Od 2020 r. działalność Defi szybko się rozwinęła, a wartość TVL wzrosła z 600 mln USD do 37 mld USD, co stanowi 60-krotny wzrost. Wraz z szybkim wzrostem wykorzystania transakcji w łańcuchu blockchain i rozwojem scenariuszy aplikacji DeFi, sieć blockchain staje się coraz bardziej przeciążona, a rozbudowa głównej sieci jest konieczna.

Dlaczego więc Bitcoin lub Ethereum nie zdecydują się bezpośrednio na zwiększenie pojemności bloku, aby zwiększyć zdolność przenoszenia transakcji? Powodem jest to, że gdy pojemność bloku wzrośnie, więcej małych węzłów będzie wychodzić i stopniowo będzie zmierzać w kierunku centralizacji. Dlatego programiści zwrócili uwagę na rozwój warstwy 2, która jest zbudowana na istniejącej sieci blockchain w celu poprawy jej wydajności.Poprzez odciążenie części przetwarzania w celu zmniejszenia przeciążenia sieci i nadmiernych kosztów związanych z transakcjami w łańcuchu, proces ten nie będzie Wpływaj na istniejącą pojemność bloków warstwy 1 i unikaj centralizacji.

Obecnie Bitcoin przetwarza średnio 7 transakcji na sekundę, podczas gdy sieć Ethereum jest w stanie przetworzyć około 30 transakcji na sekundę, a dla porównania Visa przetwarza średnio około 1700 transakcji na sekundę. Ponieważ liczba osób korzystających z obu łańcuchów bloków z biegiem czasu wzrosła, zarówno Bitcoin, jak i Ethereum prawie osiągnęły limity wydajności i wymagają rozwiązań, które pomogą im obsłużyć większą liczbę użytkowników. W tym artykule zagłębimy się w to, dlaczego Bitcoin potrzebuje warstwy 2 bardziej niż Ethereum oraz przeanalizujemy obecne przeszkody i perspektywy Bitcoin Layer 2.

Bitcoin kontra Ethereum

Podstawowe różnice między Bitcoinem a Ethereum

Bitcoin to pierwsza kryptowaluta oparta na technologii blockchain, która nadaje wartość danym. Jako elektroniczny system kasowy peer-to-peer działa niezależnie od jakiejkolwiek władzy centralnej. Bitcoin wykonuje głównie proste transfery wartości. Na przykład Bob przekazuje Sally pewną ilość Bitcoinów w określonym czasie, a jedynym parametrem, który można dostosować, jest liczba Bitcoinów w momencie transferu.

Ethereum to zdecentralizowana, rozproszona sieć blockchain typu open source, zasilana przez natywną kryptowalutę Ethereum, służącą do przeprowadzania transakcji i interakcji z aplikacjami zbudowanymi na bazie sieci Ethereum. Podczas gdy Bitcoin wykorzystuje technologię blockchain do transakcji pieniężnych i umożliwia dołączanie węzłów i komunikatów do każdej transakcji, Ethereum idzie o krok dalej i wykorzystuje blockchain do stworzenia zdecentralizowanego komputera. Ethereum opiera się na języku programowania Solidity w połączeniu z technologią blockchain, aby uruchomić inteligentne środowisko programowania kontraktów, umożliwiające programistom wykonywanie bardziej złożonego przetwarzania danych, dokończenie rozwoju zdecentralizowanych aplikacji i przełamanie ograniczeń prostego transferu wartości Bitcoin.

Chociaż zarówno sieci Bitcoin, jak i Ethereum opierają się na koncepcjach rozproszonych rejestrów i szyfrowania, różnią się one znacznie pod względem specyfikacji technicznych.

Po pierwsze, Bitcoin, jako cyfrowy odpowiednik złota, służy do przechowywania wartości, która w istocie jest transakcją walutową, podczas gdy dane dołączone do transakcji sieciowych Bitcoin służą jedynie do rejestrowania informacji o transakcji. Chociaż Ethereum służy do zasilania sieci Ethereum i jej aplikacji, transakcje w Ethereum mogą zawierać kod wykonywalny w celu tworzenia inteligentnych kontraktów lub interakcji z samowykonującymi się kontraktami i aplikacjami zbudowanymi przy ich użyciu.

Po drugie, Bitcoin emituje nowe tokeny za pomocą warstwy Omni, platformy do tworzenia i handlu walutami w łańcuchu bloków Bitcoin. Przyjęcie warstwy Omni dotyczy głównie monet stabilnych. Tokeny Ethereum wydawane są według różnych standardów, z których najpopularniejszym jest standard ERC-20, który określa zasady działania tokenów w sieci. Standard ERC-20 zawiera kilka funkcji, które programiści muszą wdrożyć przed uruchomieniem tokena. Funkcje te obejmują dostarczanie informacji o całkowitej podaży tokenów, udostępnianie sald kont na adresach użytkowników oraz umożliwianie transferu środków pomiędzy adresami.

Wreszcie inne różnice między tymi sieciami obejmują różnice w mechanizmach konsensusu, różnice w czasie potrzebnym na dodanie nowych bloków oraz różnice w liczbie transakcji przetwarzanych na sekundę.

Różne rozwiązania rozbudowy

Jednym z obecnych rozwiązań skalowania Bitcoina jest doskonalenie technologiczne, które jest rozwiązaniem skalującym on-chain. Takich jak Segregated Witness (SegWit) z 2017 r., aktualizacja, która „izoluje” niektóre dane poza dostępną przestrzenią każdego bloku rozprzestrzeniającego się w sieci, dodając do łańcucha bloków poprzez usunięcie danych podpisu z transakcji Bitcoin. Kiedy pewne części transakcji zostaną usunięte z blok, który zwalnia miejsce lub pojemność, aby dodać więcej transakcji do łańcucha, aktualizacja SegWit zwiększa przestrzeń bloku do 4MB. Aktualizacja Taproot 2021 usprawnia przetwarzanie transakcji, dzięki czemu potwierdzanie transakcji w sieci Bitcoin staje się łatwiejsze i szybsze. Zwiększa także liczbę transakcji, które można przetworzyć i zmniejsza całkowity koszt transakcji w sieci.

Ponadto programiści pracowali nad rozwiązaniami skalowania warstwy 2 poza łańcuchem, zaczynając od rozwiązań budujących warstwę transakcyjną na podstawowym łańcuchu bloków Lightning Network. W Lightning Network transakcje są szybkie, a opłaty bardzo niskie, ponieważ są przesyłane za pośrednictwem kanałów płatności utworzonych przez użytkowników. Kanały płatności generowane przez użytkowników Lightning Network są wstępnie finansowane za pomocą Bitcoina i mogą pozwolić na przeniesienie większości transakcji z podstawowego łańcucha bloków do sieci drugiej warstwy. Transakcje te nie zostaną rozliczone w samej sieci Bitcoin, ponieważ jedyne transakcje rozliczane na bazowym łańcuchu bloków Bitcoin to te, które otwierają i zamykają kanały płatności Lightning Network. W rzeczywistości łańcuch boczny Bitcoin ma na celu ustanowienie łańcucha równoległego na łańcuchu bloków Bitcoin, który jest niezależny od głównego łańcucha Bitcoin, ale może z nim współdziałać. Łańcuch boczny wykorzystuje bezpieczeństwo i stabilność głównego łańcucha do zbudowania zestawu stosunkowo niezależnych systemu blockchain. W łańcuchu bocznym Bitcoin użytkownicy mogą wykonywać różne operacje, takie jak tworzenie nowych walut cyfrowych, prowadzenie inteligentnych kontraktów, wdrażanie ochrony prywatności itp. W porównaniu z głównym łańcuchem Bitcoin, łańcuch boczny Bitcoin może zapewnić Bitcoinowi więcej funkcji oraz zwiększyć skalowalność i elastyczność Bitcoina.

Plan ekspansji Ethereum jest również podzielony na ekspansję w łańcuchu i ekspansję poza łańcuchem. Ekspansja na łańcuchu ma na celu poprawę wydajności samego łańcucha bloków, przekształcając sam Ethereum w celu uzyskania lepszej skalowalności. Ekspansja poza łańcuchem jest oddzielona od sieci głównej pierwszej warstwy, bez zmiany istniejącego protokołu Ethereum. Osiągnij wyższą skalowalność.

Istotą ekspansji on-chain jest rozwiązanie umożliwiające osiągnięcie efektu ekspansji poprzez zmianę warstwy głównego protokołu sieciowego. Jest to techniczna aktualizacja samego Ethereum, która obejmuje proces decyzyjny Ethereum, dlatego wymaga od programistów Ethereum, badacze i społeczności Członkowie podejmują wspólne decyzje. Obecna ekspansja on-chain wykorzystuje głównie sharding (który będzie stopniowo wdrażany po aktualizacji Cancun w drugiej połowie roku). Łańcuch shardingu może pomóc w rozłożeniu zasobów obliczeniowych wymaganych do uruchomienia Ethereum na łącznie 64 sieci, które będą działać. zmniejsz koszt każdej maszyny z systemem Ethereum, wymagania dotyczące pamięci o swobodnym dostępie urządzenia Blockchain.

W porównaniu z ekspansją Ethereum w łańcuchu, ekologia ekspansji poza łańcuchem jest bogatsza. Ekspansja poza łańcuchem polega na wykonaniu transakcji lub procesu przetwarzania poza łańcuchem. Należy ją rozszerzyć bez zmiany istniejącego protokołu łańcucha publicznego sieci głównej. W przypadku ekspansji poza łańcuchem najbardziej krytyczną kwestią jest przetwarzanie danych transakcyjnych przetwarzanie danych transakcyjnych umieszczone w sieci głównej warstwy 1 będzie miało wpływ na jej bezpieczeństwo. Na tym polega różnica pomiędzy wszystkimi planami rozbudowy poza łańcuchem. Rozwiązanie Ethereum do skalowania poza łańcuchem wykorzystuje głównie Rollup, który opiera się na serwerach grupujących dużą liczbę transakcji, a następnie przesyłających je bezpośrednio do blockchainu Ethereum. Inne rozwiązanie warstwy 2 nazywa się sidechain, czyli niezależna sieć działająca równolegle z siecią Ethereum, umożliwiająca użytkownikom wymianę tokenów z jednej sieci na inny protokół sieciowy, skutecznie umożliwiając im budowanie aplikacji opartych na Ethereum, a wszystko to przy mniejszych kosztach .

W porównaniu do Ethereum, Bitcoin potrzebuje warstwy 2, aby zwiększyć swoją skalowalność

Wolumen transakcji stale rośnie, a warstwa 2 jest pilnie potrzebna do wsparcia.

Rozmiar bloku Bitcoina zawsze budził kontrowersje. Tak naprawdę, kiedy narodził się Bitcoin, nie było ograniczeń co do rozmiaru bloków, a jego własna struktura danych mogła sięgać maksymalnie 32MB. W tamtym czasie średni rozmiar spakowanego bloku wynosił 1–2 KB. Niektórzy uważali, że górna granica blockchainu jest zbyt wysoka, co łatwo doprowadzi do marnowania zasobów obliczeniowych i uczyni go podatnym na ataki DDOS. Dlatego też, aby zapewnić bezpieczeństwo i stabilność systemu Bitcoin, Satoshi Nakamoto zdecydował się ograniczyć wielkość bloku do 1MB. Z obliczeń, że każda transakcja to 250B, a średni blok generowany jest co dziesięć minut, sieć Bitcoin teoretycznie może obsłużyć do 7 transakcji na sekundę. Jednak w tamtym czasie liczba użytkowników Bitcoina była niewielka, a wolumen transakcji również bardzo mały, co nie powodowało problemów z przeciążeniami w sieci blockchain. Jednak po 2013 roku liczba użytkowników Bitcoina stawała się coraz większa, a problemy związane z przeciążeniem sieci Bitcoin i rosnącymi opłatami transakcyjnymi stopniowo pojawiały się.

Z początkiem 2023 roku protokół Ordinals wprowadził nowy kierunek rozwoju dla Bitcoina, a popularność na rynku szybko zyskała także protokół tokena BRC-20, który sprawił, że sieć Bitcoin stała się bardzo zatłoczona, a koszty operacyjne osiągnęły nowy poziom. Opłaty pobierane za pojedynczy blok transakcji Bitcoinem przekroczyły nagrodę za blok, co potwierdza rosnące zapotrzebowanie Ordinals i BRC-20 na przestrzeń blokową. Według Bitcoin Browser aktualna liczba niepotwierdzonych danych transakcyjnych w sieci Bitcoin osiąga maksymalnie 504 182, a prędkość przetwarzania wynosząca 7 transakcji na sekundę w oczywisty sposób nie jest w stanie sprostać potrzebom użytkowników. W tym samym czasie wzrosły również opłaty transakcyjne w sieci Bitcoin, a opłaty za gaz przekraczają 500 Satoshi/bajt.

Niskie prędkości transakcji, długie czasy potwierdzania transakcji, wysokie opłaty transakcyjne i ograniczenia skalowalności sieci utrudniają rozwój ekosystemu Bitcoin na tym etapie. Dlatego obecny stan rozwoju Bitcoina wymaga wsparcia warstwy 2.

Ekspansja bloków jest zablokowana, najlepszym wyborem będzie warstwa 2

Już w 2010 roku, kiedy zaczął rozważać plan rozbudowy bloku, mimo że pojemność została ustalona na 1M, Satoshi Nakamoto uważał, że jeśli zajdzie potrzeba rozbudowy, wystarczy bezpośrednio ustawić wysokość bloku w kodzie, aby automatycznie zwiększyć pojemność bloku. Po przejściu Satoshi Nakamoto na emeryturę zadania związane z rozwojem i utrzymaniem Bitcoina zostały przekazane z Satoshi Nakamoto na Gavina. Inni programiści powoli dołączyli i rozwinęli się w obecny zespół programistów Core.

Później w zespole programistów Core doszło do nieporozumień co do tego, czy zastosować się do planu Satoshiego Nakamoto i wdrożyć hard fork w celu usunięcia limitu 1 mln. Większość programistów uważa, że ​​tego limitu nie należy usuwać. Zespół Core uważa, że ​​jeśli limit 1M zostanie usunięty, przyszłe bloki będą coraz większe, podnosząc próg uruchomionych węzłów, wpływając na decentralizację systemu i zwiększając ryzyko systemowe.

Ostatecznie pomiędzy bezpieczeństwem a skalowalnością społeczność BTC preferowała bezpieczeństwo i ci programiści zaproponowali „SegWit + Lightning Network”. Aby rozwiązać problemy ze skalowalnością wpływające na sieć Lightning i osiągnąć pewne efekty rozbudowy, zespół programistów Core zaproponował w grudniu 2015 r. rozwiązanie Segregated Witness (Segwit). Następnie dyrektor techniczny Blockstream, Gregory, wpisał Lightning Network do planu działania Bitcoin, tworząc trasę „Segregated Witness + Lightning Network”. W tym momencie oficjalnie ukształtowały się różnice pomiędzy planem rozbudowy bloków promowanym przez Gavina i twórcami Core firmy Blockstream, która dominuje w rozwoju Bitcoina. Jednak niektórzy ludzie odrzucili tę techniczną aktualizację. W sierpniu 2017 r. hard fork BTC wywodził się z BCH. Po hard forku BCH podniósł limit bloków do 8 MB, a następnie zwiększył go do 32 MB. Średni TPS wynosi około 120. Ponadto społeczność BCH ponownie podzieliła się w 2018 r. ze względu na różnice w trasie aktualizacji technicznej i mocno opuściła BSV (Bitcoin Satoshi Vision).

W rzeczywistości złożoność rozwiązania rozbudowy bloku Bitcoin jest duża. Rozwiązaniem bardziej akceptowanym przez społeczność jest zbudowanie nowej warstwy opartej na warstwie Bitcoin 1, która jest kompatybilna z systemem Bitcoin i nie ma na niego wpływu, rozwiązując jednocześnie problem. problem przeciążenia łańcucha. Sądząc po końcowym wyniku bitwy o ekspansję, frakcja Core odniosła ostateczne zwycięstwo. Ekspansja bloku Bitcoin została zakończona. Po ukończeniu Segregated Witness, Bitcoin w pełni rozwinął się w stronę warstwy 2, takiej jak Lightning Network i Sidechain.

Aby przełamać ograniczenia prostych rejestrów, jest to nic innego jak warstwa 2 zbudowana w technologii Turinga.

Jak mówiliśmy w pierwszej części, Ethereum przełamuje ograniczenia prostej księgi Bitcoina i ustanawia inteligentny system kontraktów w celu osiągnięcia złożonego transferu wartości. Dlatego Ethereum od samego początku zaspokaja potrzeby finansowe związane z aktywami, niezależnie od tego, czy są to aktywa, które emituje ERC20 (token), ERC721 (NFT), czy też produkty Defi w łańcuchu, takie jak Maker Dao, UniSwap, OpenSea itp. ., wszystkie spełniają różnorodne potrzeby użytkowników. W szczególności Ethereum posiada maszynę wirtualną EVM z kompletną architekturą Turinga, która rozwiązuje problem rozliczeń w łańcuchu aktywów. Dlatego ekosystem EVM obsługuje zapewnianie DEX w łańcuchu dla tokenów/NFT, a także umożliwia wiele dobrze znanych. Zdefiniuj aplikacje.

Emisja i obrót aktywami zawsze były narracją Ethereum, ale teraz stało się to także narracją Bitcoina. Już wraz z pojawieniem się Ethereum w 2014 roku Bitcoin zaczął już badać potrzeby biznesowe związane z emisją aktywów. Na przykład USDT, najwcześniejsza stabilna waluta emitowana przez najbardziej znany protokół Omni Layer. W tamtym czasie w sieci Bitcoin UTXO OpReturn wyemitowano największą na świecie zaszyfrowaną monetę typu stablecoin. Ponieważ jednak OpReturn obsługiwał wówczas tylko 80 bajtów przestrzeni treści, protokół OmniLayer zawiódł. W rezultacie sieć Bitcoin w dalszym ciągu przechodziła aktualizacje techniczne, w tym aktualizację segwi i aktualizację Taproot, o której wspominaliśmy. To właśnie dzięki tym dwóm ulepszeniom technicznym zapewnia ona możliwość późniejszego rozwoju ekosystemu Bitcoin.

Chociaż Segregated Witness Bitcoina rozwiązuje problem skalowania od 80 bajtów do 4MB, nie rozwiązuje problemu przetwarzania w łańcuchu. Dlatego Bitcoin może obecnie wykonywać jedynie logikę wydawania aktywów i niemożliwe jest budowanie aplikacji obliczeniowych typu on-chain, takich jak AMM DEX, takich jak Ethereum, które obsługuje przetwarzanie on-chain. Wyniki aktywów obecnie emitowanych w ekosystemie Bitcoin są rzeczywiście satysfakcjonujące. Przykładowo liczba transakcji zapisu na BRC20 przekroczyła 10 milionów, a wartość rynkowa Bitcoin NFT jest już równa wartości rynku Ethereum. Następną rzeczą, którą sieć Bitcoin musi rozwiązać, jest możliwość samodzielnego zakończenia rozliczenia aktywów takich jak Ethereum Layer 1.

Sądząc po wyżej wymienionych rozwiązaniach w zakresie ekspansji poza łańcuchem, obecna warstwa 2 Ethereum kopiuje jedynie warstwę 1 Ethereum. Nie ma żadnych rzeczywistych problemów biznesowych, które warstwa 2 musi rozwiązać, a w szczególności zmniejszyć opłaty za gaz Po wdrożeniu shardingu Ethereum może stać się to dodatkowym wyzwaniem dla obecnego protokołu warstwy 2. W porównaniu z Ethereum, rozwiązań Bitcoin w warstwie 2 jest wciąż bardzo niewiele. Kompletna maszyna wirtualna Bitcoina w łańcuchu nie jest w stanie rejestrować aktywów, ale nie może dokonywać rozliczeń. Dlatego też warstwa 1 Bitcoina musi wymagać kompletnego Bitcoina w warstwie 2 Turinga, aby pomóc w rozwiązaniu problem rozliczenia wyemitowanych aktywów. Dlatego Bitcoin musi rozwijać warstwę 2 bardziej niż Ethereum.

W porównaniu z dobrobytem ekosystemów takich jak Ethereum, w ekosystemie Bitcoin wciąż jest bardzo niewiele projektów. Obecnie wartość rynkowa TVL całego ekosystemu Ethereum sięga około 26 miliardów dolarów, a TVL ekosystemu Bitcoin wynosi około 180 milionów dolarów. Jednak Bitcoin Wartość rynkowa Bitcoina wynosi prawie 600 miliardów dolarów amerykańskich, a wartość rynkowa Ethereum to około 230 miliardów dolarów amerykańskich, dlatego w dłuższej perspektywie rozwój Bitcoin Layer 2 ma nadal znaczne pole do wzrostu.

Perspektywa warstwy 2 Bitcoina

W 2012 roku zrobiło się głośno o kolorowych monetach, wykorzystujących blockchain Bitcoina i mających na celu „pokolorowanie” konkretnego Bitcoina, aby odróżnić go od innych Bitcoinów. Celem było wykorzystanie Bitcoina, a jego istniejąca infrastruktura przeprowadza transakcje niepieniężne. Chociaż kolorowe monety nigdy nie powstały całkowicie niezależnie, zainspirowały nowe technologie, które są dziś powszechnie stosowane. W 2017 roku aktywowano aktualizację SegWit (Segregated Witness), zwiększającą przestrzeń blokową do 4MB, poprawiając tym samym przepustowość transakcji. Do 2018 roku programiści stopniowo uruchamiali Lightning Network i Sidechains, a Bitcoin L2 trafił do publicznej wiadomości. Aktualizacja Taproot 2021 wprowadza kolejny bezpieczniejszy, wydajniejszy i prywatny Bitcoin. W tym roku pojawienie się protokołu BRC-20 jeszcze bardziej wzbogaciło ekosystem związany z Bitcoinem. W obecnym ekosystemie Bitcoin bardziej popularne protokoły obejmują łańcuchy boczne i sieci błyskawiczne. Wraz ze wzrostem wolumenu transakcji w sieci Bitcoin, jak pozwolić Bitcoinowi na przeprowadzanie większej liczby transakcji, a ekologia jest obecnie głównym kierunkiem rozwoju. Niezależnie od tego, czy jest to sieć Lightning, łańcuch boczny czy protokół RGB, rozwój Bitcoin Layer 2 jest również kontynuowany pracować nad zgodnością z bezpieczeństwem i skalowalnością sieci Bitcoin.

Obecna skala ekosystemu Bitcoin jest nadal daleko w tyle za Ethereum. Po pierwsze, jest mniej znanych projektów w porównaniu do Ethereum. Po drugie, skala użytkowników nie jest tak dobra jak w przypadku Ethereum najwyższą wartość rynkową, jej potencjał wzrostu jest wciąż duży.

Różne infrastruktury ekosystemu Bitcoin poprawiają się z dnia na dzień, przyciągając coraz więcej projektów i uwagę inwestorów. Projekty takie jak protokoły OmniBOLT i RGB oparte na Lightning Network będą mogły zyskać potężniejsze możliwości programistyczne, a niektóre projekty Bitcoin Layer2 kompatybilne z Ethereum również skorzystają z ekosystemu. W przyszłości ekosystem Bitcoin przyspieszy rozwój w obszarach takich jak płatności, DeFi i NFT, obejmując więcej ścieżek i użytkowników.