Біткойн завжди був у серці криптовалюти. Однак, за своєю конструкцією він обробляє обмежену кількість транзакцій на секунду, що призводить до повільних часів транзакцій та вищих комісій, особливо в періоди високого попиту.

Ця проблема масштабованості ускладнюється періодичним зменшенням винагороди за блок удвічі, що зменшує стимули для майнерів і може призвести до підвищення комісій за транзакції.

Отже, як може Біткойн еволюціонувати, щоб задовольнити зростаючий попит на швидко розвиваючуся екосистему DeFi, не жертвуючи своїми основними принципами? Це те, де входять Біткойн L2s.

Зануримось і дослідимо світ Біткойн L2.

Чому L2s на Біткойн?

Вам може бути цікаво, навіщо нам потрібні L2 для Bitcoin, коли вже існує так багато швидших ланцюжків та екосистем, які, здається, добре справляються з діяльністю DeFi.

Щоб відповісти на це питання, нам потрібно зрозуміти поточні обмеження біткойна, його історичний контекст та унікальну цінність, яку він приносить криптопростору.

Основні обмеження біткойна:

1. Масштабованість: Біткойн може обробляти лише приблизно 7-10 транзакцій на секунду (TPS) через свій 10-хвилинний час блоку та 1 МБ розмір блоку. Ця пропускна здатність недостатня для глобальної валюти. В результаті, під час періодів великого попиту користувачі зазнають затримок та збільшених комісій, оскільки майнери надають перевагу транзакціям з більшими комісіями.
2. Обмежена програмованість: мова сценаріїв Bitcoin намірено обмежена, що обмежує складні операції або розумні контракти.

Ці обмеження були визнані ще з початку існування Bitcoin. Вже незабаром після його запуску в 2009 році розробники почали зусилля збудувати додатки та рівні на основі мережі Bitcoin. Раннім прикладом є Litecoin, створений як форк Bitcoin для покращення пропускної здатності транзакцій. Ці спроби підкреслили потребу в масштабних рішеннях на самому Bitcoin.

Зображення через Монетна торгівля

До цих викликів додається механізм поділу біткойну. Кожні чотири роки нагорода за блок для майнерів зменшується вдвічі, що може призвести до:

• Менше безпеки: менше гірників можуть дозволити собі продовжувати гірничу діяльність, що зменшує загальну безпеку мережі.
• Потенційна централізація: Тільки шахтарі великого масштабу з нижчими витратами можуть вижити, що призводить до більш централізованого набору шахтарів.
• Збільшення вартості транзакцій: Якщо ціна на Біткойн не зросте достатньо, щоб компенсувати нижчі винагороди, майнери можуть надавати перевагу транзакціям з вищими пріоритетними комісіями, збільшуючи вартість транзакцій для всіх.

Саме тут на допомогу приходять L2, які пропонують кілька переваг для протидії обмеженням Bitcoin:

1. Збільшена пропускна здатність транзакцій: L2 може обробляти сотні транзакцій за секунду поза ланцюжком.
2. Нижчі комісії: Шляхом пакетування транзакцій і їх здійснення в групах на основному ланцюжку, L2 значно зменшують витрати на кожну транзакцію.
3. Введення програмованості: L2s дозволяють функціональність смарт-контрактів без зміни основного рівня Біткойну.
4. Швидші підтвердження: транзакції L2 можуть бути майже миттєвими, а остаточні розрахунки в основному ланцюжку відбуваються пізніше.

Але чому будувати на Bitcoin, коли інші ланцюги пропонують вбудовану високу швидкість та програмованість?

Bitcoin та Ethereum стикаються з високим попитом з боку зростаючої бази користувачів. У той час як Ethereum підтримує більшість додатків DeFi та NFT, Bitcoin в основному зосереджений на передачі вартості. Ця різниця впливає на те, як L2-рішення реалізуються в кожному ланцюжку.

L2-рішення для Біткойн працюють по-іншому, ніж L2-рішення для Ethereum. Основна відмінність між L2-рішеннями для Біткойн та Ethereum полягає в їхньому головному фокусі та сферах застосування:

• Біткойн L2s в основному покращують масштабованість та ефективність простих переказів коштів та мікроплатежів. Окрім масштабованості, проекти Bitcoin L2 також мають на меті впровадження програмованості в мережу Bitcoin. Хоча Bitcoin не підтримує нативно віртуальну машину, розробники рішень L2 створюють шари виконання, які запускають віртуальні машини. Це додає непрямі можливості розумних контрактів до Bitcoin, дозволяючи йому підтримувати більше додатків.
• L2 Ethereum призначені для масштабування складних обчислень і взаємодій, пов'язаних зі смарт-контрактами та додатками. Мета тут полягає в тому, щоб обробляти великий обсяг транзакцій поза мережею, забезпечуючи при цьому безпеку через основний ланцюг Ethereum.

Переваги будівництва на Біткойн включають:

• Захоплення невикористаної вартості Bitcoin: значна частина запасу Bitcoin бездіяльно лежить у гаманцях. Програмовані рівні 2 можуть активувати цей сплячий капітал, сприяючи збільшенню прийняття та ліквідності для всього екосистеми Bitcoin.
• Використання ліквідності та бренду Bitcoin: Bitcoin має найглибшу ліквідність серед усіх криптовалют, з ринковою капіталізацією понад 1 трильйон доларів. Це дозволяє додаткам використовувати великий пул капіталу та добре встановлену базу користувачів.
• Наслідуючи безпеку Біткойна: Високий хешрейт та децентралізована мережа Біткойна роблять його однією з найбільш безпечних блокчейнів. L2-рішення можуть використовувати цю міцну модель безпеки.

Хоча L2 можуть допомогти розширити екосистему Bitcoin за межі просто засобу заощадження, наразі вони ставлять під загрозу його основну безпеку та децентралізацію через відсутність нативної верифікації, вводячи нові припущення щодо безпеки. Незважаючи на ці проблеми, L2 пропонують шлях для Bitcoin стати більш динамічною та програмованою екосистемою, прагнучи зберегти свої основні властивості безпеки та стійкості до цензури.

Під капотом Біткойн L2s

Перед тим, як детальніше зануритися, давайте уточнимо різницю між роллапами та L2: Роллапи призначені для пакетної обробки і масштабування транзакцій, тоді як L2 складаються з широкого спектру рішень, спрямованих на покращення масштабованості та ефективності.

У декількох словах: Кожен L2 - це Rollup, але не кожен Rollup - це L2.

Ролапи призначені для пакування та масштабування транзакцій ефективно. L2, включаючи ролапи, пропонують ширший набір функцій. Це може включати функціональність розумних контрактів, внутрішні токени та іноді окремі механізми перевірки. Коротко кажучи, L2 можна розглядати як ролап плюс додаткові функції.

Маючи це на увазі, давайте розберемося, як працюють різні типи Bitcoin L2:

Канали стану

Стейт-канали дозволяють сторонам проводити кілька операцій поза ланцюжком. Канал відкривається шляхом створення адреси з багатьма підписами на головному ланцюжку, яку фінансують обидві сторони. Вони можуть проводити операції поза ланцюжком, при цьому лише відкриття та закриття операцій фіксуються на головному ланцюжку, що робить процес швидким та ефективним з точки зору витрат.

Коли сторони вирішують завершити угоду, вони закривають канал, консолідуючи всі позачепові транзакції в одну остаточну транзакцію, яка реєструється в головній мережі Bitcoin. Це забезпечує те, що багато невеликих транзакцій не забивають мережу.

Кожного разу, коли новий учасник хоче приєднатися, відкривається новий канал стану. Ця налаштування забезпечує, що будь-які оновлення стану транзакцій потребують згоди всіх залучених сторін, запобігаючи будь-якій окремій стороні зловживати оновленням стану.

Ось як працюють канали стану:

• Еліса та Боб створюють адресу з багатопідписом на ланцюжку Біткойн.
• Обидва внесіть Біткойн на цю адресу.
• Ця угода про операцію реєструється в блокчейні.
• Вони здійснюють транзакції, оновлюючи спільний баланс приватно.
• Кожна транзакція підписується обома, але не транслюється в ланцюг.
• Новий баланс після кожної транзакції підписується обома сторонами як доказ.
• Ці оновлення в рахунку залишаються поза ланцюжком.
• Коли виконано, вони згодні з кінцевим балансом.
• Вони створюють та підписують закривальну транзакцію, що відображає цей кінцевий баланс.
• Цей кінцевий стан розсилається до ланцюжка.
• Ланцюг Bitcoin перевіряє та реєструє останню транзакцію.

Лише відкриття та закриття угод записуються в основному ланцюжку, що робить процес ефективним. Канали стану дозволяють здійснювати кілька швидких та дешевих транзакцій поза ланцюжком, з записом лише початкового та кінцевого стану в блокчейні, що зменшує навантаження та підвищує ефективність.

Чудовий приклад каналів стану на Біткойні - Мережа Lightning, це дозволяє користувачам створювати двонаправлені канали оплати, що значно зменшує перевантаження.

Сайдчейни

Сайдчейни - це окремі блокчейни, що працюють паралельно з основною мережею Bitcoin. Вони дозволяють здійснювати більш складні операції та більшу гнучкість, оскільки активи можуть переміщатися між основним ланцюжком та сайдчейнами. Сайдчейни можуть працювати за різними правилами та механізмами консенсусу, покращуючи функціональність Bitcoin без перевантаження основного ланцюжка.

Давайте зрозуміємо це на прикладі:

• Аліса блокує свій Біткойн на спеціальній адресі на головному ланцюжку Біткойн.
• Ця дія кредитує її еквівалентною кількістю токенів на sidechain.
• Транзакція блокування записана в головному ланцюжку.
• Аліса тепер може використовувати ці токени побічного ланцюжка для здійснення транзакцій або запуску розумних контрактів.
• Транзакції на бічному ланцюжку обробляються відповідно до власних правил та механізму консенсусу, незалежно від головного ланцюжка.
• Коли Еліс хоче повернути свої активи на головний ланцюжок, вона ініціює переказ на бічному ланцюжку.
• Сайдчейн надсилає доказ переказу в основний ланцюжок Bitcoin.
• Основний блокчейн перевіряє підтвердження з побічного ланцюжка.
• Після перевірки оригінальний біткойн Еліс розблоковується та повертається їй на головному ланцюжку.

Сайдчейни дозволяють проводити складні операції та забезпечують більшу гнучкість, працюючи паралельно з основною мережею Біткойн. Вони зменшують навантаження на головний блокчейн, дозволяючи використовувати розширені функціональні можливості та забезпечуючи масштабованість.

Біткойн вже має сайдчейни, такі як Liquid Network, що забезпечує швидші транзакції, приватну торгівлю та Rootstock , L2, який перетворює Bitcoin на розумні біткоїни (RBTC), щоб розгорнути розумні контракти, розширюючи використання Bitcoin поза простими транзакціями.

Rollups

Rollups групують кілька транзакцій поза ланцюжком, а потім надсилають одну загальну транзакцію на головний ланцюжок. Цей процес значно зменшує навантаження на головний ланцюжок, зберігаючи при цьому безпеку.

Зображення через Global X ETFs

• Rollup збирає кілька транзакцій поза ланцюжком. Наприклад, Боб відправляє 1 біткоїн Каролі, а Дейв надсилає 2 біткоїни Еммі.
• Rollup обробляє ці транзакції та оновлює баланси користувачів поза ланцюжком.
• Зведення створює підсумок групових транзакцій із остаточним балансом Боба, Керол, Дейва та Емми.
• Зведення надсилає це резюме до основного ланцюжка Bitcoin.
• Після верифікації блокчейн оновлює баланси на основі цього зведення.

Це дозволяє ефективно обробляти кілька транзакцій оффчейн, з потребою тільки в перевірці та запису одного зведення на головному блокчейні. На даний момент різні проекти прагнуть реалізувати це на Bitcoin, але найбільшою перешкодою є відсутність програмованості Bitcoin.

Яскравими прикладами є БОБ (Build on Bitcoin), EVM-сумісний L2, який зараз знаходиться в загальнодоступній тестовій мережі; Цитреа, недавно оголошений оптимістичний суверенний роллап, який планує використовувати BitVM (про що ми поговоримо в наступній статті) для розрахунків; Alpen, модульний роллап-шар, та БіткойнOSпоSovryn, який має на меті створити «суперланцюг ролапівз сумісністю cross-rollup.

Більшість цих ініціатив спочатку використовують оптимістичний підхід rollup, що дозволяє швидше розробку та впровадження, одночасно користуючись існуючою моделлю безпеки Біткойну. Однак багато проектів, включаючи BOB, висловлюють наміри з часом перейти на zk-rollups, коли технологія покращиться.

Перехід до zk-rollups спрямований на подальше покращення масштабованості, конфіденційності та безпеки в довгостроковій перспективі, що потенційно може трансформувати екосистему Біткойну, щоб конкурувати з функціональністю новітніх блокчейнів, зберігаючи його основні переваги.

Порівняння рішень щодо масштабування Біткойну

Заключні думки

L2s Bitcoin мають на меті покращити мережеву активність та використовувати сплячий Bitcoin, збільшуючи масштабованість та швидкість транзакцій. Незважаючи на їх потенціал, ці рішення стикаються з викликами у прийнятті через конкуренцію від існуючих програмованих ланцюжків Шару 1 та вбудовані проблеми безпеки.

Одна з основних проблем полягає в тому, що L2-рішення Bitcoin часто потребують додаткових припущень про довіру, що робить їх менш безпечними, ніж L2 Ethereum. Природна перевірка, яка дозволила б Bitcoin безпосередньо перевіряти транзакції L2, могла б спростити модель безпеки, зробивши L2 Bitcoin більш безпечними та ефективними.

Подключение BTC к его L2 также представляет сложности из-за необходимости в надежных и безопасных механизмах. Существующие дизайны мостов включают доверительные решения, такие как tBTC, основанные на участии нескольких сторон, и кустодиальные мосты, такие как WBTC, управляемые централизованными хранителями. Новые предложения, такие как BitVM, стремятся создать недоверительные мосты с использованием передовых доказательств ZK, но сталкиваются с проблемами управления ликвидностью и увеличения нагрузки на цепочку транзакций.

Обіцянка Bitcoin L2s виходить за рамки самого Bitcoin, з державними каналами, потенційно застосовними до інших екосистем, таких як EVM і Solana, для покращення додатків з низькою затримкою, таких як ігри та безстрокова торгівля

Майбутнє Біткойн L2s невизначене. Вони мають потенціал розблокувати значну вартість, але також можуть мати проблеми з прийняттям. Тим не менше, ми в Gate.LI.FIпланують підтримувати зростання та інновації екосистеми Біткойн. Ми вже підтримуємо Біткойн L2s, такі як Rootstock та Торчейн для нативних біткойн-свопів та інтегруємо більше додатків та ланцюжків, щоб надати найкращий досвід нашим партнерам та користувачам.

Відмова від відповідальності:

1. Цю статтю перепечатано з [LI.FI], Усі авторські права належать оригінальному автору [Яш Чандак]. Якщо є заперечення до цього перепублікування, будь ласка, зв'яжіться з Gate Learn команди, і вони оперативно впораються з цим.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, є виключно тими, що належать авторові, і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статей на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіатування перекладених статей заборонені.