Od roku 2020 se obchod Defi rychle rozrostl, přičemž TVL vzrostl z 600 milionů USD na 37 miliard USD, což je 60násobný nárůst. S rychlým nárůstem využití transakcí v blockchainovém řetězci a vývojem aplikačních scénářů DeFi je blockchain síť stále více přetížená a expanze hlavní sítě je naprosto nezbytná.
Proč se tedy bitcoin nebo ethereum přímo nerozhodnou zvýšit kapacitu bloku, aby se zvýšila přenosová kapacita transakcí? Důvodem je to, že když se kapacita bloku rozšíří, bude opouštět více malých uzlů a postupně směřovat k centralizaci. Vývojáři proto obrátili svou pozornost na vývoj vrstvy 2, která je postavena nad stávající blockchainovou sítí, aby se zlepšila její efektivita. Odlehčením některých procesů za účelem snížení přetížení sítě a nadměrných nákladů spojených s transakcemi v řetězci nebude tento proces Ovlivněte stávající kapacitu bloku Layer1 a vyhněte se centralizaci.
V současné době Bitcoin zpracuje v průměru 7 transakcí za sekundu, zatímco síť Ethereum je schopna zpracovat kolem 30 transakcí za sekundu a pro srovnání, Visa zpracuje v průměru kolem 1700 transakcí za sekundu. Vzhledem k tomu, že počet lidí používajících oba blockchainy v průběhu času rostl, bitcoiny i Ethereum téměř dosahovaly kapacitních limitů a potřebovaly řešení, která jim pomohou pojmout více uživatelů. V tomto článku se ponoříme do toho, proč bitcoin potřebuje vrstvu 2 více než Ethereum, a analyzujeme současné překážky a vyhlídky bitcoinové vrstvy 2.
Bitcoin VS Ethereum
Základní rozdíly mezi bitcoiny a ethereem
Bitcoin je první kryptoměna založená na technologii blockchain, která dává hodnotu datům. Jako peer-to-peer elektronický pokladní systém funguje nezávisle na jakémkoli ústředním orgánu. Bitcoin provádí hlavně některé jednoduché převody hodnoty Například Bob převede určité množství bitcoinů Sally v určitou dobu a jediný parametr, který lze upravit, je počet bitcoinů v době převodu.
Ethereum je decentralizovaná, open-source distribuovaná blockchain síť poháněná její nativní kryptoměnou Ethereum, která se používá k provádění transakcí a interakci s aplikacemi postavenými na síti Ethereum. Zatímco bitcoin využívá technologii blockchain pro peněžní transakce a umožňuje připojení uzlů a zpráv ke každé transakci, Ethereum jde o krok dále a využívá blockchain k vytvoření decentralizovaného počítače. Ethereum spoléhá na programovací jazyk Solidity v kombinaci s technologií blockchain, aby spustilo prostředí pro vývoj chytrých smluv, které umožňuje vývojářům provádět složitější zpracování dat, dokončit vývoj decentralizovaných aplikací a prolomit omezení jednoduchého přenosu hodnoty bitcoinu.
Zatímco bitcoinová i ethereová síť jsou založeny na konceptech distribuovaných účetních knih a šifrování, výrazně se liší z hlediska technických specifikací.
Za prvé, bitcoin se používá k ukládání hodnoty jako ekvivalent digitálního zlata, což je v podstatě měnová transakce, zatímco data připojená k transakcím v síti bitcoinů se používají pouze k zaznamenávání informací o transakcích. Zatímco Ethereum se používá k napájení sítě Ethereum a jejích aplikací, transakce na Ethereu mohou obsahovat spustitelný kód pro vytváření inteligentních smluv nebo interakci se samovykonávacími smlouvami a aplikacemi vytvořenými pomocí nich.
Za druhé, bitcoin vydává nové tokeny pomocí vrstvy Omni, platformy pro vytváření a obchodování měn na blockchainu bitcoinů Přijetí vrstvy Omni se točí hlavně kolem stablecoinů. Ethereum tokeny jsou vydávány podle různých standardů, z nichž nejoblíbenější je standard ERC-20, který definuje pravidla pro tokeny v síti. Standard ERC-20 obsahuje několik funkcí, které musí vývojáři implementovat před spuštěním tokenu. Mezi tyto funkce patří poskytování informací o celkové dodávce tokenů, poskytování zůstatků na účtech na uživatelských adresách a umožnění převodu finančních prostředků mezi adresami.
A konečně, další rozdíly mezi těmito sítěmi zahrnují rozdíly v mechanismech konsenzu, rozdíly v době, kterou trvá přidání nových bloků, a rozdíly v počtu transakcí zpracovaných za sekundu.
Různá řešení rozšíření
Jedním ze současných řešení škálování bitcoinů je technologické vylepšení, což je řešení škálování v řetězci. Například Segregated Witness (SegWit) z roku 2017, upgrade, který „izoloval“ některá data mimo dostupný prostor každého bloku šířícího se po síti, zvýšil počet bloků v blockchainu odstraněním podpisových dat z bitcoinových transakcí transakce jsou odstraněny z bloku, uvolní se tím prostor nebo kapacita pro přidání dalších transakcí do řetězce. Upgrade SegWit rozšíří prostor bloku na 4 MB. Upgrade Taproot z roku 2021 zefektivňuje zpracování transakcí a usnadňuje a zrychluje potvrzování transakcí v bitcoinové síti. Zvyšuje také počet transakcí, které lze zpracovat, a snižuje celkové náklady na transakce v síti.
Vývojáři navíc pracovali na řešení škálování vrstvy 2 mimo řetězec, počínaje řešeními, která staví transakční vrstvu nad základním blockchainem Lightning Network. Na Lightning Network jsou transakce rychlé a mají extrémně nízké poplatky, protože jsou odesílány prostřednictvím platebních kanálů vytvořených uživateli. Uživatelsky generované platební kanály Lightning Network jsou předfinancovány bitcoiny a umožňují přesun většiny transakcí ze základního blockchainu do této sítě druhé vrstvy. Tyto transakce nebudou vypořádány v samotné bitcoinové síti, protože jediné transakce vypořádané na podkladovém bitcoinovém blockchainu jsou ty, které otevírají a zavírají platební kanály Lightning Network. Ve skutečnosti má postranní řetězec bitcoinů vytvořit paralelní řetězec na blockchainu bitcoinů, který je nezávislý na hlavním řetězci bitcoinů, ale může s ním interagovat. Vedlejší řetězec využívá zabezpečení a stabilitu hlavního řetězce k vytvoření sady Relativně nezávislých blockchain systém. Na postranním řetězci bitcoinů mohou uživatelé provádět různé operace, jako je vytváření nových digitálních měn, spouštění chytrých smluv, implementace ochrany soukromí atd. Ve srovnání s hlavním řetězcem bitcoinů může postranní řetězec bitcoinů poskytovat bitcoinům více funkcí a zlepšit škálovatelnost a flexibilitu bitcoinů.
Plán expanze Etherea se také dělí na expanzi on-chain a off-chain expanzi. On-chain expanze má zlepšit výkon samotného blockchainu, transformace samotného Etherea k získání lepší škálovatelnosti je oddělená od hlavní sítě první vrstvy, beze změny stávajícího protokolu Ethereum Dosáhněte vyšší škálovatelnosti.
Jádrem on-chain expanze je řešení pro dosažení efektu rozšíření změnou vrstvy hlavního síťového protokolu Jedná se o technický upgrade samotného Etherea, který zahrnuje rozhodovací proces Etherea, takže vyžaduje vývojáře Etherea, výzkumníci a komunity Členové rozhodují společně. Aktuální on-chain rozšíření využívá především sharding (který bude postupně implementován po upgradu v Cancúnu v druhé polovině roku). snížit náklady na každý stroj, na kterém běží Ethereum, požadavky na paměť s náhodným přístupem.
V porovnání s on-chain expanzí Etherea je ekologie off-chain expanze bohatší. Off-chain expanze je provést transakci nebo proces zpracování off-chain Musí být rozšířena bez změny stávajícího hlavního síťového veřejného řetězového protokolu Pro off-chain rozšíření je nejkritičtějším problémem zpracování transakčních dat zpracování transakčních dat umístěných na hlavní síti vrstvy 1 ovlivní její bezpečnost. To je rozdíl mezi všemi plány rozšíření mimo řetězec. Řešení off-chain škálování společnosti Ethereum využívá hlavně Rollup, který se spoléhá na servery, které seskupují velké množství transakcí a poté je zasílají přímo do blockchainu Ethereum. Další řešení vrstvy 2 se nazývá sidechain, což je nezávislá síť, která běží paralelně se sítí Ethereum a umožňuje uživatelům vyměňovat tokeny z jedné sítě do jiného síťového protokolu, což jim umožňuje efektivně používat aplikace postavené na Ethereu. platit méně.
Ve srovnání s Ethereem potřebuje bitcoin vrstvu 2, aby zlepšil svou škálovatelnost
Objem transakcí se stále rozšiřuje a podpora na druhé vrstvě je naléhavě nutná.
Velikost bitcoinových bloků byla vždy kontroverzní. Ve skutečnosti, když se Bitcoin zrodil, neexistovalo žádné omezení velikosti bloků a jeho vlastní datová struktura mohla dosahovat maximálně 32 MB. V té době byla průměrná velikost zabaleného bloku 1–2 kB Někteří lidé věřili, že horní hranice blockchainu je příliš vysoká, což by snadno vedlo k plýtvání výpočetními prostředky a náchylnosti k DDOS útokům. Proto, aby byla zajištěna bezpečnost a stabilita systému Bitcoin, Satoshi Nakamoto rozhodl omezit velikost bloku na 1 MB. Na základě výpočtu, že každá transakce představuje 250B a průměrný blok je generován každých deset minut, může bitcoinová síť teoreticky zpracovat až 7 transakcí za sekundu. V té době však byl počet uživatelů Bitcoinu malý a objem transakcí byl také velmi malý, což nezpůsobovalo problémy s přetížením blockchainové sítě. Po roce 2013 se však počet uživatelů bitcoinů stále zvětšoval a postupně se objevovaly problémy s přetížením bitcoinové sítě a rostoucími transakčními poplatky.
Začátkem roku 2023 protokol Ordinals představil nový směr vývoje pro bitcoiny a tokenový protokol BRC-20 se také rychle stal populárním. Díky popularitě na trhu byla bitcoinová síť velmi přeplněná a provozní náklady dosáhly nových výšin. Poplatky účtované za jeden blok bitcoinových transakcí přesáhly blokovou odměnu, což dokazuje rostoucí poptávku Ordinals a BRC-20 po blokovém prostoru. Podle bitcoinového prohlížeče dosahuje aktuální počet nepotvrzených transakčních dat v bitcoinové síti maximálně 504 182 a rychlost zpracování 7 transakcí za sekundu zjevně nedokáže uspokojit potřeby uživatelů. Současně také vzrostly poplatky za transakce v bitcoinové síti, přičemž poplatky za plyn přesáhly 500 satoshi/bajt.
Nízká rychlost transakcí, dlouhé doby potvrzování transakcí, vysoké transakční poplatky a omezení škálovatelnosti sítě, to vše brání rozvoji bitcoinového ekosystému v této fázi. Proto současný stav vývoje bitcoinů vyžaduje podporu Layer2.
Rozšíření bloku je blokováno, vrstva 2 je nejlepší volbou
Již v roce 2010, kdy začal uvažovat o plánu rozšíření bloku, ačkoliv byla kapacita nastavena na 1M, Satoshi Nakamoto věřil, že pokud bude potřeba rozšíření, bude stačit přímo nastavit výšku bloku v kódu, aby se automaticky zvýšit kapacitu bloku. Poté, co Satoshi Nakamoto odešel do důchodu, byly úkoly vývoje a údržby bitcoinu předány ze Satoshi Nakamota Gavinovi a pomalu se přidali další vývojáři a vyvinuli se do současného vývojového týmu Core.
Později došlo ve vývojovém týmu Core k neshodám ohledně toho, zda implementovat hard fork k odstranění limitu 1M, jak plánoval Satoshi Nakamoto. Většina vývojářů se domnívá, že by tento limit neměl být odstraněn. Tým Core věří, že pokud bude odstraněn limit 1M, budoucí bloky budou stále větší a větší, čímž se zvýší práh pro provoz uzlů, což ovlivní decentralizaci systému a zvýší systémová rizika.
Nakonec mezi bezpečností a škálovatelností dala BTC komunita přednost bezpečnosti a tito vývojáři navrhli „SegWit + Lightning Network“. S cílem vyřešit problémy se škálovatelností ovlivňující Lightning Network a dosáhnout určitých efektů rozšíření navrhl vývojový tým Core v prosinci 2015 řešení Segregated Witness (Segwit). Následně CTO Blockstream Gregory zapsal Lightning Network do cestovní mapy bitcoinů, čímž vytvořil cestu „Segregated Witness + Lightning Network“. V tuto chvíli se oficiálně vytvořily rozdíly mezi plánem rozšíření bloků podporovaným Gavinem a hlavními vývojáři Blockstream, který dominuje vývoji bitcoinů. Někteří lidé však tento technický upgrade odmítli V srpnu 2017 BCH hard fork odvozený. Po hard forku BCH zvýšil limit bloku na 8 MB a následně jej zvýšil na 32 MB. Průměrná TPS je kolem 120. Kromě toho se komunita BCH v roce 2018 znovu rozdělila kvůli rozdílům v cestě technického upgradu a tvrdě se oddělila od BSV (Bitcoin Satoshi Vision).
Ve skutečnosti je složitost řešení rozšíření bitcoinových bloků vysoká. Řešením, které je komunitou více přijímáno, je vybudování nové vrstvy založené na bitcoinové vrstvě 1, která je kompatibilní s bitcoinovým systémem a neovlivňuje jej při řešení problému. přetížení řetězce. Soudě podle konečného výsledku bitvy o expanzi, frakce Core vyhrála konečné vítězství bitcoinové expanze bloku Po dokončení Segregated Witness se Bitcoin plně rozvinul směrem k vrstvě 2, jako je Lightning Network a Sidechain.
Abychom prolomili omezení jednoduchých účetních knih, není to nikdo jiný než Turingova kompletní vrstva 2.
Jak jsme mluvili v první části, Ethereum boří omezení jednoduché účetní knihy bitcoinů a zavádí systém inteligentních smluv pro dosažení komplexního přenosu hodnoty. Ethereum proto od svého vzniku řeší finanční potřeby související s aktivy, ať už se jedná o aktiva, která vydává ERC20 (token), ERC721 (NFT), nebo jeho on-chain produkty Defi, jako jsou Maker Dao, UniSwap, OpenSea atd. ., všechny splňují různorodé potřeby uživatelů. Ethereum má zejména virtuální stroj EVM s kompletním Turingem, který řeší problém vypořádání v řetězci aktiv. Proto ekosystém EVM podporuje poskytování on-chain DEX pro tokeny/NFT a také umožnil mnoho známých. Defi aplikace.
Vydávání a oběh aktiv byly vždy dříve příběhem Etherea, ale nyní se staly také příběhem bitcoinu. Již při vzniku Etherea v roce 2014 začal Bitcoin zkoumat obchodní potřeby vydávání aktiv. Například USDT, nejstarší stabilní měna vydaná nejznámějším protokolem Omni Layer. V té době byl na UTXO OpReturn bitcoinové sítě vydán největší šifrovaný stablecoin na světě, protože však OpReturn v té době podporoval pouze 80 bajtů prostoru pro obsah, protokol OmniLayer selhal. V důsledku toho bitcoinová síť nadále procházela technickými upgrady, včetně upgradu segwi a upgradu Taproot, o kterém jsme se zmínili. Právě kvůli těmto dvěma technickým upgradům poskytuje možnost následného rozvoje ekosystému bitcoinů.
Ačkoli bitcoinový Segregated Witness řeší problém škálování z 80 bajtů na 4 MB, neřeší problém on-chain computingu. Bitcoin tedy může v tuto chvíli vykonávat pouze logiku vydávání aktiv a je nemožné budovat on-chain computing aplikace, jako je AMM DEX jako Ethereum, které podporuje on-chain computing. Výkonnost aktiv aktuálně vydaných v ekosystému bitcoinů je skutečně potěšující. Například počet transakcí zápisu BRC20 přesáhl 10 milionů a tržní hodnota bitcoinového NFT je již ekvivalentní hodnotě trhu Ethereum. Další věc, kterou musí bitcoinová síť vyřešit, je schopnost nezávisle dokončit vypořádání aktiv, jako je Ethereum Layer 1.
Soudě podle výše zmíněných off-chain řešení rozšíření, současná Ethereum Layer 2 pouze kopíruje Ethereum Layer 1. Neexistují žádné skutečné obchodní problémy, které musí vrstva 2 vyřešit, je snížení poplatků za plyn, zejména After Ethereum sharding je implementován, může se stát další výzvou pro současný protokol Layer 2. Ve srovnání s Ethereem je bitcoinových řešení vrstvy 2 stále velmi málo bitcoinových kompletních on-chain virtuálních strojů, které mohou pouze registrovat aktiva, ale nemohou provádět vypořádání, takže bitcoinová vrstva 1 musí vyžadovat kompletní bitcoinovou vrstvu 2 od Turinga, aby to pomohla vyřešit problém vypořádání vydaných aktiv. To je důvod, proč Bitcoin potřebuje vyvinout Layer 2 více než Ethereum.
Ve srovnání s prosperitou ekosystémů, jako je Ethereum, je v ekosystému bitcoinů stále velmi málo projektů. V současné době dosahuje tržní hodnota celého ekosystému Ethereum TVL přibližně 26 miliard USD a TVL ekosystému bitcoinů je přibližně 180 milionů USD. Nicméně, bitcoin Tržní hodnota bitcoinu je téměř 600 miliard amerických dolarů a tržní hodnota Etherea je asi 230 miliard amerických dolarů. Z dlouhodobého hlediska má proto vývoj bitcoinové vrstvy 2 stále značný prostor pro růst.
Vyhlídky na bitcoinovou vrstvu 2
V roce 2012 se staly v módě Colored Coins, které využily výhody bitcoinového blockchainu a zaměřily se na „obarvení“ konkrétního bitcoinu, aby jej odlišily od ostatních bitcoinů. Cílem bylo využít bitcoin a jeho stávající infrastruktura provádí nepeněžní transakce. Přestože se barevné mince nikdy nevyvíjely zcela samostatně, inspirovaly nové technologie, které se dnes hojně používají. V roce 2017 byl aktivován upgrade SegWit (Segregated Witness), který rozšířil prostor bloku na 4 MB, čímž se zlepšila propustnost transakcí. Do roku 2018 vývojáři postupně spouštěli Lightning Network a Sidechains a Bitcoin L2 se dostal do povědomí veřejnosti. Upgrade Taproot z roku 2021 přináší další bezpečnější, efektivnější a soukromější bitcoiny. V letošním roce vznik protokolu BRC-20 dále obohatil ekosystém související s bitcoiny. V současném bitcoinovém ekosystému mezi běžnější protokoly patří postranní řetězce a Lightning Network. S rostoucím objemem transakcí v bitcoinové síti je v současnosti hlavním směrem vývoje, jak umožnit bitcoinu přenášet více transakcí a ekologie, Ať už se jedná o Lightning Network, postranní řetězec nebo RGB protokol, vývoj bitcoinové vrstvy 2 je také Continue. pracovat na kompatibilitě s bezpečností a škálovatelností bitcoinové sítě.
Současný rozsah bitcoinového ekosystému je stále daleko za Ethereem Za prvé, existuje méně známých projektů ve srovnání s Ethereem. Za druhé, rozsah uživatelů není tak dobrý jako u sítě blockchain nejvyšší tržní hodnotu, její růstový potenciál je stále velký.
Různé infrastruktury bitcoinového ekosystému se den ode dne zlepšují, přitahují stále více projektů a pozornost investorů. Projekty jako OmniBOLT a RGB protokoly založené na Lightning Network budou moci získat výkonnější vývojové možnosti a některé projekty Bitcoin Layer2 kompatibilní s Ethereum budou také těžit z ekosystému. V budoucnu bude bitcoinový ekosystém urychlovat vývoj v oblastech, jako jsou platby, DeFi a NFT, a pokryje více tras a uživatelů.