Dal 2020, il business Defi è cresciuto rapidamente, con il TVL cresciuto da 600 milioni di dollari a 37 miliardi di dollari, un aumento di 60 volte. Con il rapido aumento dell’utilizzo delle transazioni sulla catena blockchain e lo sviluppo di scenari applicativi DeFi, la rete blockchain è diventata sempre più congestionata e l’espansione della rete principale è imperativa.

Allora perché né Bitcoin né Ethereum scelgono direttamente di aumentare la capacità dei blocchi per aumentare la capacità di carico delle transazioni? Il motivo è che quando la capacità del blocco si espande, usciranno nodi più piccoli e si sposteranno gradualmente verso la centralizzazione. Pertanto, gli sviluppatori hanno rivolto la loro attenzione allo sviluppo del Layer 2, che è costruito sulla rete blockchain esistente per migliorarne l’efficienza. Scaricando parte dell’elaborazione per ridurre la congestione della rete e i costi eccessivi associati alle transazioni on-chain, questo processo non Influisce sulla capacità del blocco Layer1 esistente ed evita la centralizzazione.

Attualmente, Bitcoin elabora in media 7 transazioni al secondo, mentre la rete Ethereum è in grado di elaborare circa 30 transazioni al secondo e, in confronto, Visa elabora in media circa 1.700 transazioni al secondo. Poiché il numero di persone che utilizzano entrambe le blockchain è cresciuto nel tempo, sia Bitcoin che Ethereum stavano quasi raggiungendo i limiti di capacità e avevano bisogno di soluzioni per aiutarli a soddisfare più utenti. In questo articolo, approfondiremo il motivo per cui Bitcoin ha bisogno del Layer 2 più di Ethereum e analizzeremo gli attuali ostacoli e le prospettive di Bitcoin Layer 2.

Bitcoin VS Ethereum

Differenze fondamentali tra Bitcoin ed Ethereum

Bitcoin è la prima criptovaluta basata sulla tecnologia blockchain, che dà valore ai dati. In quanto sistema di cassa elettronico peer-to-peer, funziona indipendentemente da qualsiasi autorità centrale. Bitcoin esegue principalmente alcuni semplici trasferimenti di valore. Ad esempio, Bob trasferisce una certa quantità di Bitcoin a Sally in un determinato momento e l'unico parametro che può essere modificato è il numero di Bitcoin al momento del trasferimento.

Ethereum è una rete blockchain distribuita decentralizzata e open source alimentata dalla sua criptovaluta nativa, Ethereum, utilizzata per condurre transazioni e interagire con applicazioni costruite sulla rete Ethereum. Mentre Bitcoin utilizza la tecnologia blockchain per le transazioni monetarie e consente di allegare nodi e messaggi a ciascuna transazione, Ethereum fa un ulteriore passo avanti e utilizza la blockchain per creare un computer decentralizzato. Ethereum si affida al linguaggio di programmazione Solidity combinato con la tecnologia blockchain per lanciare un ambiente di sviluppo di contratti intelligenti, consentendo agli sviluppatori di eseguire elaborazioni di dati più complesse, completare lo sviluppo di applicazioni decentralizzate e superare i limiti del semplice trasferimento di valore di Bitcoin.

Sebbene sia la rete Bitcoin che quella Ethereum si basino sui concetti di registri distribuiti e crittografia, differiscono significativamente in termini di specifiche tecniche.

Prima di tutto, Bitcoin, come equivalente dell’oro digitale, viene utilizzato per immagazzinare valore, che è essenzialmente una transazione valutaria, mentre i dati allegati alle transazioni della rete Bitcoin vengono utilizzati solo per registrare le informazioni sulle transazioni. Mentre Ethereum viene utilizzato per alimentare la rete Ethereum e le sue applicazioni, le transazioni su Ethereum possono contenere codice eseguibile per creare contratti intelligenti o interagire con contratti autoeseguibili e applicazioni create utilizzandoli.

In secondo luogo, Bitcoin emette nuovi token utilizzando il livello Omni, una piattaforma per la creazione e lo scambio di valute sulla blockchain di Bitcoin. L'adozione del livello Omni ruota principalmente attorno alle stablecoin. I token Ethereum vengono emessi secondo diversi standard, il più popolare dei quali è lo standard ERC-20, che definisce le regole per i token sulla rete. Lo standard ERC-20 include diverse funzionalità che gli sviluppatori devono implementare prima di lanciare un token. Queste funzionalità includono la fornitura di informazioni sulla fornitura totale di token, la fornitura dei saldi dei conti sugli indirizzi degli utenti e la possibilità di trasferire fondi tra indirizzi.

Infine, altre differenze tra queste reti includono differenze nei meccanismi di consenso, differenze nel tempo necessario per aggiungere nuovi blocchi e differenze nel numero di transazioni elaborate al secondo.

Diverse soluzioni di espansione

Una delle attuali soluzioni di scaling di Bitcoin è il miglioramento tecnologico, che è una soluzione di scaling on-chain. Come Segregated Witness (SegWit) del 2017, un aggiornamento che “isola” alcuni dati oltre lo spazio disponibile di ciascun blocco che si propaga attraverso la rete, aggiungendosi alla blockchain rimuovendo i dati della firma dalle transazioni Bitcoin. Quando alcune parti di una transazione vengono rimosse dal blocco, che libera spazio o capacità per aggiungere più transazioni alla catena, l'aggiornamento SegWit espande lo spazio del blocco a 4 MB. L'aggiornamento Taproot del 2021 semplifica l'elaborazione delle transazioni, rendendo più semplice e veloce la conferma delle transazioni sulla rete Bitcoin. Aumenta inoltre il numero di transazioni che possono essere elaborate e riduce il costo complessivo delle transazioni sulla rete.

Inoltre, gli sviluppatori hanno lavorato su soluzioni di scalabilità Layer 2 off-chain, iniziando con soluzioni per creare un livello di transazione sopra la blockchain sottostante di Lightning Network. Su Lightning Network le transazioni sono veloci e le commissioni estremamente basse perché vengono inviate attraverso canali di pagamento creati dagli utenti. I canali di pagamento generati dagli utenti di Lightning Network sono prefinanziati con Bitcoin e possono consentire lo spostamento della maggior parte delle transazioni dalla blockchain di base a questa rete di secondo livello. Queste transazioni non verranno regolate sulla rete Bitcoin stessa, poiché le uniche transazioni regolate sulla blockchain Bitcoin sottostante sono quelle che aprono e chiudono i canali di pagamento di Lightning Network. In effetti, la catena laterale di Bitcoin serve a stabilire una catena parallela sulla blockchain di Bitcoin che sia indipendente dalla catena principale di Bitcoin ma possa interagire con essa. La catena laterale utilizza la sicurezza e la stabilità della catena principale per costruire un insieme di valori relativamente indipendenti sistema blockchain. Sulla catena laterale Bitcoin, gli utenti possono eseguire varie operazioni, come la creazione di nuove valute digitali, l'esecuzione di contratti intelligenti, l'implementazione della protezione della privacy, ecc. Rispetto alla catena principale di Bitcoin, la catena laterale di Bitcoin può fornire più funzioni per Bitcoin e migliorare la scalabilità e la flessibilità di Bitcoin.

Il piano di espansione di Ethereum si divide anche in espansione on-chain ed espansione off-chain. L'espansione on-chain consiste nel migliorare le prestazioni della blockchain stessa, trasformando Ethereum stesso per ottenere una migliore scalabilità; l'espansione off-chain è separata dalla rete principale di primo livello, senza modificare il protocollo Ethereum esistente. Ottenere una maggiore scalabilità.

Il nucleo dell'espansione on-chain è la soluzione per ottenere l'effetto di espansione modificando uno strato del protocollo di rete principale. Si tratta di un aggiornamento tecnico di Ethereum stesso, che coinvolge il processo decisionale di Ethereum, quindi richiede sviluppatori di Ethereum. ricercatori e comunità I membri decidono insieme. L'attuale espansione on-chain utilizza principalmente lo sharding (che sarà gradualmente implementato dopo l'aggiornamento di Cancun nella seconda metà dell'anno. La catena di sharding può aiutare a diffondere le risorse informatiche necessarie per far funzionare Ethereum su un totale di 64 reti). ridurre il costo di ogni macchina che esegue Ethereum.

Rispetto all’espansione on-chain di Ethereum, l’ecologia dell’espansione off-chain è più ricca. L'espansione fuori catena consiste nell'eseguire la transazione o il processo di elaborazione fuori catena. Deve essere ampliato senza modificare il protocollo della catena pubblica della rete principale esistente. Per l'espansione fuori catena, il problema più critico è l'elaborazione dei dati della transazione l'elaborazione dei dati delle transazioni viene effettuata sulla rete principale di livello 1 ne influenzerà la sicurezza. Questa è la differenza tra tutti i piani di espansione fuori catena. La soluzione di scalabilità fuori catena di Ethereum utilizza principalmente Rollup, che si basa su server che raggruppano un gran numero di transazioni e quindi le inviano direttamente alla blockchain di Ethereum. Un'altra soluzione di livello 2 è chiamata sidechain, che è una rete indipendente che funziona in parallelo con la rete Ethereum, consentendo agli utenti di scambiare token da una rete a un altro protocollo di rete, consentendo loro di utilizzare applicazioni costruite su Ethereum, il tutto mentre pagando di meno.

Rispetto a Ethereum, Bitcoin necessita del Layer 2 per migliorare la sua scalabilità

Il volume delle transazioni continua ad espandersi e il livello 2 è urgentemente necessario per il supporto.

La dimensione dei blocchi di Bitcoin è sempre stata controversa. Quando nacque Bitcoin, infatti, non esisteva alcun limite alla dimensione dei blocchi, e la propria struttura dati poteva raggiungere un massimo di 32MB. A quel tempo, la dimensione media dei blocchi impacchettati era di 1-2 KB. Alcune persone credevano che il limite superiore della blockchain fosse troppo alto, il che avrebbe facilmente portato a uno spreco di risorse informatiche e l’avrebbe resa soggetta ad attacchi DDOS. Pertanto, per garantire la sicurezza e la stabilità del sistema Bitcoin, Satoshi Nakamoto ha deciso di limitare la dimensione del blocco a 1 MB. Basandosi sul calcolo che ogni transazione ammonta a 250 miliardi e che viene generato un blocco medio ogni dieci minuti, la rete Bitcoin può teoricamente gestire fino a 7 transazioni al secondo. Tuttavia, a quel tempo, il numero di utenti Bitcoin era piccolo e anche il volume delle transazioni era molto piccolo, il che non causava problemi di congestione nella rete blockchain. Tuttavia, dopo il 2013, il numero di utenti Bitcoin è diventato sempre più grande e sono emersi gradualmente i problemi di congestione della rete Bitcoin e l’aumento delle commissioni di transazione.

All’inizio del 2023, il protocollo Ordinals ha introdotto una nuova direzione di sviluppo per Bitcoin, e anche il protocollo token BRC-20 è diventato rapidamente popolare. La popolarità del mercato ha reso la rete Bitcoin molto affollata e i costi operativi hanno raggiunto nuovi livelli. Le commissioni addebitate per un singolo blocco di transazioni Bitcoin hanno superato la ricompensa del blocco, dimostrando la crescente domanda di spazio di blocco da parte di Ordinals e BRC-20. Secondo Bitcoin Browser, il numero attuale di dati di transazioni non confermati sulla rete Bitcoin raggiunge un massimo di 504.182 e la velocità di elaborazione di 7 transazioni al secondo ovviamente non è in grado di soddisfare le esigenze degli utenti. Allo stesso tempo, anche le commissioni sulle transazioni della rete Bitcoin sono aumentate, con commissioni sul gas che superano i 500 Satoshi/byte.

Le lente velocità delle transazioni, i lunghi tempi di conferma delle transazioni, le elevate commissioni di transazione e le limitazioni della scalabilità della rete hanno tutti ostacolato lo sviluppo dell’ecosistema Bitcoin in questa fase. Pertanto, l’attuale stato di sviluppo di Bitcoin richiede Layer2 come supporto.

L'espansione del blocco è bloccata, il livello 2 è la scelta migliore

Già nel 2010, quando iniziò a considerare il piano di espansione del blocco, sebbene la capacità fosse fissata a 1 milione, Satoshi Nakamoto riteneva che se ci fosse stata necessità di espansione, sarebbe stato sufficiente impostare direttamente l'altezza del blocco nel codice per farlo automaticamente aggiornare la capacità del blocco. Dopo che Satoshi Nakamoto si ritirò, i compiti di sviluppo e manutenzione di Bitcoin furono passati da Satoshi Nakamoto a Gavin. Altri sviluppatori si unirono lentamente e si trasformarono nell'attuale team di sviluppo Core.

Successivamente, ci sono stati disaccordi all'interno del team di sviluppo Core sull'opportunità di seguire il piano di Satoshi Nakamoto e implementare un hard fork per rimuovere il limite di 1 milione. La maggior parte degli sviluppatori ritiene che questo limite non dovrebbe essere rimosso. Il Core team ritiene che se il limite di 1 milione viene rimosso, i blocchi futuri diventeranno sempre più grandi, aumentando la soglia per i nodi in esecuzione, influenzando la decentralizzazione del sistema e aumentando i rischi del sistema.

Alla fine, tra sicurezza e scalabilità, la comunità BTC ha preferito la sicurezza e questi sviluppatori hanno proposto "SegWit + Lightning Network". Per risolvere i problemi di scalabilità che affliggono Lightning Network e ottenere alcuni effetti di espansione, il team di sviluppo Core ha proposto la soluzione Segregated Witness (Segwit) nel dicembre 2015. Successivamente, Gregory, CTO di Blockstream, ha inserito il Lightning Network nella roadmap di Bitcoin, formando il percorso "Segregated Witness + Lightning Network". A questo punto si sono formate ufficialmente le divergenze tra il piano di espansione dei blocchi promosso da Gavin e gli sviluppatori Core di Blockstream, che dominano lo sviluppo di Bitcoin. Tuttavia, alcune persone hanno rifiutato questo aggiornamento tecnico. Nell'agosto 2017, l'hard fork di BTC ha derivato BCH. Dopo l'hard fork, BCH ha aumentato il limite di blocco a 8 MB e successivamente lo ha aumentato a 32 MB. Il TPS medio è di circa 120. Inoltre, la comunità BCH si è nuovamente divisa nel 2018 a causa delle differenze nel percorso di aggiornamento tecnico e si è staccata da BSV (Bitcoin Satoshi Vision).

In effetti, la complessità della soluzione di espansione del blocco Bitcoin è elevata. La soluzione più accettata dalla comunità è quella di costruire un nuovo livello basato su Bitcoin Layer 1, che sia compatibile e non influenzi il sistema Bitcoin risolvendo allo stesso tempo il problema. problema della congestione della catena. A giudicare dal risultato finale della battaglia di espansione, la fazione Core ha ottenuto la vittoria finale. Dopo aver completato Segregated Witness, Bitcoin si è completamente sviluppato verso il Layer 2 come Lightning Network e Sidechain.

Per rompere le limitazioni dei semplici registri, non è altro che Turing-complete Layer2.

Come abbiamo detto nella prima parte, Ethereum rompe i limiti del semplice registro di Bitcoin e stabilisce un sistema di contratto intelligente per ottenere un trasferimento di valore complesso. Pertanto, Ethereum ha risolto le esigenze finanziarie legate agli asset sin dalla sua nascita, sia che si tratti degli asset che emette ERC20 (token), ERC721 (NFT), o dei suoi prodotti Defi on-chain, come Maker Dao, UniSwap, OpenSea, ecc. ., soddisfano tutti le diverse esigenze degli utenti. In particolare, Ethereum dispone di una macchina virtuale EVM completa di Turing, che risolve il problema del regolamento sulla catena di asset. Pertanto, l'ecosistema EVM supporta la fornitura di DEX on-chain per token/NFT e ha anche abilitato molti noti. Applicazioni Defi.

Prima l’emissione e la circolazione di asset è sempre stata la narrativa di Ethereum, ma ora è diventata anche la narrativa di Bitcoin. Già con l’emergere di Ethereum nel 2014, Bitcoin aveva già iniziato a esplorare le esigenze aziendali legate all’emissione di asset. Ad esempio, USDT, la prima valuta stabile emessa dal più noto protocollo Omni Layer. A quel tempo, la stablecoin crittografata più grande del mondo veniva emessa sull'UTXO OpReturn della rete Bitcoin. Tuttavia, poiché OpReturn a quel tempo supportava solo 80 byte di spazio di contenuto, il protocollo OmniLayer fallì. Di conseguenza, la rete Bitcoin ha continuato a subire aggiornamenti tecnici, tra cui l’aggiornamento segwi e l’aggiornamento Taproot di cui abbiamo parlato. È proprio grazie a questi due aggiornamenti tecnici che offre la possibilità per il successivo sviluppo dell’ecosistema Bitcoin.

Sebbene Segregated Witness di Bitcoin risolva il problema del ridimensionamento da 80 byte a 4 MB, non risolve il problema del calcolo on-chain. Pertanto, al momento Bitcoin può solo seguire la logica dell’emissione di asset ed è impossibile creare applicazioni informatiche on-chain come AMM DEX come Ethereum, che supporta l’elaborazione on-chain. La performance degli asset attualmente emessi nell’ecosistema Bitcoin è davvero gratificante. Ad esempio, il numero di transazioni di iscrizione BRC20 ha superato i 10 milioni e il valore di mercato di Bitcoin NFT è già equivalente a quello del mercato Ethereum. La prossima cosa che la rete Bitcoin deve risolvere è essere in grado di completare in modo indipendente la liquidazione di asset come Ethereum Layer 1.

A giudicare dalle soluzioni di espansione fuori catena sopra menzionate, l’attuale livello 2 di Ethereum copia solo il livello 1 di Ethereum. Non ci sono problemi aziendali reali che il livello 2 deve risolvere. Ciò che il livello 2 di Ethereum deve risolvere è soprattutto ridurre le tariffe del gas Dopo l’implementazione dello sharding di Ethereum, potrebbe diventare un’ulteriore sfida per l’attuale protocollo Layer 2. Rispetto a Ethereum, le soluzioni Layer 2 di Bitcoin sono ancora molto poche. La macchina virtuale on-chain completa non Turing di Bitcoin può solo registrare asset, ma non può effettuare transazioni. Pertanto, Bitcoin Layer 1 deve richiedere a Turing Bitcoin Coin Layer2 di aiutarla a risolvere il problema del regolamento delle attività emesse. Questo è il motivo per cui Bitcoin deve sviluppare il Layer 2 più di Ethereum.

Rispetto alla prosperità di ecosistemi come Ethereum, ci sono ancora pochissimi progetti nell’ecosistema Bitcoin. Attualmente, il valore di mercato TVL dell’intero ecosistema Ethereum raggiunge circa 26 miliardi di dollari, e il TVL dell’ecosistema Bitcoin è di circa 180 milioni di dollari. Tuttavia, Bitcoin Il valore di mercato di Bitcoin è di quasi 600 miliardi di dollari USA e il valore di mercato di Ethereum è di circa 230 miliardi di dollari USA Pertanto, a lungo termine, lo sviluppo di Bitcoin Layer 2 ha ancora un notevole margine di crescita.

La prospettiva di Bitcoin Layer 2

Nel 2012, le monete colorate sono diventate di gran moda, sfruttando la blockchain di Bitcoin e mirando a "colorare" un Bitcoin specifico per distinguerlo dagli altri Bitcoin. L'obiettivo era sfruttare Bitcoin e la sua infrastruttura esistente conduce transazioni non monetarie. Sebbene le monete colorate non si siano mai sviluppate in modo del tutto indipendente, hanno ispirato nuove tecnologie ampiamente utilizzate oggi. Nel 2017 è stato attivato l’aggiornamento SegWit (Segregated Witness), espandendo lo spazio del blocco a 4MB, migliorando così il throughput delle transazioni. Fino al 2018, gli sviluppatori hanno lanciato gradualmente Lightning Network e Sidechains e Bitcoin L2 è diventato noto al pubblico. L'aggiornamento Taproot del 2021 porta ancora un altro Bitcoin più sicuro, efficiente e privato. Quest’anno, l’emergere del protocollo BRC-20 ha ulteriormente arricchito l’ecosistema legato a Bitcoin. Nell’attuale ecosistema Bitcoin, i protocolli più diffusi includono catene laterali e reti Lightning. Con l'aumento del volume delle transazioni sulla rete Bitcoin, come consentire a Bitcoin di effettuare più transazioni ed ecologia è la principale direzione di sviluppo al momento. Che si tratti di Lightning Network, catena laterale o protocollo RGB, anche lo sviluppo di Bitcoin Layer 2 continua lavorare per garantire la compatibilità con la sicurezza e la scalabilità della rete Bitcoin.

La dimensione attuale dell’ecosistema Bitcoin è ancora molto indietro rispetto a quella di Ethereum. In primo luogo, ci sono meno progetti noti rispetto a Ethereum. In secondo luogo, la portata degli utenti non è così buona come quella dell’attuale rete blockchain il più alto valore di mercato, il suo potenziale di crescita è ancora grande.

Le varie infrastrutture dell’ecosistema Bitcoin stanno migliorando giorno dopo giorno, attirando sempre più progetti e l’attenzione degli investitori. Progetti come OmniBOLT e i protocolli RGB basati su Lightning Network saranno in grado di acquisire capacità di sviluppo più potenti e anche alcuni progetti Bitcoin Layer2 compatibili con Ethereum beneficeranno dell'ecosistema. In futuro, l’ecosistema Bitcoin accelererà lo sviluppo in aree come pagamenti, DeFi e NFT, coprendo più percorsi e utenti.