado por von Neumann são: unidade aritmética, controlador, memória, dispositivo de entrada e dispositivo de saída. ** No sistema "computador mundial" do blockchain também existem componentes semelhantes, e devemos também prestar atenção à parte de conexão entre esses cinco componentes, pois em um sistema distribuído a parte de conexão tem um impacto maior.

As regras de desenvolvimento do “World Computer” são muito semelhantes às regras de desenvolvimento dos computadores tradicionais. Comparado com o desenvolvimento dos computadores tradicionais, o sistema blockchain ainda está em um estágio semelhante ao anterior a 286. Ainda está expandindo as capacidades de processamento e armazenamento, possui periféricos simples e ainda é muito limitado no que pode fazer.

Várias comparações comparando o desenvolvimento dos computadores tradicionais com o desenvolvimento dos "computadores mundiais":

(1) A expansão da CPU (calculadora e controlador) é como a expansão da atual energia e rendimento de computação de uma e duas camadas;

(2) A expansão da memória passará gradualmente da competição por espaço na cadeia para o uso de armazenamento real em blockchain. Os atuais espaços de armazenamento em cadeia de uma e duas camadas são como registros, cache de primeiro nível e cache de segundo nível em computadores tradicionais.No futuro, haverá métodos profissionais de armazenamento de blockchain, como memória, disco rígido e armazenamento externo. A forma atual de escrever dados também mudará muito no futuro.

(3) Dispositivos de entrada e dispositivos de saída, no sistema blockchain, são oráculos. Esses dispositivos de entrada e saída não foram muito refletidos na construção do segundo andar e haverá mais demanda nas aplicações da camada superior.

(4) Algumas cadeias e funções especiais no blockchain são muito semelhantes às GPU, placas de equipamentos especiais, periféricos especiais e outros componentes em computadores tradicionais.

(5) As aplicações em cadeia e as aplicações de nível superior, tal como os computadores tradicionais que ainda não distinguiram sistemas operativos e software de aplicação, também estão a evoluir e a separar-se funcionalmente passo a passo.

(6) Muitas aplicações atuais de blockchain são aplicações financeiras, assim como os primeiros computadores tradicionais, que são usados principalmente para pesquisas científicas e aplicações militares. Com o desenvolvimento, eles estão lentamente se movendo em direção a empresas, famílias e indivíduos. As aplicações Blockchain terão uma tendência de desenvolvimento semelhante, evoluindo desde as primeiras aplicações financeiras até aplicações mais amplas.

A partir da construção da segunda camada, ainda há muito que pode ser discutido comparando os computadores tradicionais e o “computador mundial” do blockchain, que não será descrito neste artigo.

4. Status atual de construção da Camada 2 do Bitcoin

4.1. Projetos de segunda camada Bitcoin já em operação

Neste artigo, apresentamos principalmente os projetos Bitcoin de segunda camada que foram operados com sucesso, referindo-nos a alguns relatórios de pesquisa e relatórios da indústria.Essas construções de segunda camada estão em execução há um certo período de tempo, e a maioria delas foi fabricada ou lançado de 2015 a 2019. . Alguns projetos mais recentes também serão introduzidos se tiverem características especiais. Veremos que esses casos são basicamente baseados na construção de segunda camada da cadeia, e a única construção de sistema distribuído baseada no Canal é a Lightning Network. Se você incluir a construção de segunda camada do Ethereum, a Raiden Network também é um caso de design baseado no Channel, mas seu desenvolvimento atual não parece ter sucesso e não será apresentado neste artigo. A tecnologia Plasma da Ethereum é um design de subcadeia baseado em Canal. Parece ser uma combinação de cadeia e Canal. Pessoalmente, acho que sua principal característica é um design de duas camadas baseado em cadeia, então não vou discutir muito sobre isso aqui.

1. Lightning Network Lightning Network (baseada na construção distribuída de segunda camada)

Lightning Network é uma solução de segunda camada construída no blockchain Bitcoin e foi projetada para resolver problemas de escalabilidade e baixa velocidade de transação do Bitcoin. A Lightning Network foi proposta pela primeira vez em 2015 e totalmente implementada em 2018.

As principais características da Lightning Network são rápidas, de baixo custo e escaláveis. Estabelece uma série de canais de pagamento para que as transações Bitcoin possam ser realizadas dentro dos canais sem serem registradas diretamente no blockchain. Isso pode reduzir bastante o tempo de confirmação da transação e as taxas de transação, além de oferecer suporte a um grande número de transações paralelas. A Lightning Network depende do protocolo RMSC para garantir a segurança e confiabilidade das transações, enquanto o HTLC resolve o problema de escalabilidade roteável. A escalabilidade de sua arquitetura proporciona um desempenho muito alto.

Desde o seu lançamento, a Lightning Network ganhou ampla atenção e adoção. Cada vez mais usuários, exchanges e comerciantes de Bitcoin estão usando a Lightning Network para transações rápidas entre cadeias e pagamentos em tempo real. Além disso, os desenvolvedores estão constantemente melhorando o desempenho e a experiência do usuário da Lightning Network, proporcionando-lhe mais recursos e escalabilidade.

Embora a Lightning Network ofereça melhorias significativas em escalabilidade e velocidade de transação, ela ainda enfrenta vários desafios técnicos e de adoção. Por exemplo, a estabilidade da rede, os algoritmos de roteamento e as interfaces de usuário precisam ser continuamente melhorados. No entanto, à medida que o tempo passa e a tecnologia melhora, espera-se que a Lightning Network se torne uma importante solução de pagamento para Bitcoin e outras criptomoedas, proporcionando aos usuários uma experiência de transação mais rápida e de menor custo.

2.Líquido (construção de segunda camada baseada em cadeia)

Liquid é uma solução sidechain lançada pela Blockstream em 2015. Como a primeira sidechain do Bitcoin, a Liquid visa fornecer soluções de transações mais rápidas, seguras e privadas para atender às necessidades de usuários profissionais, como instituições financeiras e bolsas.

Um dos principais recursos do Liquid são os tempos rápidos de confirmação de transações. Comparado ao tempo de confirmação do Bitcoin de cerca de 10 minutos, o tempo de confirmação da transação do Liquid é de apenas 2 minutos. Isso permite que os usuários realizem transações com mais rapidez e transfiram fundos rapidamente quando necessário. Outra característica importante é a privacidade das transações do Liquid. A Liquid usa tecnologia de Transações Confidenciais (transações confidenciais) para ocultar o valor da transação, e somente os participantes da transação podem visualizar o valor específico. Isso ajuda a proteger a privacidade dos participantes da transação.

Liquid também apresenta maior rendimento de transações. Ao usar a tecnologia Federated Peg (ancoragem federal), a Liquid pode suportar um grande número de transações paralelas e ancorar na rede Bitcoin para alcançar a interoperabilidade com o Bitcoin. Isso permite que o Liquid lide com mais volume de transações e melhore o rendimento geral do sistema.

Desde o seu lançamento, a Liquid cresceu gradualmente na indústria de criptomoedas. Cada vez mais bolsas, instituições financeiras e empresas estão começando a adotar o Liquid como sua solução de negociação e liquidação de fundos. Ao mesmo tempo, a Blockstream continua a introduzir novos recursos e melhorias para melhorar ainda mais o desempenho e a segurança do Liquid.

Em resumo, Liquid é uma solução Bitcoin sidechain lançada pela Blockstream que visa fornecer transações rápidas, privadas e de alto rendimento. Ele atende às necessidades de usuários profissionais, reduzindo o tempo de confirmação de transações, fornecendo privacidade de transações e aumentando o rendimento das transações. Com o tempo, a Liquid ganhou ampla adoção e crescimento na indústria de criptomoedas.

3. Porta-enxerto (RSK) (construção de segunda camada baseada em cadeia)

Rootstock (RSK) é uma plataforma de contrato inteligente construída no blockchain Bitcoin e tem como objetivo fornecer funcionalidades semelhantes às do Ethereum para o ecossistema Bitcoin. O porta-enxerto foi proposto pela primeira vez em 2015 e lançado oficialmente em 2018.

As principais características do Rootstock são a indexação bidirecional ao Bitcoin e a funcionalidade de contrato inteligente. Com uma ligação bidirecional ao Bitcoin, o Rootstock é capaz de usar o Bitcoin como seu ativo principal, proporcionando segurança e estabilidade. Ao mesmo tempo, o Rootstock oferece suporte a funções de contratos inteligentes, permitindo que os desenvolvedores criem e executem contratos inteligentes com funções de automação em sua plataforma.

Desde o seu lançamento, o Rootstock gradualmente ganhou reconhecimento e adoção no ecossistema Bitcoin. Ele fornece mais funções e flexibilidade aos usuários e desenvolvedores do Bitcoin, permitindo que o Bitcoin suporte uma ampla gama de cenários de aplicação, como finanças descentralizadas (DeFi), emissão de ativos digitais e gerenciamento da cadeia de suprimentos.

No entanto, o desenvolvimento do Rootstock tem sido relativamente lento em comparação com outras plataformas de contratos inteligentes. A sua expansão em termos de comunidades de utilizadores e desenvolvedores requer mais esforços. No entanto, as perspectivas de desenvolvimento do Rootstock ainda são consideradas positivas e tem potencial para se tornar uma das importantes plataformas de contratos inteligentes no ecossistema Bitcoin.

** 4. RGB (baseado na construção distribuída + Turing completa de segunda camada) **

A história do RGB remonta a 2016, quando Giacomo Zucco queria aproveitar os conceitos de verificação do lado do cliente e selos descartáveis de Peter Todd para desenvolver moedas coloridas melhores e trazer esses tokens para a Lightning Network (é daí que vem o nome "RGB" de). É um protocolo aberto construído na blockchain Bitcoin e visa fornecer funções mais ricas para a criação, transação e gerenciamento de ativos digitais.

RGB é um sistema de contrato inteligente Bitcoin e Lightning Network escalável e confidencial desenvolvido pela LNP/BP Standards Association. Ele adota os conceitos de propriedade privada e comum e é uma forma de computação distribuída completa e sem confiança que não requer a introdução de tokens e é um protocolo descentralizado sem blocos. RGB foi projetado para executar contratos inteligentes escalonáveis, robustos e privados em blockchains UTXO (como Bitcoin) para tornar todas as possibilidades possíveis. Por meio do RGB, os desenvolvedores podem executar emissão de tokens, cunhagem de NFT, DeFi, DAO e contratos inteligentes de múltiplas categorias mais complexos.

O protocolo RGB é um estado do lado do cliente executado na segunda e terceira camadas (off-chain) do ecossistema Bitcoin, baseado nos conceitos de validação do lado do cliente e selos de uso único. Sistemas de verificação e contratos inteligentes.

5.Pilhas (construção de segunda camada baseada em cadeia)

Stacks (anteriormente Blockstack) é uma plataforma de computação descentralizada construída no blockchain Bitcoin. Stacks foi proposto pela primeira vez em 2013 e teve uma oferta inicial de moedas (ICO) em 2017. Sua principal característica é fornecer funções descentralizadas de autenticação, armazenamento e contrato inteligente.

A principal característica do Stacks é apoiar o desenvolvimento e execução de aplicações descentralizadas com a segurança e estabilidade do Bitcoin. Ele usa um mecanismo de consenso chamado “Stacking” para alcançar o consenso, permitindo que os usuários que possuem tokens STX bloqueiem um certo número de tokens e participem da verificação da rede. Este mecanismo incentiva os usuários e aumenta a segurança da rede.

Em termos de desenvolvimento, Stacks tornou-se uma das plataformas importantes na área de aplicações descentralizadas. Ele atraiu um grupo de desenvolvedores e projetos, construiu vários aplicativos descentralizados e forneceu uma riqueza de ferramentas e documentação de desenvolvimento. Stacks também colabora com outros projetos de blockchain para expandir seu ecossistema e cenários de aplicação.

6. Outros projetos de segunda camada do Bitcoin

Com a popularidade do Bitcoin, muitos novos projetos foram criados. Entre eles, há muitos projetos iniciados por chineses, e esses novos projetos como B² Network, BEVM, Dovi, Map Protocol, Merlin, Bison, etc.

Fundada em 2022, a B²Network é uma rede Bitcoin de segunda camada desenvolvida com base no ZK-Rollup.É compatível com EVM e permite que os desenvolvedores do ecossistema EVM implantem DApps perfeitamente. É um caso típico de transferência da tecnologia de segunda camada da tecnologia Ethereum para o ecossistema Bitcoin.

A equipe original da BEVM foi criada em 2017 e explorou uma variedade de aplicações estendidas do Bitcoin. O conceito BEVM proposto em 2023 é um Bitcoin L2 descentralizado compatível com EVM. BEVM é baseado em tecnologias como o algoritmo de assinatura Schnorr trazido pela atualização Taproot, permitindo que o BTC faça cross-chain da rede principal do Bitcoin para a Camada 2 de maneira descentralizada. Como o BEVM é compatível com o EVM, todos os DApps executados no ecossistema Ethereum podem ser executados na camada 2 do BTC e usar o BTC como gás. Em 29 de novembro de 2023, a BEVM divulgou um white paper.

Fundada em 2023, Dovi é um Bitcoin Layer 2 compatível com contratos inteligentes EVM. Em novembro de 2023, Dovi lançou oficialmente o white paper. De acordo com o white paper, Dovi integra assinaturas Schnorr e estruturas MAST para melhorar a privacidade das transações, otimizar o tamanho dos dados e os processos de verificação; emitir uma estrutura flexível para vários tipos de ativos além do Bitcoin e realizar transferências de ativos entre cadeias.

A equipe do Map Protocol foi criada relativamente cedo e originalmente se concentrava em protocolos de cadeia cruzada, que são as tecnologias de conexão de primeira e segunda camadas que apresentamos anteriormente. Depois que o ecossistema Bitcoin se tornar popular, em breve será possível construir uma construção de segunda camada baseada na cadeia. A capacidade de cruzar ativos de inscrição atuais e reduzir custos de transação atrairá algumas partes do projeto e aplicações.

No site oficial da Merlin Chain, é fácil ver seus atributos Bridge. Ele transfere ativos no BTC para a rede de segunda camada e reduz os custos de transação. É um representante típico da solução de pontos problemáticos primeiro. De acordo com a introdução do site oficial e alguns relatórios de pesquisa, Merlin é uma solução Bitcoin Layer 2 que integra a rede ZK-Rollup, oráculos descentralizados e módulos de prevenção de fraude BTC on-chain. O projeto é lançado pela Bitmap Tech. Eles são uma equipe única. Os ativos Bitmap.game e BRC-420 "Blue Box" Ordinals que eles lançaram têm boa reputação.

Fundado em 2023, Bison é um zk-rollup nativo do Bitcoin que aumenta a velocidade das transações ao mesmo tempo que habilita recursos avançados no Bitcoin nativo. Os desenvolvedores podem usar zk-rollup para construir soluções DeFi inovadoras, como plataformas de negociação, serviços de empréstimo e criadores de mercado automatizados. Em seu site oficial, o Bridge também é um recurso importante. O encadeamento cruzado de ativos Bitcoin e a conclusão de aplicações de ativos da camada superior são o ponto de entrada para muitos projetos.

A julgar pelos projetos relativamente novos acima, B² Network, BEVM, Dovi, Map Protocol, Merlin e Bison, eles concluíram rapidamente a redução das taxas de transação e atenderam às necessidades de transação dos ativos de primeiro nível do Bitcoin. Todos eles envolvem ativos de cadeia cruzada. As equipes que possuem protocolos de cadeia cruzada podem fazer isso mais rapidamente. As equipes com experiência na construção de segunda camada têm mais vantagens em aplicativos de camada superior. Estes projectos mais recentes baseiam-se todos na construção da segunda camada da cadeia, aproveitando a acumulação de tecnologia original e o poder explosivo de curto prazo. Estes projectos são algo homogéneos, qual será o seu desenvolvimento futuro? Qual será o resultado da concorrência com prestadores de serviços de construção distribuídos de segundo nível? Também requer muita observação. A julgar pela experiência de projetos de segundo nível no Ethereum, muitos projetos fracassarão depois que os tokens forem emitidos por meio de marketing hot-spot. Será esse o caso dos projetos de segundo nível do Bitcoin?

A partir dos projetos atualmente em execução na segunda camada do Bitcoin, podemos ver aproximadamente que os conhecidos projetos Bitcoin da segunda camada foram estabelecidos relativamente cedo e têm explorado tecnologias relacionadas há muito tempo. No entanto, porque a tecnologia básica do Bitcoin ecossistema não foi formado, o projeto A maioria deles não é empolgante o suficiente ou é ofuscada pela luz do Ethereum e do ecossistema Ethereum. Com a maturidade dos protocolos básicos do Bitcoin, especialmente a formação de tecnologias subjacentes, como Segregated Witness, Taproot, assinaturas Schnorr, árvore de sintaxe abstrata MAST Merkel e Tap, a tecnologia de conexão entre a primeira camada e a segunda camada se desenvolveu melhor. Como resultado, as coisas que o ecossistema Bitcoin pode fazer estão se tornando mais ricas. A partir dos projetos de segunda camada do Bitcoin que já estão em execução, podemos ver que alguns são construtores do ecossistema original do Bitcoin, outra parte são construtores da segunda camada do Ethereum e alguns são construtores da tecnologia de conexão. de onde vem o projeto, ele precisa usar essas tecnologias básicas de conexão Bitcoin recém-geradas.Quanto mais completos e diversificados forem os métodos de uso, melhor será o suporte para a segunda camada.

4.2. Análise de desenvolvimento da construção de segunda camada do Bitcoin

Onde quer que estejam os fundos, haverá entusiasmo e atrairá mais fundos para serem recolhidos. Atualmente, o Bitcoin tem um valor de mercado de aproximadamente US$ 800 bilhões. Seu desenvolvimento ecológico é fraco, mas tem potencial para explodir. Portanto, muitos projetos afirmam realizar a construção de segunda camada do Bitcoin. Não citaremos aqui os nomes específicos desses projetos, mas faremos algumas classificações dos participantes desses projetos para ver suas características e suas respectivas vantagens e desvantagens.

1. Projeto original de construção de segunda camada do Bitcoin

Os projetos originais do Bitcoin de segunda camada, especialmente aqueles que foram desenvolvidos por muitos anos e têm certas vantagens acumuladas, podem ser rejuvenescidos pela popularidade do Bitcoin desta vez? Será que vai prosperar? Há uma grande incerteza.

Existem dois critérios de medição: primeiro, como mencionado anteriormente, qualquer rede de segunda camada que tenha um valor total bloqueado mais alto, o TVL vencerá. O outro é o tipo de estrutura de duas camadas. A construção de duas camadas baseada em cadeia acomodará mais jogadores paralelos devido às suas características de expansão. A construção distribuída de duas camadas só pode acomodar relativamente poucos concorrentes.

Os projectos originais de segundo nível ainda precisam de aproveitar plenamente as suas vantagens acumuladas e estabelecer novas vantagens com a ajuda de novas tecnologias para atrair mais aplicações para a plataforma. Só então poderão ter a oportunidade de rejuvenescer e ganhar mais quota de mercado. Se não conseguir atrair mais candidaturas, esses projetos antigos provavelmente acabarão por afundar ou se transformar. Na verdade, tais projectos também podem cooperar ou fundir-se com projectos que não têm qualquer acumulação técnica e que estabeleceram uma comunidade através de algum consenso através de algum consenso em troca de um maior desenvolvimento.

Além disso, se esses projetos antigos puderem ter vantagens no acúmulo de tecnologia de construção de segundo nível baseada em distribuição, eles poderão intervir totalmente na construção de segundo nível baseada em distribuição, e será mais eficaz ao fornecer orientação para a camada superior. formulários.

2. Projeto de construção de segunda camada Bitcoin recém-ingressado

Novos projetos que entram na construção de segunda camada do Bitcoin geralmente não têm muitas vantagens acumuladas, mas isso dá a tal equipe a vantagem de ser um retardatário.Eles podem pesquisar a tecnologia mais recente, resolver primeiro as necessidades leves e mais atraentes e atrair um certo número de pessoas Entrada do aplicativo. É melhor ter uma equipe com experiência em construção de segunda camada no ecossistema Ethereum ou em outros ecossistemas, que seja mais adequada para entrar rapidamente na construção de segunda camada do Bitcoin. Para tal projeto, você pode considerar a construção de segunda camada baseada em cadeia, que será mais rápida e vantajosa.

Equipes sem absolutamente nenhuma experiência ou vantagens podem consultar o terceiro cenário para ver se conseguem excluir usuários e acumular fundos por meio do consenso da comunidade.

3. Projetos Bitcoin de segundo nível que não têm acumulação, mas querem entrar

Eu não tinha muito conhecimento de projetos que promoviam Web3.0 sem qualquer acúmulo técnico ou comunitário. Provavelmente considerei esses projetos como projetos CX. Mas através do fenómeno das inscrições, as comunidades que geraram um grande consenso comunitário através de uma determinada inscrição, como sats, ordi e ratos, não só têm muitos membros, mas também acumularam uma certa quantia de fundos. Tal projeto pode iniciar completamente uma nova construção de segunda camada do zero. Através do poder da comunidade, os aplicativos da camada superior podem ser integrados à comunidade. Ao mesmo tempo, é possível construir uma segunda camada. Tal a segunda camada provavelmente será escolhida para ser baseada em cadeia. A construção da segunda camada é simples e rápida, e através do poder da comunidade, DID (identidade descentralizada), ferramentas DAO, aplicativos DeFi e outros aplicativos de camada superior são construídos na segunda camada da comunidade e não há necessidade de construí-los você mesmo, apenas apresentá-los às partes de produtos maduros e compartilhar a receita com eles. Isso pode formar uma pequena ecologia. Tais projectos impõem maiores exigências à construção comunitária, à gestão de fundações e aos mecanismos de tomada de decisão.

4. Desenvolvimento de aplicativos de camada superior

Com o rápido desenvolvimento da segunda camada do Bitcoin, a enorme quantidade de fundos adormecidos no BTC começou a ser despertada e, devido ao efeito do globo ocular, mais novos usuários serão atraídos para entrar no campo Web3.0, juntamente com o rápido desenvolvimento do Bitcoin tecnologia de segunda camada, estabelecerá uma base sólida para a adoção em massa. Os aplicativos de camada superior começarão a partir dos aplicativos financeiros atuais e introduzirão gradualmente aplicativos que exigem alto desempenho, grande tráfego e interação frequente, como Gamefi, SocialFi e outros aplicativos. Não haverá tempo de inatividade de aplicativos baseados em cadeia e serviços ruins experiência Boa situação. O desenvolvimento da segunda camada do Bitcoin trará muitas oportunidades e infraestrutura sólida para aplicativos de camada superior.Quando maduro, trará mais oportunidades para equipes Web3 menos nativas.

Em qualquer caso, a era da Web3.0 apenas começou. Ainda está na sua infância e fase inicial e requer muita exploração e construção. Muitos países e regiões ainda não estão totalmente abertos a muitas coisas novas na Web3.0. Web3.0 requer muita construção e dará mais oportunidades a cada equipe de projeto. Uma equipe que percebe constantemente novos desenvolvimentos e novas tecnologias, se ajusta constantemente e participa constantemente na construção da Web3.0 certamente ganhará algo em um determinado estágio e em um determinado campo.

Descrição de referência

Escrever este artigo é o resultado da leitura de um grande número de artigos do setor e da participação em muitas atividades, como TwitterSpace e comunicação offline. Inspirado pelo que muitas pessoas disseram, algumas das pessoas e fatores influentes proeminentes são os seguintes:

(1) Professor Dashan da Waterdrop Capital, ele escreveu muitos artigos, deu muitas palestras para nós na Ilha de Todas as Coisas e participou de muitas atividades espaciais das quais participou.

(2) Algum conteúdo técnico aprofundado é obtido ouvindo as palestras do Professor Hong Shuning, assistindo seus vídeos e comunicando-se offline com o Professor Hong Shuning, como problemas de roteamento em sistemas distribuídos e problemas de completude de Turing RGB.

(3) Numerosos artigos em www.btcstudy.org. Há uma riqueza de conhecimento compilado neste site.

(4) Programa de entrevistas com Jan Xie, arquiteto-chefe da Nervos (CKB).

(5) Leia mais sobre protocolo BIP, Segwit, Taproot, ordinais, brc 20, Atomical, etc.

(6) Outros conhecimentos sobre blockchain, incluindo ideias de design hierárquico e comparação de estruturas de von Neumann, são derivados do acúmulo de conhecimento que escrevi em vários livros nos últimos anos, dos quais 5 foram publicados, "Blockchain Knowledge-Popular" Popular Edition", "Blockchain Knowledge-Technology Popular Edition", "Turing Blockchain", "Blockchain Economic Model", "Web3.0: Building the Digital Future of the Metaverse"; e 3 livros sobre Ethereum, concluídos Parte da escrita foi feita mas não foi publicado. Esses conteúdos referem-se a muitos protocolos nativos, white papers e princípios técnicos do blockchain. A saída desses conteúdos também é o resultado de todos. Acabei de coletá-los e organizá-los. Lentamente, compreendi a correlação entre esses princípios subjacentes e muitas tecnologias e possíveis cenários de aplicação futura.

(7) Discussão e reflexão com os membros da equipe ao projetar produtos relacionados em nosso projeto.

Sou muito grato ao Sr. Dashan do SatoshiLab, Elaine Yang, Hong Shuning e especialistas técnicos relacionados. Eles leram este artigo e deram muitos comentários e opiniões de revisão. Eles controlam estritamente a precisão dos conceitos citados no artigo e não confirme até encontrarmos a referência original., aprecio muito esse hábito rigoroso! Muito obrigado a todos os colaboradores e participantes que melhoraram meu corpo de conhecimento.