• Home
• Get Started
• Bitcoin Layer 2 Solutions

Co jsou Bitcoin Layer-2 řešení?

Jak Bitcoin nadále roste na popularitě, jeho původní návrh, který podporuje pouze sedm transakcí za sekundu, často zápasí se škálovatelností. To vede k vyšším poplatkům a pomalejším časům transakcí. K řešení těchto výzev byly vyvinuty Bitcoin Layer Two (L2) řešení. Tato řešení zlepšují Bitcoinovou síť zpracováním transakcí mimo hlavní blockchain, čímž zvyšují propustnost transakcí při zachování bezpečnosti a umožňují nové funkce jako chytré kontrakty.

Použijte multichainovou Bitcoin.com Wallet aplikaci, které důvěřují miliony uživatelů pro bezpečné a snadné odesílání, přijímání, nákup, prodej, obchodování, používání a správu Bitcoinu (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Etheru (ETH) a nejpopulárnějších kryptoměn, včetně ERC-20 tokenů na Ethereum, Polygon, Avalanche a BNB Smart Chain.

Co jsou řešení druhé vrstvy Bitcoinu?

Řešení druhé vrstvy Bitcoinu (Bitcoin L2s) jsou sekundární protokoly postavené na hlavním blockchainu Bitcoinu. Jejich účelem je řešit problémy se škálovatelností, zlepšit rychlost transakcí a snížit poplatky. Některé L2 také zavádějí schopnosti chytrých kontraktů, rozšiřujíc tak potenciální způsoby využití Bitcoinu. Tím, že vytvářejí samostatnou vrstvu pro provádění transakcí, tyto řešení zpracovávají transakce mimo hlavní blockchain a používají ho pouze pro konečné vyrovnání.

Klíčové rozdíly mezi řešeními druhé vrstvy Bitcoinu a Etherea

Bitcoin a Ethereum, přestože oba používají řešení druhé vrstvy, se zásadně liší kvůli své základní architektuře:

Dědictví bezpečnosti: Řešení druhé vrstvy Etherea přímo dědí bezpečnost z hlavní sítě Etherea prostřednictvím aktivních validátorů. Naopak, L2s Bitcoinu se spoléhají na vlastní bezpečnostní protokoly, protože nejsou přímo zapojeny validátory hlavní sítě Bitcoinu.

Ověřování transakcí: Ethereum L2s využívají pokročilé metody ověřování jako důkazy o podvodu a důkazy nulového poznání, které Bitcoin v současnosti postrádá. To omezuje složitost L2-řešení, která lze na Bitcoinu vybudovat ve srovnání s Ethereem.

Funkce chytrých kontraktů: Ethereum bylo navrženo tak, aby podporovalo chytré kontrakty nativně, zatímco Bitcoin nebyl. Proto L2s Bitcoinu často usilují o přidání této schopnosti, čímž zlepšují jeho funkčnost nad rámec jednoduchých převodů hodnot.

Vrstva vyrovnání: L2s Bitcoinu vyrovnávají transakce na blockchainu Bitcoinu, využívajíc jeho konsensus proof-of-work pro bezpečnost. Na druhou stranu, Ethereum L2s vyrovnávají na hlavní síti Etherea, která používá model konsensu proof-of-stake.

Proč jsou řešení druhé vrstvy Bitcoinu potřeba?

Potřeba řešení druhé vrstvy Bitcoinu vychází z omezení základní vrstvy Bitcoinu:

Škálovatelnost a propustnost: Základní vrstva Bitcoinu dokáže zpracovat pouze asi sedm transakcí za sekundu, což vede k přetížení a vysokým poplatkům během špiček. L2-řešení nabízejí způsob, jak škálovat bez kompromitování bezpečnosti Bitcoinu.

Vysoké poplatky: Vysoké transakční poplatky, které během několika období špičkového přetížení dosáhly přes 120 dolarů, činí malé transakce nepraktickými. L2-řešení pomáhají tyto poplatky snížit.

Schopnosti chytrých kontraktů: Základní vrstva Bitcoinu postrádá pokročilé funkce chytrých kontraktů, které jsou nezbytné pro decentralizované aplikace (dApps) a decentralizované finance (DeFi) platformy.

Odemčení kapitálu: Významné množství kapitálu Bitcoinu zůstává nevyužité, protože je primárně uchovatelem hodnoty. L2-řešení se snaží odemknout tento kapitál umožněním rychlejších transakcí a inovativních aplikací.

Jak fungují řešení druhé vrstvy Bitcoinu

Blockchainová síť se skládá ze dvou vrstev: vrstva pro provádění, která zpracovává transakce, a konsenzuální vrstva, která tyto transakce ověřuje a schvaluje. L2s Bitcoinu vyvíjejí samostatnou vrstvu pro provádění transakcí mimo hlavní blockchain, které jsou pak předloženy konsenzuální vrstvě Bitcoinu pro konečné vyrovnání.

Běžné přístupy k řešením druhé vrstvy Bitcoinu zahrnují:

Stavové kanály: Používané Lightning Network, stavové kanály umožňují dvěma stranám provádět nespočet transakcí mimo blockchain. Pouze konečný stav je zaznamenán na blockchainu, což zvyšuje rychlost a snižuje náklady.

Sidechainy: Fungující jako samostatné blockchainy připojené k Bitcoinu, sidechainy jako Liquid Network umožňují rychlejší transakce a další funkce, periodicky vyrovnávají na hlavní síti Bitcoinu.

Rollupy: Tyto balíčky více transakcí mimo blockchain do jedné transakce, vytvářejí kryptografický důkaz platnosti, který je předložen blockchainu Bitcoinu pro vyrovnání.

Stavové kanály

Stavové kanály, jako ty používané v Lightning Network, umožňují dvěma stranám provádět neomezený počet transakcí Bitcoinu mimo blockchain, aniž by každá transakce byla zaznamenána na hlavním blockchainu Bitcoinu. Tento přístup výrazně zvyšuje rychlost transakcí a snižuje náklady.

K otevření kanálu dvě strany uzamknou určité množství Bitcoinu do multi-signature (multisig) adresy na blockchainu Bitcoinu. Multisig adresa na Bitcoinu je typ adresy, která vyžaduje, aby více lidí autorizovalo a podepsalo transakci, spíše než jen jeden. Dohodnou se na počátečním rozdělení Bitcoinu mezi sebou pro tento kanál. Jakmile je kanál otevřen, strany mohou provádět neomezený počet transakcí mimo blockchain, vyměňovat si podepsaná transakční data k aktualizaci svých příslušných Bitcoinových zůstatků v aktuálním stavu kanálu. Tyto transakce nejsou během tohoto procesu vysílány do sítě Bitcoinu.

Když skončí s transakcemi, dvě strany podepíší a vysílají konečný stav kanálu na blockchain Bitcoinu. Tento konečný stav odráží nejnovější dohodnuté rozdělení Bitcoinu mezi oběma stranami. Podmínky multi-signature jsou splněny, což umožňuje přerozdělení prostředků podle konečných zůstatků.

Sidechainy

Sidechainy Bitcoinu, jako je Liquid Network, fungují na samostatných blockchainech, které jsou připojeny k Bitcoinu. Tyto sidechainy využívají vlastní konsenzuální mechanismy, umožňují rychlejší transakce a další funkce, zatímco periodicky přenášejí a finalizují transakce na hlavní síti Bitcoinu. Tady je, jak fungují sidechainy Bitcoinu:

Dvoustranný peg: Základní technologie, která umožňuje přesun aktiv mezi hlavním chainem Bitcoinu a sidechainem, se nazývá "dvoustranný peg". K přesunu aktiv z hlavního chainu Bitcoinu na sidechain uživatel nejprve uzamkne své bitcoiny do speciální výstupní adresy na blockchainu Bitcoinu odesláním transakce. Tato akce efektivně immobilizuje bitcoiny na hlavním chainu. Sidechain pak detekuje tuto událost uzamčení a reaguje tím, že razí a uvolňuje ekvivalentní množství tokenů na sidechainu, často nazývaných sBTC (sidechain BTC), reprezentujících uzamčené bitcoiny z hlavního chainu. Jakmile jsou na sidechainu, uživatelé mohou volně převádět a využívat tyto tokeny pro různé účely, jako jsou transakce a chytré kontrakty, s výhodou rychlejšího a efektivnějšího konsenzuálního mechanismu sidechainu. K navrácení aktiv na hlavní chain Bitcoinu uživatel spálí nebo zničí tokeny sidechainu. Tato událost spálení je detekována hlavním chainem, který pak uvolňuje původně uzamčené bitcoiny zpět na uživatelovu adresu na hlavním chainu.

Federace/validátoři: K bezpečnému řízení a validaci procesu dvoustranného pegu sidechainy zaměstnávají federaci nebo skupinu validátorů. Tato federace vykonává několik kritických funkcí. Federace nebo skupina validátorů hraje klíčovou roli v řízení a zabezpečení procesu dvoustranného pegu mezi hlavním chainem a sidechainem. Monitorují uzamčení a uvolnění aktiv na obou chainech, zajišťující, že transakce jsou přesně zaznamenány. Také validují, že množství přesunutých aktiv odpovídá na obou stranách, čímž se předchází problémům, jako je dvojí útrata. Tato federace může být provozována důvěryhodnými stranami, multi-signature skripty nebo chytrými kontrakty, které všechny pracují na udržení integrity a bezpečnosti procesu převodu aktiv.

Nezávislý konsenzus: Definující vlastností sidechainů je jejich nezávislý konsenzuální mechanismus, který funguje odděleně od hlavního chainu Bitcoinu. Tato nezávislost umožňuje sidechainům implementovat vlastní parametry bloku, včetně různých časů bloku, velikostí bloku a propustnosti transakcí optimalizovaných pro jejich specifické použití. Využívají unikátní konsenzuální algoritmy jako Proof-of-Authority (PoA) nebo Delegated Proof-of-Stake (DpoS), které mohou být efektivnější nebo vhodnější pro účely sidechainu. Navíc sidechainy zavádějí pokročilé funkce jako chytré kontrakty, vylepšení soukromí a další řešení škálovatelnosti, které nejsou nativně dostupné na hlavním chainu Bitcoinu.

Rollupy

Rollupy druhé vrstvy Bitcoinu fungují přesunutím provádění transakcí a dat z hlavního blockchainu Bitcoinu na samostatný rollupový chain nebo vrstvu, zatímco stále ukotvují data dostupnosti a konsenzu k Bitcoinu.

Klíčové mechanismy zahrnuté v technologii rollupů zahrnují provádění transakcí na rollupovém chainu, kompresi dat a ukotvení k první vrstvě Bitcoinu. Uživatelé předkládají transakce k provedení na rollupovém chainu, spíše než přímo na blockchainu Bitcoinu. Rollupový chain tyto transakce zpracovává, aktualizujíc odpovídajícím způsobem zůstatky účtů. Po zpracování mnoha transakcí mimo chain rollup komprimuje nebo "rolluje" transakční data do kompaktního kryptografického důkazu nebo závazku, který představuje čistý efekt všech těchto transakcí na stav. Tento komprimovaný důkaz je pak periodicky předkládán blockchainu Bitcoinu jako jediná transakce. Chytrý kontrakt nebo ověřovací mechanismus na první vrstvě Bitcoinu může efektivně ověřit a aplikovat stavovou změnu reprezentovanou důkazem rollupu.

Nicméně, rollupy na Bitcoinu čelí klíčové výzvě, protože základní vrstva Bitcoinu postrádá schopnost nativně ověřovat kryptografické důkazy nebo závazky produkované systémy rollupu. Existuje několik přístupů, které se zkoumají k umožnění rollupů na Bitcoinu, včetně suverénních rollupů a rozšíření skriptu Bitcoinu.

Suverénní rollupy používají Bitcoin jako vrstvu dostupnosti dat bez spoléhání na něj pro důkazy platnosti. Tyto rollupy fungují nezávisle, zpracovávají transakce mimo chain a zveřejňují pouze komprimovaná transakční data na Bitcoinu. Řídí vlastní konsenzuální mechanismy a prostředí pro provádění transakcí mimo chain, používají Bitcoin k ukotvení a uložení komprimovaných dat rollupu. K přesunu aktiv jako BTC do a z rollupu se používá decentralizovaný peg systém, jako je sBTC, spoléhající na decentralizovanou skupinu signatářů, spíše než na základní vrstvu Bitcoinu.

Rozšíření skriptovacího jazyka Bitcoinu a opkódů k umožnění platnostních rollupů umožňuje základní vrstvě Bitcoinu ověřovat a prosazovat stavové přechody rollupu. To by s největší pravděpodobností vyžadovalo soft-fork upgrade Bitcoinu k přidání nových opkódů jako OP_CAT nebo WTC pro lepší programovatelnost.

Výhody řešení druhé vrstvy Bitcoinu

První vrstva Bitcoinu, ačkoliv je známá svou bezpečností a decentralizací, trpí několika výkonnostními omezeními. Transakce na hlavním chainu Bitcoinu trvají přibližně 10 minut k potvrzení, postrádají funkci chytrých kontraktů a často zahrnují vysoké transakční poplatky kvůli přetížení sítě. K řešení těchto výzev byla vyvinuta řešení druhé vrstvy Bitcoinu, poskytující řadu vylepšení, která výrazně zlepšují použitelnost a funkčnost sítě Bitcoinu.

Škálovatelnost: Jednou z nejvýznamnějších výhod řešení druhé vrstvy Bitcoinu je jejich schopnost dramaticky zvýšit kapacitu transakcí sítě. Zpracováváním transakcí mimo hlavní blockchain mohou projekty druhé vrstvy zpracovat mnohem vyšší objem transakcí za sekundu ve srovnání se základní vrstvou Bitcoinu. Toto odlehčení redukuje přetížení hlavního chainu, což vede k plynulejším a efektivnějším operacím sítě. Zvýšená škálovatelnost je klíčová pro široké přijetí Bitcoinu pro každodenní transakce a vysokofrekvenční obchodování.

Nižší transakční poplatky: Jelikož transakce druhé vrstvy nevyžadují, aby všechna transakční data byla zaznamenána na blockchainu Bitcoinu, výrazně snižují množství dat, která je třeba uložit. To vede k nižším transakčním poplatkům, což činí mikrotransakce a další malé převody ekonomicky životaschopnými. Uživatelé těží z nižších nákladů, což je obzvláště důležité pro aplikace jako remitence a mikroplatby, kde vysoké poplatky mohou být prohibitivní.

Rychlejší potvrzení: Řešení druhé vrstvy nabízejí téměř okamžité potvrzení transakcí, což je v ostrém kontrastu s 10minutovým průměrným časem bloku na hlavním chainu Bitcoinu. Tento rychlý čas potvrzení je zásadní pro případy použití vyžadující rychlé vyrovnání, jako jsou transakce na místě prodeje a online obchodování. Schopnost dosáhnout rychlejšího potvrzení zlepšuje uživatelský zážitek a rozšiřuje škálu praktických aplikací pro Bitcoin.

Vylepšené soukromí: Některé implementace druhé vrstvy poskytují vylepšené funkce soukromí. Techniky jako onion routing a anonymita platebních kanálů činí transakce obtížněji sledovatelnými, nabízejíc uživatelům vyšší úroveň soukromí.

Schopnosti chytrých kontraktů: Některé projekty druhé vrstvy Bitcoinu umožňují funkce chytrých kontraktů nad Bitcoinem. Tento přírůstek odemyká nové případy použití, včetně dApps a defi protokolů.

Děděná bezpečnost: Řešení druhé vrstvy odvozují určitou úroveň své bezpečnosti z podkladového blockchainu Bitcoinu. Tím, že ukotvují transakce k robustnímu a decentralizovanému konsensu proof-of-work Bitcoinu, mohou sítě druhé vrstvy těžit z masivního výpočetního výkonu, který zajišťuje síť Bitcoinu.

Výzvy řešení druhé vrstvy Bitcoinu

Přestože mají své výhody, sítě druhé vrstvy Bitcoinu čelí