Биткойн всегда был в центре криптовалюты. Однако по своему дизайну он обрабатывает ограниченное количество транзакций в секунду, что приводит к более медленным временам транзакций и высоким комиссиям, особенно в периоды повышенного спроса.

Эта проблема масштабируемости усугубляется периодическим уменьшением вознаграждения за блок, что снижает стимулы для майнеров и может привести к повышению комиссий за транзакции.

Итак, как Биткойн может развиваться, чтобы удовлетворить растущие требования быстро расширяющейся экосистемы DeFi, не жертвуя своими основными принципами? Вот где на сцену выходят Биткойн L2s.

Давайте погрузимся и исследуем мир Bitcoin L2.

Почему L2 на Bitcoin?

Возможно, вас интересует, зачем нам нужны L2 для Биткойна, когда уже существует так много более быстрых цепочек и экосистем, которые, кажется, успешно справляются с децентрализованной финансовой деятельностью.

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять текущие ограничения Биткойна, его исторический контекст и уникальную ценность, которую он привносит в криптопространство.

Основные ограничения Биткойна:

1. Масштабируемость: Биткойн может обрабатывать только около 7-10 транзакций в секунду (TPS) из-за его блок времени в 10 минут и размера блока в 1 МБ. Этот пропускной объем недостаточен для глобальной валюты. В результате, во время пикового спроса пользователи сталкиваются с задержками и увеличенными комиссиями, поскольку майнеры отдают предпочтение транзакциям с более высокими комиссиями.
2. Ограниченная программирование: сценарный язык Биткойна намеренно ограничен, что ограничивает сложные операции или смарт-контракты.

Эти ограничения были признаны с первых дней существования биткоина. Вскоре после его запуска в 2009 году разработчики начали работу по созданию приложений и слоев поверх сети Bitcoin. Ранним примером является Litecoin, созданный как форк биткоина для улучшения пропускной способности транзакций. Эти попытки подчеркнули необходимость масштабирования решений на самом биткоине.

Изображение через CoinTrade

К этим проблемам добавляется механизм халвинга биткоина. Каждые четыре года вознаграждение за блок для майнеров сокращается вдвое, что может привести к:

• Меньшая безопасность: меньше майнеров могут себе позволить продолжать майнить, что снижает общую безопасность сети.
• Возможная централизация: выживут только крупномасштабные майнеры с более низкими затратами, что приведет к более централизованному набору майнеров.
• Увеличение комиссий за транзакции: Если цена биткойна не повысится достаточно, чтобы компенсировать снижение вознаграждения, майнеры могут отдавать предпочтение транзакциям с более высокими приоритетными комиссиями, что увеличит затраты на транзакции для всех.

Здесь вступают в игру L2, предлагая несколько преимуществ, чтобы противостоять ограничениям Биткойна:

1. Увеличенная пропускная способность транзакций: L2 могут обрабатывать сотни транзакций в секунду вне цепи.
2. Более низкие комиссии: Объединяя транзакции в пакеты и распределяя их по группам в основной цепочке, L2 значительно снижают затраты на транзакцию.
3. Внедрение программирования: L2 позволяют использовать функциональность смарт-контрактов без изменения базового уровня Биткойна.
4. Более быстрые подтверждения: L2-транзакции могут быть почти мгновенными, с окончательным расчетом на основной цепи происходящим позже.

Но почему строить на Bitcoin, когда другие цепочки предлагают высокую скорость и программирование изначально?

Биткойн и Эфириум оба сталкиваются с высоким спросом от растущей пользовательской базы. В то время как Эфириум поддерживает большинство DeFi и NFT приложений, Биткойн в основном фокусируется на передаче стоимости. Эта разница влияет на то, как решения L2 реализуются на каждой цепочке.

Bitcoin L2 работают иначе, чем Ethereum L2. Фундаментальное различие между Bitcoin L2 и Ethereum L2 заключается в их основной направленности и вариантах использования:

• Прежде всего, Bitcoin L2s улучшают масштабируемость и эффективность простых переводов и микроплатежей. Кроме масштабируемости, проекты Bitcoin L2 также стремятся внедрить программирование в сеть Bitcoin. Хотя Bitcoin не поддерживает встроенную виртуальную машину, решения L2 разрабатывают слои выполнения, которые запускают виртуальные машины. Это добавляет косвенные возможности для смарт-контрактов в Bitcoin, позволяя ему поддерживать больше приложений.
• L2-решения Ethereum разработаны для масштабирования сложных вычислений и взаимодействий, включающих умные контракты и приложения. Здесь цель состоит в обработке большого объема транзакций вне цепи, обеспечивая при этом безопасность через основную цепь Ethereum.

Преимущества создания на Биткойне включают в себя:

• Захват недоиспользуемой стоимости биткойна: значительная часть предложения биткойна бездействует в кошельках. Программируемые L2 могут активировать этот замерший капитал, способствуя увеличению принятия и ликвидности для всей экосистемы биткойна.
• Использование ликвидности и бренда Bitcoin: У Bitcoin самая глубокая ликвидность среди всех криптовалютных активов, с рыночной капитализацией более 1 трлн долларов. Это позволяет приложениям использовать огромный капитал и хорошо установленную базу пользователей.
• Наследуя безопасность Биткойна: высокая хэш-скорость и децентрализованная сеть Биткойна делают его одной из самых безопасных блокчейнов. L2-решения могут использовать эту надежную модель безопасности.

В то время как L2 могут помочь расширить экосистему Биткойна за пределы просто хранилища ценности, в настоящее время они компрометируют его основную безопасность и децентрализацию из-за отсутствия встроенной верификации, вводя новые предположения о безопасности. Несмотря на эти сложности, L2 предлагают способ сделать Биткойн более динамичной и программируемой экосистемой, сохраняя его основные свойства безопасности и устойчивости к цензуре.

Под капотом Bitcoin L2s

Прежде чем углубиться в детали, давайте уточним разницу между роллапами и L2: роллапы предназначены для пакетирования и масштабирования транзакций, в то время как L2 состоят из более широкого спектра решений, направленных на повышение масштабируемости и эффективности.

Кратко говоря: каждый L2 - это Rollup, но не каждый Rollup - это L2.

Rollups разработаны для эффективной пакетной обработки и масштабирования транзакций. L2, включая в себя rollups, предлагает более широкий спектр возможностей. Это может включать в себя функционал смарт-контрактов, собственные токены и иногда отдельные механизмы верификации. Вкратце, L2 можно рассматривать как rollup с дополнительными функциями.

Принимая это во внимание, давайте разберемся, как работают различные типы Bitcoin L2s:

Каналы состояния

Каналы состояния позволяют сторонам проводить несколько транзакций вне цепи. Канал открывается путем создания адреса с мультиподписью на главной цепи, который финансируют обе стороны. Затем они могут проводить транзакции вне цепи, причем только открытие и закрытие транзакций записываются на главной цепи, что делает процесс быстрым и экономичным.

Когда стороны решают закончить транзакцию, они закрывают канал, консолидируя все внебиржевые транзакции в одну окончательную транзакцию, которая записывается в основную сеть Биткойна. Это обеспечивает то, что многочисленные мелкие транзакции не забивают сеть.

Каждый раз, когда новый участник хочет присоединиться, открывается новый канал состояния. Эта настройка гарантирует, что любые обновления состояний транзакций требуют согласия всех участников, что предотвращает злонамеренное обновление состояния одной стороной.

Вот как работают каналы состояний:

• Алиса и Боб создают мультиподписной адрес на цепочке Биткойн.
• Оба депозита Биткойн на этот адрес.
• Эта сделка установки записывается в блокчейн.
• Они осуществляют транзакции, обновляя общий баланс лист приватно.
• Каждая транзакция подписывается обоими, но не транслируется в цепочку.
• Новый баланс после каждой транзакции подписывается обеими сторонами в качестве доказательства.
• Эти обновления в реестре остаются вне цепи.
• Когда закончено, они соглашаются по окончательному балансу.
• Они создают и подписывают заключительную транзакцию, отражающую этот конечный баланс.
• Это конечное состояние транслируется в цепочку.
• Цепь Биткойн верифицирует и записывает окончательную транзакцию.

Только открывающие и закрывающие транзакции записываются в основной цепочке, что делает процесс эффективным. Каналы состояний позволяют проводить множество быстрых и дешевых транзакций вне цепочки, при этом только начальное и конечное состояния записываются в блокчейн, что снижает нагрузку и повышает эффективность.

Отличным примером состояния каналов на Биткойне является Молния Сеть, он позволяет пользователям создавать двунаправленные платежные каналы, что значительно снижает загруженность.

Боковые цепи

Сайдчейны — это отдельные блокчейны, работающие параллельно основной сети Bitcoin. Они обеспечивают более сложные операции и большую гибкость, поскольку активы могут перемещаться между основной цепочкой и сайдчейнами. Сайдчейны могут работать по разным правилам и механизмам консенсуса, улучшая функциональность Биткоина, не перегружая основную цепочку.

Давайте разберем это на примере:

• Алиса блокирует свои Биткойны на специальном адресе на основной цепи Биткойна.
• Это действие начисляет ей эквивалентное количество токенов на боковой цепочке.
• Транзакция блокировки записывается в основной цепи.
• Алиса теперь может использовать эти токены боковой цепи для проведения транзакций или запуска смарт-контрактов.
• Транзакции на боковой цепочке обрабатываются в соответствии с ее собственными правилами и механизмом консенсуса, независимо от основной цепочки.
• Когда Алиса хочет вернуть свои активы на главную цепь, она инициирует перевод на боковой цепи.
• Сайдчейн отправляет доказательство перевода на основную цепь биткойна.
• Основной блокчейн проверяет доказательства от боковой цепочки.
• После проверки оригинальный биткойн Элис разблокируется и возвращается ей на основную цепочку.

Сайдчейны позволяют выполнять сложные операции и обеспечивают большую гибкость, работая параллельно с главной сетью Биткойн. Они снижают нагрузку на главный блокчейн, позволяя использовать расширенные функции и повышать масштабируемость.

У Биткоина уже есть сайдчейны, такие как Сеть Liquid, что позволяет проводить операции быстрее, торговать конфиденциально и Rootstock , L2, который преобразует Bitcoin в умные биткоины (RBTC) для развертывания смарт-контрактов, расширяя сферу применения Bitcoin за пределы простых транзакций.

Rollups

Rollups пакетируют несколько транзакций вне цепи, а затем отправляют одну сводную транзакцию на главную цепь. Этот процесс значительно снижает нагрузку на главную цепь, сохраняя при этом безопасность.

Изображение через Глобальные ETF-фонды X

• Роллап собирает несколько транзакций вне цепочки блоков. Например, Боб отправляет 1 биткойн Кэрол, а Дэйв отправляет 2 биткойна Эмме.
• Rollup обрабатывает эти транзакции и обновляет балансы пользователей вне цепи.
• Роллап создает сводку пакетированных транзакций, показывая конечные балансы Боба, Кэрол, Дэйва и Эммы.
• Роллап отправляет эту сводку в основную цепочку Биткоина.
• После проверки блокчейн обновляет балансы на основе этого резюме.

Это позволяет эффективно обрабатывать несколько транзакций вне цепи, при этом требуется проверить и записать только один краткий обзор в основной блокчейн. На данный момент различные проекты нацелены на реализацию этого в биткоине, но самым большим препятствием является отсутствие программирования в биткоине.

Заметные примеры включают BOB (Build on Bitcoin), EVM-совместимый L2, который в настоящее время находится в публичной тестовой сети; Citrea, недавно объявленный оптимистичный суверенный роллап, планирующий использовать BitVM (о чем мы расскажем в следующей статье) для расчетов; Alpen, модульный слой роллапа, и БиткойнОСпоSovryn, которая стремится создать «суперцепочка rollups» с совместимостью с кросс-роллапом.

Большинство этих инициатив изначально принимают оптимистичный подход к rollup, что позволяет более быстрое развитие и развертывание, при этом получая выгоду от существующей модели безопасности Биткойна. Однако многие проекты, включая BOB, выразили намерения в конечном итоге перейти к zk-rollups по мере улучшения технологии.

Переход к zk-роллапам направлен на дальнейшее улучшение масштабируемости, конфиденциальности и безопасности в долгосрочной перспективе, потенциально трансформируя экосистему Биткойна, чтобы конкурировать с функциональностью более новых блокчейнов, сохраняя при этом ее основные сильные стороны.

Сравнение решений для масштабирования биткоина

Заключительные мысли

Bitcoin L2s стремятся улучшить активность сети и использовать неактивные Bitcoin, увеличивая масштабируемость и скорость транзакций. Несмотря на их потенциал, эти решения сталкиваются с проблемами принятия из-за конкуренции с существующими программными цепочками Layer 1 и врожденными проблемами безопасности.

Одной из основных проблем является то, что L2-решения Bitcoin часто требуют дополнительных доверительных предположений, что делает их менее безопасными, чем L2 Ethereum. Нативная проверка, которая позволила бы Bitcoin напрямую подтверждать транзакции L2, могла бы упростить модель безопасности, сделав L2 Bitcoin более надежными и эффективными.

Мост BTC к его L2 также сложен из-за необходимости в безопасных и надежных механизмах. В текущих проектах мостов используются доверительные минимизированные решения, такие как tBTC, основанные на множественных сторонах, и кастодиальные мосты, такие как WBTC, управляемые централизованными хранителями. Новые предложения, такие как BitVM, стремятся создать бездоверительные мосты с использованием передовых ZK-доказательств, но сталкиваются с проблемами управления ликвидностью и увеличенной нагрузкой на транзакции в цепи.

Обещание Bitcoin L2s простирается за пределы самого Bitcoin, при этом состояние каналов потенциально применимо к другим экосистемам, таким как EVM и Solana, для улучшения приложений с низкой задержкой, таких как игры и постоянная торговля.

Будущее биткойнов L2 неопределенно. У них есть потенциал разблокировать значительную стоимость, но также могут столкнуться с проблемами при принятии. Тем не менее, мы в Gate.LI.FI стремятся поддерживать рост и инновации экосистемы биткоина. Мы уже поддерживаем Bitcoin L2, такие как Rootstock и Thorchainдля местных обменов биткоинами и мы интегрируем больше приложений и цепочек, чтобы принести лучшие впечатления нашим партнерам и пользователям.

Disclaimer：

1. Эта статья перепечатана с [LI.FI], Все авторские права принадлежат оригинальному автору [.Яш Чандак]. Если есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они обработают это незамедлительно.
2. Отказ от ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными советами.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиатство переведенных статей запрещено.