Análise completa da rede de segunda camada do Bitcoin: rota técnica, vantagens e desvantagens e perspectivas de aplicação

Sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin

O surgimento dos inscripções em Bitcoin trouxe uma nova vitalidade ao ecossistema Bitcoin, fazendo com que mais pessoas voltassem a prestar atenção ao Bitcoin. Alguns acreditam que isso abriu a caixa de Pandora do ecossistema Bitcoin. Entre os muitos desenvolvimentos tecnológicos no ecossistema Bitcoin, a construção de segunda camada é de suma importância. Este artigo resume os conhecimentos básicos sobre a segunda camada do Bitcoin, na esperança de lançar uma pedra e estimular o desenvolvimento deste campo.

O mundo do blockchain começou com Bitcoin e termina com o ecossistema Bitcoin. O Ethereum também pode ser visto como uma exploração de tecnologia de sidechain do Bitcoin.

Os conceitos de "construção de camada dois" e "construção de rede de camada dois" neste artigo são basicamente os mesmos, a construção de camada dois abrange um escopo mais amplo, mas para se adaptar aos costumes da indústria, também será usada a expressão "construção de rede de camada dois".

1. A missão da camada 2 Layer2

Para entender os problemas básicos que precisam ser resolvidos na construção da segunda camada do Bitcoin, começamos pelas características fundamentais do sistema de blockchain.

1.1 Características básicas e necessidades da blockchain

Usamos o conceito de "blockchain é um computador mundial" proposto por Vitalik para entender as várias características da blockchain.

As características básicas da blockchain incluem:

Transparente e Público: Esta é uma característica de armazenamento de dados e execução de instruções da "computador mundial" que é a blockchain, bem como uma característica interna da necessidade de participação conjunta no cálculo por nós distribuídos globalmente. Isso atende ao direito à informação dos usuários sobre os dados, sendo o resultado comum das exigências internas de colaboração e das demandas externas.

Descentralização: Esta é uma característica da arquitetura do "computador mundial", onde o grau de descentralização e a tolerância a falhas são teoricamente suportados pela teoria dos generais bizantinos. O grau de descentralização é um indicador importante da segurança da blockchain.

Segurança: Composta pela demanda interna gerada pelas características da arquitetura do "computador mundial" e pela demanda externa dos usuários. No nível micro, garantida por técnicas de criptografia, e no nível macro, garantida pela arquitetura descentralizada.

Capacidade de cálculo: Uma das principais funções da blockchain, geralmente medida pela sua completude de Turing. Algumas cadeias são intencionalmente projetadas para serem Turing incompletas, a fim de manter suas características principais.

Desempenho: No mesmo nível de capacidade de computação, medido pelo número de transações processadas por segundo TPS( ).

Armazenamento: A blockchain, como um "computador mundial", deve ter uma função de armazenamento. Atualmente, a maioria dos dados é armazenada dentro dos blocos, enquanto o armazenamento em cadeias externas mais especializadas ainda está em desenvolvimento.

Privacidade: A demanda segmentada no "Computador Mundial" exige que os direitos dos produtores e usuários de dados sejam mantidos durante os processos de cálculo e armazenamento.

Há também indicadores de escalabilidade integrada, que afetam a maioria das características básicas, sendo um indicador muito importante a nível de arquitetura.

Essas características são em grande parte limitadas pela relação de desenvolvimento mútuo do "triângulo da impossibilidade". Como a suposição DSS: descentralização ( Decentralization ), segurança ( Security ) e escalabilidade ( Scalability ).

Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin

1.2 O papel da construção de segundo nível

A construção de segunda camada deve expandir essas capacidades básicas: transparência, descentralização, segurança, capacidade de cálculo, desempenho (, throughput ), armazenamento, privacidade, entre outros. Além disso, deve resolver um importante problema econômico: reduzir custos.

Em resumo, a construção de segunda camada é uma solução para aumentar a capacidade, reduzir custos e personalizar características.

Na construção da segunda camada, as capacidades básicas da blockchain terão suas concessões, reduzindo ou até abandonando algumas características, em troca de um aumento significativo em certas características.

1.3 Por que fazer um design em camadas?

O design em camadas é um meio e uma metodologia para lidar com sistemas complexos, dividindo o sistema em uma estrutura de várias camadas e definindo as relações e funções de cada camada, a fim de alcançar a modularização, a manutenibilidade e a escalabilidade do sistema.

Vantagens do design em camadas:

  1. Níveis independentes, o trabalho do nível superior não afeta o nível inferior, desde que a interface permaneça inalterada, é possível ajustar livremente a forma de trabalho dentro do nível.

  2. Boa flexibilidade, quando uma camada muda, desde que a relação de interface entre camadas não mude, as outras camadas não são afetadas.

  3. A estrutura pode ser dividida, e cada camada pode usar a tecnologia mais adequada para sua implementação.

  4. Fácil de implementar e manter, decompondo um sistema complexo e grande em subsistemas relativamente independentes.

  5. Promover a padronização, cada camada de funcionalidade e serviço deve ter uma descrição precisa.

O design modular em camadas é um método comum e eficaz no campo da tecnologia para lidar com projetos com funcionalidades extensas, que requerem a colaboração de várias pessoas e melhorias contínuas.

Uma visão geral da base de conhecimento da rede de segunda camada do Bitcoin

2. Várias abordagens para a construção do Layer2 do Bitcoin

A construção da segunda camada do Bitcoin tem três rotas distintas:

(1) Rota de expansão baseada em cadeia, semelhante ao EVM de segunda camada, é a estrutura da blockchain;

(2) Baseado em uma rota distribuída, representada pela Lightning Network, é uma estrutura distribuída;

(3) A rota baseada em sistemas centralizados, representada pelo índice centralizado, é uma estrutura centralizada.

As duas primeiras maneiras têm características distintas e já existem alguns produtos em uso e em exploração. A primeira maneira, devido ao desenvolvimento florescente do Ethereum e à exploração de outras cadeias que imitam o Bitcoin, é relativamente mais fácil. A segunda maneira, baseada em distribuição, geralmente é mais difícil e seu desenvolvimento é mais lento. A terceira maneira é bastante controversa, mas parece ter cumprido a função de construção de uma camada dois.

Usamos os resultados do mercado para medir: qual a rede de segunda camada com o maior valor total bloqueado TVL(Total Value Locked), a solução é a solução ótima. Com o passar do tempo e o desenvolvimento da tecnologia, a solução ótima mudará.

Definição da camada dois do Bitcoin: desde que se baseie na rede Bitcoin, estabelecendo associações técnicas, algumas características que são superiores à rede de camada um do Bitcoin, todas são consideradas como construção da camada dois do Bitcoin.

Uma visão geral da estrutura básica do conhecimento da rede de segunda camada do Bitcoin

2.1 Construção de segunda camada baseada em cadeia

As primeiras blockchains que imitaram o Bitcoin realizaram várias explorações, como "Colorcoin"(moeda colorida), "CovertCoins" e "MasterCoin"; várias blockchains que ampliaram o Bitcoin, como BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); várias tecnologias de sidechain são casos de construção de expansão baseados na blockchain, podendo ser vistas como uma camada secundária em sentido amplo.

Ethereum também é uma exploração de melhorias baseadas no Bitcoin. Vitalik publicou um white paper abordando as imperfeições do Bitcoin: o sistema sem conta do UTXO, a linguagem de execução não Turing completa, problemas de escalabilidade, entre outros, desenvolvendo um novo sistema de blockchain de nova geração.

A exploração das melhorias do Ethereum em relação ao Bitcoin, bem como o desenvolvimento e validação das camadas secundárias no Ethereum, fornece uma referência para o desenvolvimento de redes de camadas secundárias baseadas em cadeia no Bitcoin. Várias soluções Rollup, soluções de cross-chain, tecnologias de canais de mensagens e a tecnologia de sharding do Ethereum fazem com que o ecossistema tecnológico do Ethereum prospere.

A construção de segunda camada baseada em cadeia no Bitcoin inclui, em geral, dois tipos típicos de cadeia: um modelo de conta compatível com EVM e um modelo UTXO semelhante ao Bitcoin. Casos existentes ( a definição ampla de segunda camada ) inclui: Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc., que são modelos de conta EVM, CKB( Nervos ), Chia é um modelo UTXO.

Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em cadeia:

Desvantagens: geralmente ainda está limitada às restrições da blockchain, com melhorias de desempenho limitadas, ou se torna mais centralizado, ou reduz o intervalo de geração de blocos, aumentando a capacidade dos blocos, a segurança geralmente diminui.

Vantagens: mantém a maioria das características básicas da blockchain, geralmente resolve o problema da Turing completude, as taxas de transação são significativamente reduzidas e, até certo ponto, expande a capacidade da camada de rede. Casos de construção são abundantes, a implementação técnica é relativamente fácil, a migração de aplicações de camada superior é conveniente e é uma forma mais rápida de realização.

Em termos gerais, devido às limitações de expansão, deve haver muitos projetos baseados em uma estrutura de cadeia de segunda camada, onde pode existir uma ou mais segundas camadas para cada setor vertical, e cada projeto precisa completar a construção da sua própria segunda camada característica, atendendo a certas demandas de aplicação. O seu valor é determinado pelo número de aplicações e pelo valor total dessas aplicações.

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2.2 Construção de camada dois baseada em sistemas distribuídos

Algumas construções de segunda camada são baseadas em sistemas distribuídos. Neste esquema, a estrutura e o framework da segunda camada não são estruturas de blockchain, mas sim um sistema distribuído baseado em Channel. A Lightning Network é um exemplo típico.

Um sistema distribuído é composto por um conjunto finito de processos e um conjunto finito de canais Channel. O canal referido aqui é o conceito de canal de nível superior, como os canais de pagamento na Lightning Network, canais de mensagens no Nostr, e não o conceito de canal técnico de nível inferior em redes distribuídas.

A construção de segunda camada baseada em distribuído é dividida em duas categorias:

(1) Apenas completa a transferência de valor, semelhante à Lightning Network;

(2) tanto completa a transferência de valor como a tecnologia Turing completa, como RGB.

A construção da segunda camada baseada em distribuição, devido à transferência de valor, enfrenta muitos desafios que vão além da simples transmissão de mensagens, como a capacidade total de valor dentro do canal, a rigorosidade das transações e a impossibilidade de reutilização, entre outros problemas que superam a dificuldade da transmissão de mensagens. Portanto, o desenvolvimento desse tipo de construção da segunda camada não é tão rápido quanto o da construção da segunda camada baseada em cadeia, e há poucos casos maduros.

Se quisermos realizar cálculos Turing completos em uma segunda camada como esta, ou seja, estabelecer um sistema de máquina virtual Turing completo sobre o Channel, será mais difícil. O protocolo RGB realiza cálculos Turing completos em sistemas distribuídos através da validação do cliente e do fechamento em uma única vez.

A construção de segunda camada baseada em sistemas distribuídos no Bitcoin já possui casos, incluindo: Lightning Network, RGB. De acordo com os padrões amplos de construção de segunda camada, o Nostr também pertence à construção de segunda camada de sistemas distribuídos do mecanismo Channel?

Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em sistemas distribuídos:

Vantagens: o sistema é mais descentralizado, a rede de segunda camada pode acomodar inúmeros nós, a privacidade e a capacidade de resistência à censura são melhores, possui escalabilidade ilimitada e, teoricamente, um desempenho muito alto.

Desvantagens: a implementação técnica é complexa, os algoritmos de roteamento em sistemas distribuídos massivos, bem como os algoritmos de divisão e encapsulamento de valor, são bastante complicados. Em comparação com a transmissão de informações, ainda falta experiência de implementação e infraestrutura na transmissão de valor. Implementar um sistema Turing completo em tais sistemas é um grande desafio.

Em termos gerais, uma camada dois baseada na estrutura distribuída de canais geralmente terá apenas alguns projetos paralelos, principalmente devido à sua capacidade de expansão ilimitada e à grande dificuldade técnica de implementação. Esse tipo de sistema exige um design e uma filosofia mais abertos, capazes de acomodar mais pessoas e equipes envolvidas.

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2.3 Construção de segunda camada baseada em sistemas centralizados

Estruturas de índice centralizadas como Ordinals, ou certos indexadores de nós funcionais, são também estruturas centralizadas, sendo uma forma de construção de camada dois. No entanto, essa abordagem de construção é pouco reconhecida, pois a camada dois é excessivamente centralizada, limitando muito a expansão da rede de camada um. Essa construção de camada dois com estrutura centralizada depende de várias características fundamentais das blockchains da camada um, onde a camada dois serve apenas como algumas funções simples de cálculo e estatísticas. Às vezes, a camada dois parece ser uma existência temporária, que pode ser substituída por outra camada dois a qualquer momento, e sua importância parece não ser tão alta. Mas, do ponto de vista On-Chain e Off-Chain, e considerando qualquer coisa que possa aumentar a capacidade da rede de camada um, essa estrutura centralizada é também uma forma de expansão de camada dois.

Além dos Ordinals, quais são as outras exchanges centralizadas que têm exemplos desse sistema.

Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada em sistemas centralizados:

Vantagens: o sistema centralizado é muito maduro, com inúmeros casos de uso e soluções de otimização, completamente Turing completo e com desempenho excepcional.

Desvantagens: extrema centralização da segunda camada, todas as características fundamentais da blockchain dependem da rede de primeira camada.

De uma forma geral, é provável que haja menos projetos na segunda camada baseada em estrutura centralizada, ou mesmo que existam apenas em fases. Após a maturação e aperfeiçoamento das estruturas distribuídas baseadas em cadeia e canais, a maioria das construções de segunda camada em estruturas centralizadas irá desaparecer, ou apenas restarão algumas segundas camadas centralizadas para cenários especiais. Na fase atual, devido ao sistema centralizado ser muito maduro, na situação em que é possível gravar dados na cadeia base, isso atende bem aos cenários de dados On-Chain e cálculos Off-Chain, sendo o modelo mais fácil de implementar nas aplicações iniciais do ecossistema Bitcoin, sendo amplamente utilizado.

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Comentário
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WhaleSurfervip
· 08-09 09:19
btc camada dois tem que se esforçar, senão vai dar errado.
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BagHolderTillRetirevip
· 08-07 07:35
Segundo andar, isso realmente tem potencial.
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IronHeadMinervip
· 08-07 07:34
Os velhos mineiros de poder de computação estão a subir, se não subir é só especulação.
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governance_ghostvip
· 08-07 07:34
Quem ainda se lembra de há três anos, quando ninguém jogava L2?
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FundingMartyrvip
· 08-07 07:31
A segunda camada corre tanto, ainda é o Bitcoin que consegue.
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