С 2020 года бизнес Defi быстро рос: TVL выросла с 600 миллионов долларов США до 37 миллиардов долларов США, то есть в 60 раз. В связи с быстрым увеличением использования транзакций в цепочке блокчейнов и развитием сценариев применения DeFi сеть блокчейнов становится все более перегруженной, и расширение основной сети становится обязательным.

Так почему бы Биткойну или Эфириуму напрямую не решить увеличить емкость блока, чтобы увеличить пропускную способность транзакций? Причина в том, что при расширении емкости блока все больше мелких узлов будут выходить и постепенно двигаться в сторону централизации. Поэтому разработчики обратили свое внимание на разработку уровня 2, который строится поверх существующей сети блокчейна, чтобы повысить ее эффективность. За счет разгрузки некоторой обработки для уменьшения перегрузки сети и чрезмерных затрат, связанных с внутрисетевыми транзакциями, этот процесс не будет осуществляться. Влияйте на существующую емкость блока Layer1 и избегайте централизации.

В настоящее время Биткойн обрабатывает в среднем 7 транзакций в секунду, в то время как сеть Ethereum способна обрабатывать около 30 транзакций в секунду, и для сравнения, Visa обрабатывает в среднем около 1700 транзакций в секунду. Поскольку число людей, использующих оба блокчейна, со временем росло, и Биткойн, и Эфириум почти достигли предела емкости и требуют решений, которые помогут им разместить больше пользователей. В этой статье мы углубимся в то, почему Биткойн нуждается во втором уровне больше, чем в Эфириуме, и проанализируем текущие препятствия и перспективы биткойнского уровня 2.

Биткойн против Эфириума

Фундаментальные различия между Биткойном и Эфириумом

Биткойн — первая криптовалюта, основанная на технологии блокчейн, которая придает ценность данным. Будучи одноранговой системой электронных денежных средств, она работает независимо от какого-либо центрального органа. Биткойн в основном выполняет простые переводы ценностей. Например, Боб переводит Салли определенное количество биткойнов в определенное время, и единственный параметр, который можно настроить, — это количество биткойнов на момент перевода.

Ethereum — это децентрализованная распределенная блокчейн-сеть с открытым исходным кодом, основанная на собственной криптовалюте Ethereum, используемая для проведения транзакций и взаимодействия с приложениями, созданными на основе сети Ethereum. В то время как Биткойн использует технологию блокчейна для денежных транзакций и позволяет привязывать узлы и сообщения к каждой транзакции, Эфириум идет на шаг дальше и использует блокчейн для создания децентрализованного компьютера. Ethereum использует язык программирования Solidity в сочетании с технологией блокчейна для запуска среды разработки смарт-контрактов, позволяющей разработчикам выполнять более сложную обработку данных, завершать разработку децентрализованных приложений и преодолевать ограничения простой передачи стоимости Биткойн.

Хотя сети Биткойн и Эфириум основаны на концепциях распределенных реестров и шифрования, они существенно различаются с точки зрения технических характеристик.

Прежде всего, Биткойн, как эквивалент цифрового золота, используется для хранения стоимости, что по сути является валютной транзакцией, в то время как данные, прикрепленные к транзакциям сети Биткойн, используются только для записи информации о транзакциях. Хотя Ethereum используется для питания сети Ethereum и ее приложений, транзакции в Ethereum могут содержать исполняемый код для создания смарт-контрактов или взаимодействия с самоисполняющимися контрактами и приложениями, созданными с их использованием.

Во-вторых, Биткойн выпускает новые токены, используя уровень Omni, платформу для создания и торговли валютами в блокчейне Биткойна. Внедрение слоя Omni в основном связано с стейблкоинами. Токены Ethereum выпускаются по разным стандартам, наиболее популярным из которых является стандарт ERC-20, определяющий правила обращения токенов в сети. Стандарт ERC-20 включает в себя несколько функций, которые разработчики должны реализовать перед запуском токена. Эти функции включают в себя предоставление информации об общем количестве токенов, баланс счетов на адресах пользователей и возможность перевода средств между адресами.

Наконец, другие различия между этими сетями включают различия в механизмах консенсуса, различия во времени, необходимом для добавления новых блоков, и различия в количестве транзакций, обрабатываемых в секунду.

Различные решения расширения

Одним из текущих решений масштабирования Биткойна является технологическое усовершенствование, которое представляет собой решение для масштабирования в цепочке. Например, Segregated Witness (SegWit) 2017 года, обновление, которое «изолирует» некоторые данные за пределами доступного пространства каждого блока, распространяющегося по сети, добавляя к блокчейну путем удаления данных подписи из транзакций Биткойн. Когда определенные части транзакции удаляются из блок, который освобождает пространство или емкость для добавления дополнительных транзакций в цепочку, обновление SegWit расширяет пространство блока до 4 МБ. Обновление Taproot 2021 года оптимизирует обработку транзакций, упрощая и ускоряя подтверждение транзакций в сети Биткойн. Это также увеличивает количество транзакций, которые могут быть обработаны, и снижает общую стоимость транзакций в сети.

Кроме того, разработчики работали над решениями для масштабирования уровня 2 вне цепочки, начиная с решений для создания уровня транзакций поверх базового блокчейна сети Lightning Network. В сети Lightning транзакции выполняются быстро, а комиссии чрезвычайно низкие, поскольку они отправляются через созданные пользователем платежные каналы. Создаваемые пользователями платежные каналы Lightning Network предварительно финансируются биткойнами и могут позволить перенести большинство транзакций из базовой цепочки блоков в эту сеть второго уровня. Эти транзакции не будут рассчитываться в самой сети Биткойн, поскольку единственные транзакции, выполняемые в базовой цепочке блоков Биткойн, — это те, которые открывают и закрывают платежные каналы сети Lightning Network. Фактически, сайдчейн Биткойн должен создать параллельную цепочку в блокчейне Биткойн, которая независима от основной цепочки Биткойн, но может взаимодействовать с ней. Боковая цепь использует безопасность и стабильность основной цепи для создания набора относительно независимых. система блокчейн. В боковой цепочке Биткойн пользователи могут выполнять различные операции, такие как создание новых цифровых валют, выполнение смарт-контрактов, реализация защиты конфиденциальности и т. д. По сравнению с основной цепью Биткойна, боковая цепь Биткойна может предоставлять больше функций Биткойну и повышать масштабируемость и гибкость Биткойна.

План расширения Ethereum также разделен на расширение внутри сети и расширение вне сети. Расширение внутри цепочки предназначено для повышения производительности самого блокчейна, преобразуя сам Эфириум для обеспечения лучшей масштабируемости; расширение вне цепочки отделено от основной сети первого уровня без изменения существующего протокола Эфириума. Достижение более высокой масштабируемости.

Ядром ончейн-расширения является решение, позволяющее добиться эффекта расширения путем изменения уровня основного сетевого протокола. Это техническое обновление самого Эфириума, которое включает в себя процесс принятия решений Эфириума, поэтому для этого требуются разработчики Эфириума. исследователи и члены сообществ принимают решения вместе. Текущее расширение сети в основном использует шардинг (который будет постепенно реализован после обновления в Канкуне во второй половине года). Цепочка шардинга может помочь распределить вычислительные ресурсы, необходимые для запуска Ethereum, в общей сложности на 64 сети. снизить стоимость каждой машины, на которой работает Ethereum, требования к оперативной памяти устройства Blockchain.

По сравнению с расширением сети Ethereum, экология расширения вне сети более богата. Расширение вне сети означает выполнение транзакции или процесса обработки вне сети. Его необходимо расширить без изменения существующего протокола общедоступной сети основной сети. Для расширения вне сети наиболее важной проблемой является обработка данных транзакций. обработка данных транзакций, размещенных в основной сети Layer1, повлияет на ее безопасность. В этом разница между всеми планами расширения вне сети. Решение внесетевого масштабирования Ethereum в основном использует Rollup, который опирается на серверы, которые группируют большое количество транзакций, а затем отправляют их непосредственно в блокчейн Ethereum. Другое решение уровня 2 называется боковой цепью, которая представляет собой независимую сеть, работающую параллельно с сетью Ethereum, позволяя пользователям обменивать токены из одной сети на другой сетевой протокол, что позволяет им эффективно создавать приложения на основе Ethereum, платя при этом меньше. .

По сравнению с Ethereum, Биткойну нужен уровень 2 для повышения его масштабируемости.

Объем транзакций продолжает расти, и для поддержки срочно необходим уровень 2.

Размер блока Биткойна всегда был спорным. Фактически, когда родился Биткойн, не было ограничений на размер блоков, а его собственная структура данных могла достигать максимум 32 МБ. В то время средний размер упакованного блока составлял 1–2 КБ. Некоторые считали, что верхний предел блокчейна слишком высок, что легко приведет к пустой трате вычислительных ресурсов и сделает его уязвимым для DDOS-атак. Поэтому, чтобы обеспечить безопасность и стабильность системы Биткойн, Сатоши Накамото решил ограничить размер блока 1 МБ. Исходя из расчета, что на каждую транзакцию приходится 250 байт, а средний блок генерируется каждые десять минут, сеть Биткойн теоретически может обрабатывать до 7 транзакций в секунду. Однако в то время количество пользователей Биткойна было небольшим, а объем транзакций также был очень небольшим, что не вызывало проблем с перегрузкой в ​​сети блокчейна. Однако после 2013 года число пользователей Биткойн становилось все больше и больше, и постепенно возникли проблемы перегрузки сети Биткойн и роста комиссий за транзакции.

В начале 2023 года протокол Ordinals открыл новое направление развития Биткойна, а протокол токенов BRC-20 также быстро стал популярным. Популярность на рынке сделала сеть Биткойн очень переполненной, а эксплуатационные расходы достигли новых высот. Комиссии, взимаемые за один блок транзакций Биткойн, превысили вознаграждение за блок, что доказывает растущий спрос Ordinals и BRC-20 на пространство блока. По данным Bitcoin Browser, текущее количество неподтвержденных данных транзакций в сети Bitcoin достигает максимума 504 182, а скорость обработки 7 транзакций в секунду явно не способна удовлетворить потребности пользователей. В то же время комиссии за транзакции в сети Биткойн также выросли: комиссия за газ превысила 500 сатоши/байт.

Низкая скорость транзакций, длительное время подтверждения транзакций, высокие комиссии за транзакции и ограничения масштабируемости сети — все это препятствует развитию экосистемы Биткойн на данном этапе. Поэтому текущий статус развития Биткойна требует поддержки Layer2.

Расширение блока заблокировано, уровень 2 – лучший выбор.

Еще в 2010 году, когда он начал рассматривать план расширения блоков, хотя емкость была установлена ​​в 1М, Сатоши Накамото считал, что если возникнет необходимость в расширении, то достаточно будет напрямую задать высоту блока в коде, чтобы автоматически увеличить емкость блока. После того, как Сатоши Накамото ушел в отставку, задачи по разработке и обслуживанию Биткойна были переданы от Сатоши Накамото Гэвину, и другие разработчики постепенно присоединились, превратившись в нынешнюю команду разработчиков Core.

Позже внутри команды разработчиков Core возникли разногласия по поводу того, следует ли следовать плану Сатоши Накамото и проводить хард-форк для снятия ограничения в 1 миллион. Большинство разработчиков считают, что это ограничение не следует снимать. Команда Core считает, что если ограничение в 1 М будет снято, будущие блоки будут становиться все больше и больше, повышая порог запуска узлов, влияя на децентрализацию системы и увеличивая системные риски.

В конце концов, между безопасностью и масштабируемостью сообщество BTC отдало предпочтение безопасности, и эти разработчики предложили «SegWit + Lightning Network». Чтобы решить проблемы масштабируемости, влияющие на сеть Lightning, и добиться некоторых эффектов расширения, команда разработчиков Core предложила решение Segregated Witness (Segwit) в декабре 2015 года. Впоследствии технический директор Blockstream Грегори включил сеть Lightning Network в дорожную карту Биткойна, сформировав маршрут «Отдельный свидетель + сеть Lightning». На данный момент официально сформировались разногласия между планом расширения блоков, продвигаемым Гэвином, и основными разработчиками Blockstream, который доминирует в разработке биткойнов. Однако некоторые люди отвергли это техническое обновление. В августе 2017 года в результате хард-форка BTC возникла BCH. После хардфорка BCH увеличил лимит блока до 8 МБ, а затем увеличил его до 32 МБ. Средний показатель TPS составляет около 120. Кроме того, в 2018 году сообщество BCH снова разделилось из-за различий в маршруте технического обновления и было жестко выделено из BSV (Bitcoin Satoshi Vision).

На самом деле, сложность решения расширения блоков Биткойн высока. Решение, которое более приемлемо для сообщества, заключается в создании нового уровня на основе Биткойн-уровня 1, который совместим с системой Биткойн и не влияет на него, а также решает проблему. проблема перегрузки сети. Судя по окончательному результату битвы за расширение, фракция Core одержала окончательную победу, и расширение блока Биткойн было прекращено. После завершения Segregated Witness Биткойн полностью развился до уровня 2, такого как Lightning Network и Sidechain.

Чтобы преодолеть ограничения простых реестров, используется не что иное, как полный по Тьюрингу Layer2.

Как мы говорили в первой части, Ethereum преодолевает ограничения простого реестра Биткойна и создает систему смарт-контрактов для достижения сложной передачи ценностей. Таким образом, Ethereum с момента своего рождения удовлетворяет финансовые потребности, связанные с активами, будь то активы, которые он выпускает ERC20 (токен), ERC721 (NFT) или свои продукты Defi в цепочке, такие как Maker Dao, UniSwap, OpenSea и т. д. ., все они отвечают разнообразным потребностям пользователей. В частности, у Ethereum есть полная по Тьюрингу виртуальная машина EVM, которая решает проблему расчетов в цепочке активов. Таким образом, экосистема EVM поддерживает предоставление внутрисетевых DEX для токенов/NFT, а также позволяет использовать многие известные технологии. Дефи-приложения.

Выпуск и обращение активов раньше всегда были повествованием об Эфириуме, но теперь это также стало повествованием о Биткойне. Еще в 2014 году, когда появился Ethereum, Биткойн уже начал изучать бизнес-потребности выпуска активов. Например, USDT, самая ранняя стабильная валюта, выпущенная самым известным протоколом Omni Layer. В то время крупнейший в мире зашифрованный стейблкоин был выпущен на UTXO OpReturn сети Биткойн. Однако, поскольку OpReturn в то время поддерживал только 80 байт пространства контента, протокол OmniLayer потерпел неудачу. В результате сеть Биткойн продолжала подвергаться техническим обновлениям, включая упомянутое нами обновление segwi и Taproot. Именно благодаря этим двум техническим обновлениям она обеспечивает возможность последующего развития экосистемы Биткойн.

Хотя Segregated Witness Биткойна решает проблему масштабирования с 80 байт до 4 МБ, он не решает проблему вычислений в цепочке. Таким образом, на данный момент Биткойн может выполнять только логику выпуска активов, и невозможно создавать приложения для вычислений в цепочке, такие как AMM DEX, такие как Ethereum, который поддерживает вычисления в цепочке. Производительность активов, выпущенных в настоящее время в экосистеме Биткойн, действительно радует. Например, количество транзакций записи BRC20 превысило 10 миллионов, а рыночная стоимость Bitcoin NFT уже эквивалентна рыночной стоимости Ethereum. Следующее, что должна решить сеть Биткойн, — это иметь возможность самостоятельно завершить расчет таких активов, как Ethereum Layer 1.

Судя по вышеупомянутым решениям по расширению вне цепочки, текущий уровень 2 Ethereum только копирует уровень 1 Ethereum. Нет никаких реальных бизнес-проблем, которые должен решать уровень 2. Что должен решить уровень 2 Ethereum, так это снижение платы за газ. После реализации шардинга Ethereum это может стать дополнительной проблемой для текущего протокола уровня 2. По сравнению с Ethereum, решений уровня 2 Биткойна по-прежнему очень мало. Неполная виртуальная машина Биткойна в сети Тьюринга может только регистрировать активы, но не может выполнять расчеты. проблема расчетов по выпущенным активам. Вот почему Биткойну необходимо развивать второй уровень больше, чем Эфириуму.

По сравнению с процветанием таких экосистем, как Ethereum, в экосистеме Bitcoin все еще очень мало проектов. В настоящее время рыночная стоимость TVL всей экосистемы Ethereum достигает примерно 26 миллиардов долларов США, а TVL экосистемы Bitcoin составляет примерно 180 миллионов долларов США. Тем не менее, Биткойн. Рыночная стоимость Биткойна составляет почти 600 миллиардов долларов США, а рыночная стоимость Эфириума — около 230 миллиардов долларов США. Таким образом, в долгосрочной перспективе развитие Биткойна 2-го уровня все еще имеет значительные возможности для роста.

Перспективы биткойнского уровня 2

В 2012 году цветные монеты стали очень популярными, поскольку они использовали преимущества блокчейна Биткойн и стремились «окрасить» конкретный Биткойн, чтобы отличить его от других Биткойнов. Цель заключалась в том, чтобы использовать Биткойн и его существующую инфраструктуру для проведения неденежных транзакций. Хотя цветные монеты никогда не развивались полностью независимо, они вдохновили на создание новых технологий, которые широко используются сегодня. В 2017 году было активировано обновление SegWit (Segregated Witness), расширившее пространство блока до 4 МБ, что улучшило пропускную способность транзакций. К 2018 году разработчики постепенно запустили Lightning Network и Sidechains, а Биткойн L2 стал известен общественности. Обновление Taproot 2021 года принесет еще один более безопасный, эффективный и конфиденциальный биткойн. В этом году появление протокола BRC-20 еще больше обогатило экосистему, связанную с Биткойном. В нынешней экосистеме Биткойна наиболее распространенные протоколы включают сайдчейны и сети Lightning. Поскольку объем транзакций в сети Биткойн увеличивается, то, как позволить Биткойну проводить больше транзакций и экологию, является основным направлением развития в настоящее время. Будь то сеть Lightning, сайдчейн или протокол RGB, разработка Биткойн-уровня 2 также продолжается. работать над совместимостью с безопасностью и масштабируемостью сети Биткойн.

Текущий масштаб экосистемы Биткойн все еще сильно отстает от Эфириума. Во-первых, по сравнению с Эфириумом меньше известных проектов. Во-вторых, масштаб пользователей не так хорош, как у Эфириума. Однако, как и у нынешней сети блокчейнов. самая высокая рыночная стоимость, потенциал роста все еще велик.

Различные инфраструктуры экосистемы Биткойн совершенствуются день ото дня, привлекая все больше проектов и внимание инвесторов. Такие проекты, как протоколы OmniBOLT и RGB, основанные на сети Lightning Network, смогут получить более мощные возможности разработки, а некоторые совместимые с Ethereum проекты Bitcoin Layer2 также получат выгоду от экосистемы. В будущем экосистема Биткойн ускорит развитие в таких областях, как платежи, DeFi и NFT, охватывая больше направлений и пользователей.