Desde 2020, o negócio Defi cresceu rapidamente, com a TVL crescendo de US$ 600 milhões para US$ 37 bilhões, um aumento de 60 vezes. Com o rápido aumento no uso de transações na cadeia blockchain e o desenvolvimento de cenários de aplicação DeFi, a rede blockchain tornou-se cada vez mais congestionada e a expansão da rede principal é imperativa.
Então, por que o Bitcoin ou o Ethereum não escolhem diretamente aumentar a capacidade do bloco para aumentar a capacidade de transporte de transações? A razão é que quando a capacidade do bloco se expandir, mais nós pequenos sairão e gradualmente se moverão em direção à centralização. Portanto, os desenvolvedores voltaram sua atenção para o desenvolvimento da Camada 2, que é construída sobre a rede blockchain existente para melhorar sua eficiência. Ao descarregar algum processamento para reduzir o congestionamento da rede e os custos excessivos associados às transações on-chain, este processo não irá Afeta a capacidade existente do bloco Layer1 e evita a centralização.
Atualmente, o Bitcoin processa em média 7 transações por segundo, enquanto a rede Ethereum é capaz de processar aproximadamente 30 transações por segundo e, em comparação, a Visa processa aproximadamente 1.700 transações por segundo em média. À medida que o número de pessoas que usam ambos os blockchains cresceu ao longo do tempo, tanto o Bitcoin quanto o Ethereum quase atingiram os limites de capacidade e exigem soluções para ajudá-los a acomodar mais usuários. Neste artigo, vamos nos aprofundar no motivo pelo qual o Bitcoin precisa mais da Camada 2 do que do Ethereum e analisar os obstáculos e perspectivas atuais da Camada 2 do Bitcoin.
Bitcoin versus Ethereum
Diferenças fundamentais entre Bitcoin e Ethereum
Bitcoin é a primeira criptomoeda baseada na tecnologia blockchain, que agrega valor aos dados. Sendo um sistema de dinheiro eletrónico peer-to-peer, funciona independentemente de qualquer autoridade central. O Bitcoin faz principalmente algumas transferências simples de valor. Por exemplo, Bob transfere uma certa quantidade de Bitcoins para Sally em um determinado momento, e o único parâmetro que pode ser ajustado é o número de Bitcoins no momento da transferência.
Ethereum é uma rede blockchain distribuída descentralizada e de código aberto alimentada por sua criptomoeda nativa, Ethereum, usada para realizar transações e interagir com aplicativos construídos sobre a rede Ethereum. Enquanto o Bitcoin usa a tecnologia blockchain para transações monetárias e permite que nós e mensagens sejam anexados a cada transação, o Ethereum vai um passo além e usa o blockchain para criar um computador descentralizado. Ethereum conta com a linguagem de programação Solidity combinada com a tecnologia blockchain para lançar um ambiente de desenvolvimento de contratos inteligentes, permitindo aos desenvolvedores realizar processamento de dados mais complexos, completar o desenvolvimento de aplicativos descentralizados e romper as limitações da simples transferência de valor do Bitcoin.
Embora as redes Bitcoin e Ethereum sejam baseadas nos conceitos de registros distribuídos e criptografia, elas diferem significativamente em termos de especificações técnicas.
Em primeiro lugar, o Bitcoin, como equivalente digital de ouro, é usado para armazenar valor, que é essencialmente uma transação monetária, enquanto os dados anexados às transações da rede Bitcoin são usados apenas para registrar informações de transação. Embora o Ethereum seja usado para alimentar a rede Ethereum e seus aplicativos, as transações no Ethereum podem conter código executável para criar contratos inteligentes ou interagir com contratos autoexecutáveis e aplicativos criados com eles.
Em segundo lugar, o Bitcoin emite novos tokens usando a camada Omni, uma plataforma para criar e negociar moedas na blockchain do Bitcoin. A adoção da camada Omni gira principalmente em torno de stablecoins. Os tokens Ethereum são emitidos de acordo com diferentes padrões, sendo o mais popular o padrão ERC-20, que define as regras para tokens na rede. O padrão ERC-20 inclui vários recursos que os desenvolvedores devem implementar antes de lançar um token. Esses recursos incluem o fornecimento de informações sobre o fornecimento total de tokens, o fornecimento de saldos de contas nos endereços dos usuários e a permissão de transferência de fundos entre endereços.
Finalmente, outras diferenças entre estas redes incluem diferenças nos mecanismos de consenso, diferenças no tempo necessário para adicionar novos blocos e diferenças no número de transações processadas por segundo.
Diferentes soluções de expansão
Uma das soluções atuais de escalonamento do Bitcoin é o aprimoramento tecnológico, que é uma solução de escalonamento on-chain. Como o Segregated Witness (SegWit) de 2017, uma atualização que “isola” alguns dados além do espaço disponível de cada bloco que se propaga pela rede, adicionando ao blockchain ao remover dados de assinatura de transações Bitcoin quando certas partes de uma transação são removidas do bloco, que libera espaço ou capacidade para adicionar mais transações à cadeia, a atualização do SegWit expande o espaço do bloco para 4 MB. A atualização Taproot 2021 agiliza o processamento de transações, tornando mais fácil e rápido a confirmação de transações na rede Bitcoin. Também aumenta o número de transações que podem ser processadas e reduz o custo geral das transações na rede.
Além disso, os desenvolvedores têm trabalhado em soluções de escalonamento de camada 2 fora da cadeia, começando com soluções para construir uma camada de transação sobre o blockchain subjacente da Lightning Network. Na Lightning Network, as transações são rápidas e as taxas extremamente baixas porque são enviadas por meio de canais de pagamento criados pelo usuário. Os canais de pagamento gerados pelos usuários da Lightning Network são pré-financiados com Bitcoin e podem permitir que a maioria das transações sejam movidas do blockchain básico para esta rede de segunda camada. Essas transações não serão liquidadas na própria rede Bitcoin, pois as únicas transações liquidadas na blockchain Bitcoin subjacente são aquelas que abrem e fecham canais de pagamento da Lightning Network. Na verdade, a cadeia lateral do Bitcoin estabelece uma cadeia paralela no blockchain do Bitcoin que é independente da cadeia principal do Bitcoin, mas pode interagir com ela. A cadeia lateral usa a segurança e a estabilidade da cadeia principal para construir um conjunto de relativamente independente. sistema blockchain. Na cadeia lateral do Bitcoin, os usuários podem realizar diversas operações, como criar novas moedas digitais, executar contratos inteligentes, implementar proteção de privacidade, etc. Em comparação com a cadeia principal do Bitcoin, a cadeia lateral do Bitcoin pode fornecer mais funções para o Bitcoin e aumentar a escalabilidade e flexibilidade do Bitcoin.
O plano de expansão da Ethereum também está dividido em expansão on-chain e expansão off-chain. A expansão on-chain visa melhorar o desempenho do próprio blockchain, transformando o próprio Ethereum para obter melhor escalabilidade fora da cadeia, separada da rede principal da primeira camada, sem alterar o protocolo Ethereum existente.
O núcleo da expansão on-chain é a solução para alcançar o efeito de expansão alterando uma camada do protocolo de rede principal. Esta é uma atualização técnica do próprio Ethereum, que envolve o processo de tomada de decisão do Ethereum, por isso requer desenvolvedores do Ethereum. pesquisadores e comunidades Os membros decidem em conjunto. A atual expansão on-chain utiliza principalmente sharding (que será implementado gradualmente após a atualização de Cancún no segundo semestre do ano). A cadeia de sharding pode ajudar a espalhar os recursos computacionais necessários para executar o Ethereum para um total de 64 redes, o que irá ajudar. reduzir o custo de cada máquina executando os requisitos de memória de acesso aleatório do dispositivo Blockchain.
Em comparação com a expansão on-chain do Ethereum, a ecologia da expansão off-chain é mais rica. A expansão fora da cadeia consiste em executar a transação ou o processo de processamento fora da cadeia. Deve ser expandido sem alterar o protocolo da cadeia pública principal existente. Para a expansão fora da cadeia, a questão mais crítica é o processamento dos dados da transação. o processamento de dados de transação colocado na rede principal da camada 1 afetará sua segurança. Esta é a diferença entre todos os planos de expansão fora da cadeia. A solução de escalonamento off-chain da Ethereum usa principalmente Rollup, que depende de servidores que agrupam um grande número de transações e depois as enviam diretamente para a blockchain Ethereum. Outra solução de camada 2 é chamada sidechain, que é uma rede independente que funciona em paralelo com a rede Ethereum, permitindo aos usuários trocar tokens de uma rede para outro protocolo de rede, permitindo-lhes efetivamente construir aplicativos baseados em Ethereum, tudo isso pagando menos .
Comparado ao Ethereum, o Bitcoin precisa da Camada 2 para melhorar sua escalabilidade
O volume de transações continua a se expandir e a Camada 2 é urgentemente necessária para suporte.
O tamanho do bloco do Bitcoin sempre foi controverso. Na verdade, quando o Bitcoin nasceu, não havia limite para o tamanho dos blocos, e sua própria estrutura de dados podia atingir no máximo 32 MB. Naquela época, o tamanho médio do bloco empacotado era de 1–2 KB. Algumas pessoas acreditavam que o limite superior do blockchain era muito alto, o que facilmente levaria ao desperdício de recursos computacionais e o tornaria propenso a ataques DDOS. Portanto, para garantir a segurança e estabilidade do sistema Bitcoin, Satoshi Nakamoto decidiu limitar o tamanho do bloco a 1MB. Com base no cálculo de que cada transação representa 250B e um bloco médio é gerado a cada dez minutos, a rede Bitcoin pode teoricamente lidar com até 7 transações por segundo. Porém, naquela época, o número de usuários de Bitcoin era pequeno e o volume de transações também era muito pequeno, o que não causava problemas de congestionamento na rede blockchain. No entanto, depois de 2013, o número de usuários de Bitcoin tornou-se cada vez maior, e os problemas de congestionamento da rede Bitcoin e o aumento das taxas de transação surgiram gradualmente.
No início de 2023, o protocolo Ordinals introduziu uma nova direção de desenvolvimento para o Bitcoin, e o protocolo de token BRC-20 também se tornou popular rapidamente. A popularidade do mercado tornou a rede Bitcoin muito lotada e os custos operacionais atingiram novos patamares. As taxas cobradas por um único bloco de transações Bitcoin excederam a recompensa do bloco, comprovando a crescente demanda do Ordinals e do BRC-20 por espaço de bloco. De acordo com o Bitcoin Browser, o número atual de dados de transações não confirmados na rede Bitcoin atinge um máximo de 504.182, e a velocidade de processamento de 7 transações por segundo é obviamente incapaz de atender às necessidades do usuário. Ao mesmo tempo, as taxas de transação da rede Bitcoin também aumentaram, com taxas de gás superiores a 500 Satoshi/byte.
Velocidades lentas de transação, longos tempos de confirmação de transação, altas taxas de transação e limitações de escalabilidade da rede têm dificultado o desenvolvimento do ecossistema Bitcoin neste estágio. Portanto, o atual status de desenvolvimento do Bitcoin requer a Camada 2 como suporte.
A expansão do bloco está bloqueada, a Camada 2 é a melhor escolha
Já em 2010, quando começou a considerar o plano de expansão do bloco, embora a capacidade estivesse definida para 1M, Satoshi Nakamoto acreditava que se houvesse necessidade de expansão bastaria definir diretamente a altura do bloco no código para automaticamente atualizar a capacidade do bloco. Depois que Satoshi Nakamoto se aposentou, as tarefas de desenvolvimento e manutenção do Bitcoin foram passadas de Satoshi Nakamoto para Gavin, e outros desenvolvedores juntaram-se lentamente, transformando-se na atual equipe de desenvolvimento Core.
Mais tarde, houve divergências dentro da equipe de desenvolvimento do Core sobre seguir o plano de Satoshi Nakamoto e implementar um hard fork para remover o limite de 1 milhão. A maioria dos desenvolvedores sente que este limite não deve ser removido. A equipe Core acredita que se o limite de 1M for removido, os blocos futuros se tornarão cada vez maiores, aumentando o limite para a execução de nós, afetando a descentralização do sistema e aumentando os riscos do sistema.
No final, entre segurança e escalabilidade, a comunidade BTC preferiu a segurança, e esses desenvolvedores propuseram a “Rede SegWit + Lightning”. A fim de resolver os problemas de escalabilidade que afetam a Lightning Network e obter alguns efeitos de expansão, a equipe de desenvolvimento do Core propôs a solução Segregated Witness (Segwit) em dezembro de 2015. Posteriormente, o CTO da Blockstream, Gregory, escreveu a Lightning Network no roteiro do Bitcoin, formando a rota “Segregated Witness + Lightning Network”. Neste ponto, as diferenças entre o plano de expansão de blocos promovido por Gavin e os desenvolvedores principais do Blockstream, que dominam o desenvolvimento do Bitcoin, foram oficialmente formadas. No entanto, algumas pessoas rejeitaram esta atualização técnica. Em agosto de 2017, o hard fork do BTC derivou do BCH. Após o hard fork, o BCH aumentou o limite de bloco para 8 MB e, posteriormente, aumentou para 32 MB. O TPS médio é de cerca de 120. Além disso, a comunidade BCH se dividiu novamente em 2018 devido a diferenças na rota de atualização técnica e foi fortemente bifurcada no BSV (Bitcoin Satoshi Vision).
Na verdade, a complexidade da solução de expansão de blocos Bitcoin é alta. A solução mais aceita pela comunidade é construir uma nova camada baseada na Camada 1 do Bitcoin, que seja compatível e não afete o sistema Bitcoin, ao mesmo tempo que resolve o problema. problema de congestionamento na cadeia. A julgar pelo resultado final da batalha de expansão, a facção Core obteve a vitória final, e a expansão do bloco Bitcoin foi encerrada. Depois de completar o Segregated Witness, o Bitcoin se desenvolveu totalmente em direção à Camada 2, como Lightning Network e Sidechain.
Para quebrar as limitações dos livros-razão simples, não é outro senão o Turing-complete Layer2.
Como falamos na primeira parte, o Ethereum rompe as limitações do livro-razão simples do Bitcoin e estabelece um sistema de contrato inteligente para realizar transferências de valores complexas. Portanto, a Ethereum tem resolvido necessidades financeiras relacionadas a ativos desde o seu nascimento, sejam os ativos que emite ERC20 (token), ERC721 (NFT) ou seus produtos Defi on-chain, como Maker Dao, UniSwap, OpenSea, etc. ., todos eles atendem às diversas necessidades dos usuários. Em particular, Ethereum possui uma máquina virtual Turing completa EVM, que resolve o problema de liquidação na cadeia de ativos. Portanto, o ecossistema EVM suporta o fornecimento de DEX on-chain para tokens/NFTs e também permitiu muitos conhecidos. Aplicativos de definição.
A emissão e circulação de ativos sempre foi a narrativa do Ethereum antes, mas agora também se tornou a narrativa do Bitcoin. Já em 2014, quando o Ethereum surgiu, o Bitcoin já havia começado a explorar as necessidades comerciais de emissão de ativos. Por exemplo, USDT, a primeira moeda estável emitida pelo protocolo Omni Layer mais conhecido. Naquela época, o maior stablecoin criptografado do mundo foi emitido no UTXO OpReturn da rede Bitcoin. No entanto, como o OpReturn naquela época suportava apenas 80 bytes de espaço de conteúdo, o protocolo OmniLayer falhou. Como resultado, a rede Bitcoin continuou a passar por atualizações técnicas, incluindo a atualização segwi e a atualização Taproot que mencionamos. É precisamente por causa dessas duas atualizações técnicas que ela oferece a possibilidade para o desenvolvimento subsequente do ecossistema Bitcoin.
Embora o Segregated Witness do Bitcoin resolva o problema de escala de 80 bytes para 4 MB, ele não resolve o problema da computação on-chain. Portanto, o Bitcoin só pode fazer a lógica de emissão de ativos no momento, e é impossível construir aplicativos de computação on-chain, como AMM DEX e Ethereum, que suportam computação on-chain. O desempenho dos ativos atualmente emitidos no ecossistema Bitcoin é realmente gratificante. Por exemplo, o número de transações de inscrição BRC20 ultrapassou 10 milhões e o valor de mercado do Bitcoin NFT já é equivalente ao do mercado Ethereum. A próxima coisa que a rede Bitcoin precisa resolver é ser capaz de concluir de forma independente a liquidação de ativos como a Camada 1 do Ethereum.
A julgar pelas soluções de expansão fora da cadeia mencionadas acima, a atual Camada 2 do Ethereum apenas copia a Camada 1 do Ethereum. Não há problemas de negócios reais que a Camada 2 tenha que resolver. O que a Camada 2 do Ethereum precisa resolver é reduzir as taxas de gás, especialmente. Após a implementação do sharding Ethereum, ele pode se tornar um desafio adicional para o protocolo atual da Camada 2. Em comparação com o Ethereum, as soluções da Camada 2 do Bitcoin ainda são muito poucas. A máquina virtual on-chain completa do Bitcoin, não-Turing, só pode registrar ativos, mas não pode fazer a liquidação. o problema de liquidação de ativos emitidos. É por isso que o Bitcoin precisa desenvolver a Camada 2 mais do que o Ethereum.
Em comparação com a prosperidade de ecossistemas como o Ethereum, ainda existem muito poucos projetos no ecossistema Bitcoin. Atualmente, o valor de mercado TVL de todo o ecossistema Ethereum atinge aproximadamente US$ 26 bilhões, e o TVL do ecossistema Bitcoin é de aproximadamente US$ 180 milhões. No entanto, Bitcoin O valor de mercado do Bitcoin é de quase 600 bilhões de dólares americanos, e o valor de mercado do Ethereum é de cerca de 230 bilhões de dólares americanos. Portanto, no longo prazo, o desenvolvimento do Bitcoin Layer 2 ainda tem espaço considerável para crescimento.
A perspectiva do Bitcoin Layer 2
Em 2012, as Moedas Coloridas se tornaram moda. Eles aproveitaram o blockchain do Bitcoin e tiveram como objetivo “colorir” um Bitcoin específico para distingui-lo de outros Bitcoins. Embora as moedas coloridas nunca tenham se desenvolvido de forma totalmente independente, elas inspiraram novas tecnologias que são amplamente utilizadas hoje. Em 2017, foi ativada a atualização SegWit (Segregated Witness), ampliando o espaço do bloco para 4 MB, melhorando assim o rendimento das transações. Até 2018, os desenvolvedores lançaram gradualmente Lightning Network e Sidechains, e o Bitcoin L2 entrou nos olhos do público. A atualização Taproot 2021 traz mais um Bitcoin mais seguro, eficiente e privado. Este ano, o surgimento do protocolo BRC-20 enriqueceu ainda mais o ecossistema relacionado ao Bitcoin. No atual ecossistema Bitcoin, os protocolos mais convencionais incluem cadeias laterais e redes relâmpago. À medida que o volume de transações na rede Bitcoin aumenta, como permitir que o Bitcoin realize mais transações e a ecologia é a principal direção de desenvolvimento no momento. Seja a Lightning Network, a cadeia lateral ou o protocolo RGB, o desenvolvimento da Camada 2 do Bitcoin também é Continue. trabalhar em prol da compatibilidade com a segurança e escalabilidade da rede Bitcoin.
A escala atual do ecossistema Bitcoin ainda está muito atrás da do Ethereum. Primeiro, há menos projetos conhecidos em comparação com o Ethereum. Em segundo lugar, a escala de usuários não é tão boa quanto a do Ethereum. o maior valor de mercado, seu potencial de crescimento ainda é grande.
As diversas infraestruturas do ecossistema Bitcoin melhoram a cada dia, atraindo cada vez mais projetos e a atenção dos investidores. Projetos como os protocolos OmniBOLT e RGB baseados na Lightning Network serão capazes de obter recursos de desenvolvimento mais poderosos, e alguns projetos Bitcoin Layer2 compatíveis com Ethereum também se beneficiarão do ecossistema. No futuro, o ecossistema Bitcoin acelerará o desenvolvimento em áreas como pagamentos, DeFi e NFT, abrangendo mais faixas e usuários.