I takt med at Bitcoin bliver stadig mere populært, har dets oprindelige design, der kun understøtter syv transaktioner i sekundet, ofte problemer med skalerbarheden. Dette medfører højere gebyrer og længere transaktionstider. For at imødegå disse udfordringer er der udviklet Bitcoin Layer Two (L2)-løsninger. Disse løsninger forbedrer Bitcoin-netværket ved at behandle transaktioner uden for den primære blockchain, hvilket øger transaktionskapaciteten, samtidig med at sikkerheden opretholdes og nye funktioner som smarte kontrakter muliggøres.
Brug multichain Bitcoin.com Wallet-appen, som millioner af mennesker stoler på til sikkert og nemt at sende, modtage, købe, sælge, handle, bruge og administrere Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Ether (ETH) og de mest populære kryptovalutaer, herunder ERC-20-tokens på Ethereum, Polygon, Avalanche og BNB Smart Chain.
Hvad er Bitcoin-lag-2-løsninger?
Bitcoin-lag-2-løsninger (Bitcoin L2'er) er sekundære protokoller, der er bygget oven på den primære Bitcoin-blockchain. Formålet er at løse skalerbarhedsproblemer, øge transaktionshastigheden og sænke gebyrerne. Nogle L2'er introducerer også smartkontrakt muligheder, hvilket udvider Bitcoins anvendelsesmuligheder. Ved at oprette et separat eksekveringslag behandler disse løsninger transaktioner uden for blockchainen og bruger kun hovedblockchainen til den endelige afregning.
De vigtigste forskelle mellem Bitcoin- og Ethereum-Layer-2-løsninger
Selvom både Bitcoin og Ethereum anvender layer-2-løsninger, adskiller de sig fundamentalt på grund af deres underliggende arkitekturer:
Arv af sikkerhedsindstillinger: Ethereums L2-løsninger arver sikkerheden direkte fra Ethereums hovednet via aktive validatorer. Derimod er Bitcoins L2-løsninger afhængige af deres egne sikkerhedsprotokoller, da de ikke har direkte inddragelse af validatorer fra Bitcoins hovednet.
Transaktionsbekræftelse: Ethereums L2-løsninger anvender avancerede verifikationsmetoder som f.eks. svindelbeviser og nulviden-beviser, som Bitcoin i øjeblikket ikke har. Dette begrænser kompleksiteten af de L2-løsninger, der kan udvikles på Bitcoin, sammenlignet med Ethereum.
Funktionalitet i smartkontrakter: Ethereum blev udviklet med indbygget understøttelse af smarte kontrakter, hvilket ikke var tilfældet for Bitcoin. Derfor har Bitcoin-L2-løsninger ofte til formål at tilføje denne funktion, så Bitcoin kan tilbyde mere end blot simple pengeoverførsler.
Bosættelseslag: Bitcoin L2-løsninger afvikler transaktioner på Bitcoin-blockchain og udnytter dens proof-of-work-konsensus til at sikre sikkerheden. Ethereum L2-løsninger afvikler derimod transaktioner på Ethereums mainnet, som anvender en proof-of-stake-konsensusmodel.
Hvorfor er der brug for Bitcoin-Layer-2-løsninger?
Behovet for Bitcoin-lag-2-løsninger skyldes begrænsningerne i Bitcoins basislag:
Skalerbarhed og gennemstrømning: Bitcoins basislag kan kun håndtere omkring syv transaktioner i sekundet, hvilket fører til overbelastning og høje gebyrer i spidsbelastningsperioder. L2-løsninger giver mulighed for at skalere uden at gå på kompromis med Bitcoins sikkerhed.
Høje gebyrer: Høje transaktionsgebyrer, som i perioder med stor overbelastning har nået over 120 dollar, gør små transaktioner upraktiske. L2-løsninger bidrager til at reducere disse gebyrer.
Funktioner i smartkontrakter: Bitcoins basislag mangler avancerede smart contract-funktioner, hvilket er afgørende for decentraliserede applikationer (dApps) og decentraliseret finansiering (DeFi) platforme.
Frigørelse af kapital: En betydelig del af Bitcoins kapital forbliver uudnyttet, da den primært fungerer som en værdiopbevaringsform. L2-løsninger har til formål at frigøre denne kapital ved at muliggøre hurtigere transaktioner og innovative anvendelser.
Sådan fungerer Bitcoin-Layer-2-løsninger
Et blockchain-netværk består af to lag: eksekveringslaget, der behandler transaktioner, og konsensuslaget, der validerer og godkender disse transaktioner. Bitcoin L2-løsninger udvikler et separat eksekveringslag til at håndtere transaktioner uden for blockchainen, som derefter sendes til Bitcoin-konsensuslaget til endelig afregning.
Blandt de mest almindelige tilgange til Bitcoin Layer 2-løsninger kan nævnes:
Statlige kanaler: Anvendes af Lightning Network… gør state channels det muligt for to parter at gennemføre en lang række transaktioner uden for blockchainen. Kun den endelige status registreres på blockchainen, hvilket øger hastigheden og reducerer omkostningerne.
Sidekæder: Sidechains som Liquid Network fungerer som separate blockchains, der er knyttet til Bitcoin, og muliggør hurtigere transaktioner og yderligere funktioner, idet de med jævne mellemrum afregnes på Bitcoins hovedkæde.
Oversigter: Disse samler flere off-chain-transaktioner i én enkelt transaktion og skaber dermed et kryptografisk bevis på gyldigheden, som sendes til Bitcoin-blockchain med henblik på afregning.
Statlige kanaler
Offentlige kanaler, såsom dem, der anvendes i Lightning Network, gør det muligt for to parter at gennemføre et ubegrænset antal Bitcoin-transaktioner uden for blockchainen, uden at hver enkelt transaktion registreres på den primære Bitcoin-blockchain. Denne fremgangsmåde øger transaktionshastigheden betydeligt og reducerer omkostningerne.
For at åbne en kanal låser de to parter en bestemt mængde Bitcoin fast i en multisignatur (multisig) adresse på Bitcoin-blockchain. En multisig-adresse på Bitcoin er en type adresse, der kræver, at flere personer godkender og underskriver en transaktion, i stedet for blot én. De bliver enige om den indledende fordeling af Bitcoin mellem sig til denne kanal. Når kanalen er åben, kan parterne foretage et ubegrænset antal off-chain-transaktioner og udveksle underskrevne transaktionsdata for at opdatere deres respektive Bitcoin-saldi i kanalens aktuelle tilstand. Disse transaktioner sendes ikke til Bitcoin-netværket under denne proces.
Når transaktionen er afsluttet, underskriver de to parter og sender kanalens endelige status til Bitcoin-blockchain. Denne endelige status afspejler den seneste aftalte fordeling af Bitcoin mellem de to parter. Betingelserne for multisignatur er opfyldt, hvilket gør det muligt at omfordele midlerne i overensstemmelse med de endelige saldi.
Sidekæder
Bitcoin-sidekæder, såsom Liquid Network, fungerer på separate blokkæder, der er koblet til Bitcoin. Disse sidekæder anvender deres egne konsensusmekanismer, hvilket muliggør hurtigere transaktioner og yderligere funktioner, samtidig med at de med jævne mellemrum videresender og afslutter transaktioner på Bitcoins hovedkæde. Sådan fungerer Bitcoin-sidekæder:
Tovejs-knage: Den grundlæggende teknologi, der muliggør overførsel af aktiver mellem Bitcoins hovedkæde og en sidekæde, kaldes »two-way peg«. For at flytte aktiver fra Bitcoins hovedkæde til en sidekæde låser brugeren først sine bitcoins fast på en særlig output-adresse på Bitcoin-blockchain ved at sende en transaktion. Denne handling immobiliserer effektivt bitcoins på hovedkæden. Sidekæden registrerer derefter denne låsning og reagerer ved at præge og frigive et tilsvarende beløb af tokens på sidekæden, ofte benævnt sBTC (sidechain BTC), som repræsenterer de låste bitcoins fra hovedkæden. Når de er på sidekæden, kan brugerne frit overføre og anvende disse tokens til forskellige formål, såsom transaktioner og smarte kontrakter, og dermed drage fordel af sidekædens hurtigere og mere effektive konsensusmekanisme. For at returnere aktiver til Bitcoin-hovedkæden brænder eller ødelægger brugeren sidekædetokens. Denne brændingshændelse registreres af hovedkæden, som derefter frigiver de oprindeligt låste bitcoins tilbage til brugerens adresse på hovedkæden.
Forbund/Valideringsinstanser: For at administrere og validere den tovejs-peg-proces på en sikker måde anvender sidechains en sammenslutning eller en gruppe af validatorer. Denne sammenslutning varetager flere vigtige funktioner. Føderationen eller gruppen af validatorer spiller en afgørende rolle i styringen og sikringen af den tovejs-peg-proces mellem hovedkæden og sidekæden. De overvåger låsning og oplåsning af aktiver på begge kæder og sikrer, at transaktioner registreres nøjagtigt. De validerer også, at mængden af flyttede aktiver stemmer overens på begge sider, hvilket forhindrer problemer såsom dobbeltforbrug. Denne føderation kan drives af betroede parter, multisignatur-scripts eller smarte kontrakter, som alle arbejder for at opretholde integriteten og sikkerheden i aktivoverførselsprocessen.
Uafhængig konsensus: Et afgørende kendetegn ved sidechains er deres uafhængige konsensusmekanisme, som fungerer adskilt fra Bitcoins hovedkæde. Denne uafhængighed gør det muligt for sidechains at implementere tilpassede blokparametre, herunder forskellige blokintervaller, blokstørrelser og transaktionskapacitet, der er optimeret til deres specifikke anvendelsesformål. De anvender unikke konsensusalgoritmer såsom Proof-of-Authority (PoA) eller Delegated Proof-of-Stake (DpoS), som kan være mere effektive eller velegnede til sidekædens formål. Derudover introducerer sidechains avancerede funktioner som smart contracts, forbedringer af privatlivsbeskyttelsen og andre skalerbarhedsløsninger, der ikke er tilgængelige på Bitcoin-hovedkæden.
Rollups
Bitcoin-lag-2-rollups fungerer ved at flytte transaktionsudførelse og data fra den primære Bitcoin-blockchain til en separat rollup-kæde eller et separat lag, samtidig med at de forbliver forankret i Bitcoin for at sikre datatilgængelighed og konsensus.
De centrale mekanismer i rollup-teknologien omfatter transaktionsudførelse på rollup-kæden, datakomprimering og forankring til Bitcoins første lag. Brugere indsender transaktioner, der skal udføres på rollup-kæden i stedet for direkte på Bitcoin-blockchain. Rollup-kæden behandler disse transaktioner og opdaterer kontosaldoerne i overensstemmelse hermed. Efter at have behandlet mange transaktioner off-chain komprimerer rollup-kæden eller "ruller" transaktionsdataene sammen til et kompakt kryptografisk bevis eller en forpligtelse, som repræsenterer den samlede effekt af alle disse transaktioner på tilstanden. Dette komprimerede bevis indsendes derefter periodisk til Bitcoin-blockchain som en enkelt transaktion. En smart kontrakt eller verifikationsmekanisme på Bitcoins lag 1 kan effektivt validere og anvende den tilstandsovergang, der repræsenteres af rollup-beviset.
Rollups på Bitcoin står dog over for en væsentlig udfordring, da det underliggende Bitcoin-lag ikke har mulighed for indbygget at verificere de kryptografiske beviser eller forpligtelser, som rollup-systemerne genererer. Der undersøges i øjeblikket flere forskellige tilgange til at muliggøre rollups på Bitcoin, herunder suveræne rollups og en udvidelse af Bitcoin-script.
Sovereign rollups bruger Bitcoin som et lag til datatilgængelighed uden at være afhængige af det til gyldighedsbeviser. Disse rollups fungerer uafhængigt, idet de behandler transaktioner uden for blockchainen og kun offentliggør komprimerede transaktionsdata på Bitcoin. De administrerer deres egne konsensusmekanismer og miljøer til transaktionsudførelse uden for blockchainen og bruger Bitcoin til at forankre og gemme de komprimerede rollup-data. For at flytte aktiver som BTC ind og ud af rollup'en anvendes et decentraliseret peg-system, såsom sBTC, der er afhængigt af en decentraliseret gruppe af underskrivere frem for Bitcoins basislag.
Ved at udvide Bitcoins script-sprog og opkoder for at muliggøre validitetsrollups kan Bitcoins basislag verificere og håndhæve rollupens tilstandsovergange. Dette vil sandsynligvis kræve en soft-fork-opgradering til Bitcoin for at tilføje nye opkoder som OP_CAT eller WTC med henblik på bedre programmerbarhed.
Fordelene ved Bitcoin-lag-2-løsninger
Bitcoins lag 1 er kendt for sin sikkerhed og decentralisering, men lider under en række begrænsninger i ydeevnen. Transaktioner på Bitcoins hovedkæde tager omkring 10 minutter at bekræfte, mangler smart-contract-funktionalitet og medfører ofte høje transaktionsgebyrer på grund af overbelastning af netværket. For at imødegå disse udfordringer er der udviklet Bitcoin-lag-to-løsninger, der tilbyder en række forbedringer, som væsentligt øger brugervenligheden og funktionaliteten af Bitcoin-netværket.
Skalerbarhed: En af de største fordele ved Bitcoin-lag-2-løsninger er deres evne til at øge netværkets transaktionskapacitet markant. Ved at behandle transaktioner uden for hovedblockchainet kan lag-2-projekter håndtere et langt større antal transaktioner pr. sekund sammenlignet med Bitcoins basislag. Denne aflastning mindsker overbelastningen på hovedkæden, hvilket resulterer i en mere smidig og effektiv netværksdrift. Den øgede skalerbarhed er afgørende for en bredere anvendelse af Bitcoin til daglige transaktioner og højfrekvent handel.
Lavere transaktionsgebyrer: Da transaktioner på lag 2 ikke kræver, at alle transaktionsdata registreres på Bitcoin-blockchain, reducerer de mængden af data, der skal lagres, betydeligt. Dette medfører lavere transaktionsgebyrer, hvilket gør mikrotransaktioner og andre overførsler af mindre beløb økonomisk rentable. Brugerne drager fordel af de lavere omkostninger, hvilket er særligt vigtigt for anvendelsesområder som pengeoverførsler og mikrobetalinger, hvor høje gebyrer kan være en hindring.
Hurtigere bekræftelser: Layer-2-løsninger tilbyder næsten øjeblikkelige transaktionsbekræftelser, hvilket står i skarp kontrast til den gennemsnitlige bloktid på 10 minutter på Bitcoins hovedkæde. Denne hurtige bekræftelsestid er afgørende for anvendelsesscenarier, der kræver hurtig afvikling, såsom transaktioner i fysiske butikker og onlinehandel. Muligheden for at opnå hurtigere bekræftelser forbedrer brugeroplevelsen og udvider udvalget af praktiske anvendelsesmuligheder for Bitcoin.
Forbedret privatlivsbeskyttelse: Nogle implementeringer på lag 2 tilbyder forbedrede privatlivsfunktioner. Teknikker som onion routing og anonymitet via betalingskanaler gør det sværere at spore transaktioner, hvilket giver brugerne et højere niveau af privatlivsbeskyttelse.
Funktioner i smartkontrakter: Visse Bitcoin-lag-2-projekter muliggør smart contract-funktionalitet oven på Bitcoin. Denne tilføjelse åbner op for nye anvendelsesmuligheder, herunder dApps og DeFi-protokoller.
Arvet sikkerhed: Layer-2-løsninger henter en del af deres sikkerhed fra den underliggende Bitcoin-blockchain. Ved at forankre transaktionerne i Bitcoins robuste og decentraliserede proof-of-work-konsensus kan Layer-2-netværk drage fordel af den enorme regnekraft, der sikrer Bitcoin-netværket.
Udfordringer ved Bitcoin-Layer-2-løsninger
På trods af deres fordele står Bitcoin L2-netværk over for en række udfordringer, især hvad angår sikker broforbindelse mellem Bitcoin og L2-netværk samt hastigheden og muligheden for at afregne transaktioner på Bitcoin-netværket. Broforbindelser kan være udsat for sikkerhedsrisici, og der er behov for forbedringer af afregningshastigheden og omkostningerne for at sikre fremtidig skalerbarhed.
Nogle af de største udfordringer for Bitcoin L2-løsninger er blandt andet:
Sikker broforbindelse mellem Bitcoin og L2-netværk: Bitcoin L2-netværk som sidechains bruger broer til at forbinde sig med Bitcoins hovedkæde. Disse broer fungerer ved at låse aktiver fast på Bitcoin og udstede tilsvarende tokens på L2-kæden. Denne brokonstruktion medfører dog sikkerhedsrisici og problemer med brugeroplevelsen. Der har været mange hack-angreb og tab af kryptovalutaer som følge af sårbarheder i broer mellem kæder.
Transaktionshastighed og omkostninger på Bitcoin-netværket: Selvom L2-løsninger behandler transaktioner uden for blockchainen, skal den endelige status i sidste ende afregnes på Bitcoins hovedkæde. Hastigheden og omkostningerne ved denne afregningsproces på Bitcoins basislag er væsentlige faktorer, der påvirker effektiviteten af L2-netværk.
Sikring af sikkerheden uden direkte validering af Bitcoin: I modsætning til Ethereum L2-løsninger, hvor validatorer verificerer L2-transaktioner, arver Bitcoin L2-løsninger ikke fuldt ud sikkerheden fra Bitcoins noder, som validerer transaktionerne. Bitcoin L2-løsninger er nødt til at basere sig på deres egne uafhængige sikkerhedsprotokoller, hvilket gør det udfordrende at opnå samme sikkerhedsniveau som Bitcoins basislag.
Risici ved øget centralisering: Nogle L2-løsninger kræver, at der oprettes betalingskanaler og relænoder, eller at der drives en egen konsensusmekanisme. Dette kan føre til, at kontrollen koncentreres hos nogle få aktører, hvilket potentielt kan underminere Bitcoins decentraliserede principper.
Tekniske kompleksiteter og integrationsudfordringer: Integrationen af L2-løsninger i Bitcoins eksisterende infrastruktur indebærer betydelige tekniske udfordringer, såsom at sikre kompatibilitet, opretholde sikkerhedsstandarder og opnå enighed i fællesskabet om foreslåede opdateringer.
Vigtige Bitcoin-Layer-2-projekter
I takt med at Bitcoin fortsætter med at udvikle sig, er der opstået en række Layer-2-projekter, der har til formål at løse problemerne med skalerbarhed, effektivitet og funktionalitet. Her er nogle af de mest fremtrædende Bitcoin L2-projekter, der i øjeblikket præger landskabet:
1. Lightning Network Lightning Network er uden tvivl den mest kendte Layer-2-løsning til Bitcoin. Den bruger state channels til at muliggøre transaktioner uden for blockchainen mellem to parter. Dette muliggør næsten øjeblikkelige og billige transaktioner, hvilket forbedrer Bitcoins anvendelighed i hverdagen betydeligt betalinger.
Vigtigste funktioner:
- Transaktioner uden for blokkæden
- Lave gebyrer
- Øjeblikkelig afvikling af betalinger
- Bedre privatlivsbeskyttelse via onion-routing
Læs "Hvad er Lightning Network?" i vores Læringscenter for at få en mere indgående viden om Bitcoin Lightning Network.
2. Liquid NetworkLiquid Network, udviklet af Blockstream, er en Bitcoin-sidekæde, der er designet til hurtige og fortrolige transaktioner. Den gør det muligt at udstede og overføre aktiver, herunder Bitcoin og stablecoins, med lavere gebyrer og hurtigere afregningstider sammenlignet med den primære Bitcoin-blockchain.
Vigtigste funktioner:
- Tovejs-kobling til overførsel af Bitcoin
- Fortrolige transaktioner
- Udstedelse og forvaltning af aktiver
- Hurtige afregningstider
3. GrundstammeRootstock er en Ethereum Virtual Machine (EVM)-kompatibel Bitcoin-sidekæde, der anvender Proof-of-Work-konsensus og merged mining. Den giver Bitcoin-brugere mulighed for at låse BTC og udstede RBTC, hvilket udvider Bitcoins funktionalitet med avancerede smart contract-funktioner.
Vigtigste funktioner:
- Funktionalitet i smarte kontrakter
- Tovejs-kobling med Bitcoin
- Kompatibel med Ethereums programmeringssprog Solidity
- Forbedret sikkerhed takket være Bitcoins hashrate
4. StakkeStacks er en unik Layer-2-løsning, der integreres med Bitcoin-blockchain for at muliggøre smarte kontrakter, decentraliserede applikationer og digitale aktiver. Den anvender en ny konsensusmekanisme kaldet Proof of Transfer (PoX), der forankres i Bitcoin af sikkerhedsmæssige årsager. Stacks Network integrerer desuden et indbygget token, Stacks (STX).
Vigtigste funktioner:
- Smarte kontrakter
- Proof of Transfer (PoX)-konsensus
- Decentraliserede applikationer
- Integration med Bitcoins sikkerhedsmodel
5. Wrapped Bitcoin (WBTC) på EthereumWrapped Bitcoin (WBTC) er en Layer-2-løsning, der forbinder Bitcoin med Ethereum. Den giver brugerne mulighed for at omdanne deres BTC til et ERC-20-token, hvilket gør det muligt at bruge Bitcoin i Ethereums DeFi-økosystem.
Vigtigste funktioner:
- Forbinder Bitcoin med Ethereum
- Gør det muligt at bruge Bitcoin i DeFi-applikationer
- Kompatibilitet med ERC-20-tokens
