Какие существуют решения второго уровня для Биткойна

По мере того как популярность Биткойна продолжает расти, его первоначальный дизайн, поддерживающий только семь транзакций в секунду, часто испытывает трудности с масштабируемостью. Это приводит к увеличению комиссий и замедлению времени транзакций. Для борьбы с этими проблемами были разработаны решения второго уровня (L2) для Биткойна. Эти решения улучшают сеть Биткойна, обрабатывая транзакции вне основной блокчейна, тем самым увеличивая пропускную способность транзакций, сохраняя при этом безопасность и позволяя использовать новые функции, такие как смарт-контракты.

Используйте мультимонетное приложение Bitcoin.com Wallet, которому доверяют миллионы пользователей для безопасной и легкой отправки, получения, покупки, продажи, обмена, использования и управления Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Ether (ETH) и самыми популярными криптовалютами, включая токены ERC-20 на Ethereum, Polygon, Avalanche и BNB Smart Chain.

Содержание

Что такое решения второго уровня для биткоина?

Решения второго уровня для биткоина (Bitcoin L2s) — это вторичные протоколы, построенные на основной блокчейн-сети биткоина. Их цель — решить проблемы масштабируемости, улучшить скорость транзакций и снизить комиссии. Некоторые L2 также вводят возможности умных контрактов, расширяя потенциальные случаи использования биткоина. Создавая отдельный уровень исполнения, эти решения обрабатывают транзакции вне цепочки и используют основную блокчейн-сеть только для окончательного урегулирования.

Основные различия между решениями второго уровня для биткоина и эфириума

Биткоин и эфириум, хотя оба используют решения второго уровня, фундаментально различаются из-за своих базовых архитектур:

Наследование безопасности: L2-решения эфириума наследуют безопасность непосредственно от основной сети эфириума через активных валидаторов. В отличие от этого, L2 для биткоина полагаются на собственные протоколы безопасности, так как они не имеют прямого участия валидаторов основной сети биткоина.

Проверка транзакций: L2 для эфириума используют продвинутые методы верификации, такие как доказательства мошенничества и доказательства с нулевым разглашением, которых у биткоина в настоящее время нет. Это ограничивает сложность L2-решений, которые могут быть построены на биткоине по сравнению с эфириумом.

Функциональность смарт-контрактов: Эфириум изначально был разработан для поддержки смарт-контрактов, тогда как биткоин нет. Таким образом, L2 для биткоина часто стремятся добавить эту возможность, расширяя функциональность за пределы простых переводов стоимости.

Уровни урегулирования: L2 для биткоина урегулируют транзакции на блокчейне биткоина, используя его консенсус proof-of-work для безопасности. L2 для эфириума, с другой стороны, урегулируют на основной сети эфириума, которая использует консенсусную модель proof-of-stake.

Почему нужны решения второго уровня для биткоина?

Необходимость в решениях второго уровня для биткоина возникает из-за ограничений базового уровня биткоина:

Масштабируемость и пропускная способность: Базовый уровень биткоина способен обрабатывать только около семи транзакций в секунду, что приводит к перегрузке и высоким комиссиям в периоды пиковых нагрузок. L2-решения предлагают способ масштабирования без ущерба для безопасности биткоина.

Высокие комиссии: Высокие комиссии за транзакции, которые достигали более $120 в некоторые периоды пиковых нагрузок, делают небольшие транзакции непрактичными. L2-решения помогают снизить эти комиссии.

Возможности смарт-контрактов: Базовый уровень биткоина не имеет развитой функциональности смарт-контрактов, что необходимо для децентрализованных приложений (dApps) и платформ децентрализованных финансов (DeFi).

Разблокировка капитала: Значительная часть капитала биткоина остается неиспользованной, так как он в основном является средством хранения ценности. L2-решения стремятся разблокировать этот капитал, позволяя более быстрые транзакции и инновационные приложения.

Как работают решения второго уровня для биткоина

Сеть блокчейна состоит из двух слоев: слоя исполнения, который обрабатывает транзакции, и слоя консенсуса, который проверяет и утверждает эти транзакции. L2 для биткоина развивают отдельный слой исполнения для обработки транзакций вне цепочки, которые затем передаются в слой консенсуса биткоина для окончательного урегулирования.

Обычные подходы к решениям второго уровня для биткоина включают:

Каналы состояния: Используемые Lightning Network, каналы состояния позволяют двум сторонам проводить многочисленные транзакции вне цепочки. Только окончательное состояние записывается на блокчейн, что увеличивает скорость и снижает расходы.

Сайдчейны: Работая как отдельные блокчейны, привязанные к биткоину, такие сайдчейны, как Liquid Network, позволяют быстрее проводить транзакции и добавлять дополнительные функции, периодически урегулируя их на основной цепочке биткоина.

Rollups: Эти решения объединяют несколько внецепочных транзакций в одну транзакцию, создавая криптографическое доказательство валидности, которое отправляется на блокчейн биткоина для урегулирования.

Каналы состояния

Каналы состояния, такие как используемые в Lightning Network, позволяют двум сторонам совершать неограниченное количество транзакций с биткоином вне цепочки, без записи каждой транзакции на основную блокчейн-сеть биткоина. Этот подход значительно увеличивает скорость транзакций и снижает затраты.

Для открытия канала две стороны блокируют определенное количество биткоинов на адресе с мультиподписью (multisig) на блокчейне биткоина. Адрес с мультиподписью на биткоине — это тип адреса, который требует от нескольких человек авторизовать и подписать транзакцию, а не только одного. Они соглашаются на начальное распределение биткоинов между собой для этого канала. После открытия канала стороны могут совершать неограниченное количество транзакций вне цепочки, обмениваясь подписанными данными транзакций для обновления своих соответствующих балансов биткоинов в текущем состоянии канала. Эти транзакции не транслируются в сеть биткоина в процессе.

Когда они завершают транзакции, две стороны подписывают и транслируют окончательное состояние канала на блокчейн биткоина. Это окончательное состояние отражает последнее согласованное распределение биткоинов между двумя сторонами. Условия мультиподписи выполняются, позволяя фондам быть перераспределенными в соответствии с окончательными балансами.

Сайдчейны

Сайдчейны биткоина, такие как Liquid Network, работают на отдельных блокчейнах, привязанных к биткоину. Эти сайдчейны используют собственные механизмы консенсуса, позволяя быстрее проводить транзакции и добавлять дополнительные функции, периодически передавая и завершая транзакции на основной цепочке биткоина. Вот как работают сайдчейны биткоина:

Двусторонняя привязка: Основная технология, позволяющая переносить активы между основной цепочкой биткоина и сайдчейном, называется "двусторонняя привязка". Чтобы переместить активы с основной цепочки биткоина на сайдчейн, пользователь сначала блокирует свои биткоины на специальном адресе выхода на блокчейне биткоина, отправив транзакцию. Это действие фактически иммобилизует биткоины на основной цепочке. Сайдчейн затем обнаруживает это событие блокировки и отвечает, чеканя и выпуская эквивалентное количество токенов на сайдчейне, часто называемых sBTC (sidechain BTC), представляющих заблокированные биткоины с основной цепочки. Оказавшись на сайдчейне, пользователи могут свободно переводить и использовать эти токены для различных целей, таких как транзакции и смарт-контракты, пользуясь более быстрым и более эффективным механизмом консенсуса сайдчейна. Чтобы вернуть активы на основную цепочку биткоина, пользователь сжигает или уничтожает токены сайдчейна. Это событие сжигания обнаруживается основной цепочкой, которая затем выпускает изначально заблокированные биткоины обратно на адрес пользователя на основной цепочке.

Федерация/Валидаторы: Чтобы безопасно управлять и проверять процесс двусторонней привязки, сайдчейны используют федерацию или группу валидаторов. Эта федерация выполняет несколько критических функций. Федерация или группа валидаторов играет важную роль в управлении и обеспечении безопасности процесса двусторонней привязки между основной цепочкой и сайдчейном. Они контролируют блокировку и разблокировку активов на обеих цепочках, обеспечивая точную запись транзакций. Они также проверяют, что количество перемещенных активов соответствует на обеих сторонах, предотвращая такие проблемы, как двойное расходование. Эта федерация может управляться доверенными сторонами, скриптами с мультиподписью или смарт-контрактами, все из которых работают для поддержания целостности и безопасности процесса переноса активов.

Независимый консенсус: Отличительной чертой сайдчейнов является их независимый механизм консенсуса, который работает отдельно от основной цепочки биткоина. Эта независимость позволяет сайдчейнам внедрять пользовательские параметры блока, включая различное время блокировки, размеры блоков и пропускную способность транзакций, оптимизированных для их конкретных случаев использования. Они используют уникальные алгоритмы консенсуса, такие как Proof-of-Authority (PoA) или Delegated Proof-of-Stake (DpoS), которые могут быть более эффективными или подходящими для целей сайдчейна. Кроме того, сайдчейны вводят продвинутые функции, такие как смарт-контракты, улучшения конфиденциальности и другие решения для масштабируемости, которые не доступны на основной цепочке биткоина.

Rollups

Rollups второго уровня для биткоина работают, перемещая исполнение транзакций и данные с основной блокчейн-сети биткоина на отдельную rollup-цепь или слой, при этом все еще привязываясь к биткоину для доступности данных и консенсуса.

Ключевые механизмы, вовлеченные в технологию rollup, включают исполнение транзакций на rollup-цепи, сжатие данных и привязку к первому слою биткоина. Пользователи отправляют транзакции для исполнения на rollup-цепи, а не непосредственно на блокчейн биткоина. Rollup-цепь обрабатывает эти транзакции, обновляя балансы счетов соответственно. После обработки множества транзакций вне цепочки, rollup сжимает или "сворачивает" данные транзакций в компактное криптографическое доказательство или обязательство, которое представляет чистый эффект всех этих транзакций на состояние. Это сжатое доказательство затем периодически отправляется на блокчейн биткоина как одна транзакция. Смарт-контракт или механизм проверки на первом слое биткоина может эффективно проверять и применять переход состояния, представленный доказательством rollup.

Однако rollups на биткоине сталкиваются с ключевой проблемой, так как базовый слой биткоина не может нативно проверять криптографические доказательства или обязательства, создаваемые системами rollup. Существует несколько подходов, которые исследуются для внедрения rollups на биткоине, включая суверенные rollups и расширение скрипта биткоина.

Суверенные rollups используют биткоин как слой доступности данных без полагания на него для доказательств валидности. Эти rollups работают независимо, обрабатывая транзакции вне цепочки и публикуя только сжатые данные транзакций на биткоине. Они управляют собственными механизмами консенсуса и средами исполнения транзакций вне цепочки, используя биткоин для привязки и хранения сжатых данных rollup. Для перемещения активов, таких как BTC, в и из rollup, используется децентрализованная система привязки, такая как sBTC, полагающаяся на децентрализованную группу подписантов, а не на базовый слой биткоина.

Расширение языка скриптов биткоина и опкодов для включения валидности rollups позволяет базовому слою биткоина проверять и обеспечивать переходы состояния rollup. Это, вероятно, потребует обновления soft-fork биткоина для добавления новых опкодов, таких как OP_CAT или WTC, для лучшей программируемости.

Преимущества решений второго уровня для биткоина

Первый слой биткоина, хотя и известен своей безопасностью и децентрализацией, страдает от нескольких ограничений производительности. Транзакции на основной цепочке биткоина занимают около 10 минут для подтверждения, не имеют функциональности смарт-контрактов и часто сопровождаются высокими комиссиями из-за перегрузки сети. Чтобы решить эти проблемы, были разработаны решения второго уровня для биткоина, предоставляя ряд улучшений, которые значительно улучшают удобство использования и функциональность сети биткоина.

Масштабируемость: Одним из самых значительных преимуществ решений второго уровня для биткоина является их способность значительно увеличивать пропускную способность сети. Обрабатывая транзакции вне основной блокчейн-сети, проекты второго уровня могут обрабатывать гораздо больший объем транзакций в секунду по сравнению с базовым слоем биткоина. Это разгружает основную цепочку, что приводит к более плавной и эффективной работе сети. Повышенная масштабируемость имеет решающее значение для широкого внедрения биткоина для повседневных транзакций и высокочастотной торговли.

Низкие комиссии за транзакции: Поскольку транзакции второго уровня не требуют записи всех данных транзакции на блокчейне биткоина, они значительно сокращают объем данных, которые необходимо хранить. Это приводит к снижению комиссий за транзакции, делая микротранзакции и другие переводы на небольшие суммы экономически выгодными. Пользователи получают выгоду от сниженных затрат, что особенно важно для таких приложений, как переводы и микроплатежи, где высокие комиссии могут быть запретительными.

Быстрые подтверждения: Решения второго уровня предлагают почти мгновенные подтверждения транзакций, что резко контрастирует со средним временем блока в 10 минут на основной цепочке биткоина. Это быстрое время подтверждения необходимо для случаев использования, требующих быстрой урегулировки, таких как транзакции на точках продаж и онлайн-коммерция. Возможность достижения более быстрых подтверждений улучшает пользовательский опыт и расширяет спектр практических приложений для биткоина.

Улучшенная конфиденциальность: Некоторые реализации второго уровня обеспечивают улучшенные функции конфиденциальности. Техники, такие как луковичная маршрутизация и анонимность платежных каналов, затрудняют отслеживание транзакций, предлагая пользователям более высокий уровень конфиденциальности.

Возможности смарт-контрактов: Некоторые проекты второго уровня для биткоина позволяют использовать функциональность смарт-контрактов поверх биткоина. Это дополнение открывает новые случаи использования, включая децентрализованные приложения и протоколы defi.

Унаследованная безопасность: Решения второго уровня в определенной степени получают свою безопасность от базовой блокчейн-сети биткоина. Привязывая транзакции к надежному и децентрализованному консенсусу proof-of-work биткоина, сети второго уровня могут извлечь выгоду из огромной вычислительной мощности, которая защищает сеть биткоина.

Проблемы решений второго уровня для биткоина

Несмотря на их преимущества, сети второго уровня для биткоина сталкиваются с проблемами, особенно в безопасном соединении между биткоином и сетями второго уровня, а также в скорости и способности урегулировать доказательства на сети биткоина. Мосты могут быть уязвимы для рисков безопасности, и улучшения в скорости и стоимости урегулирования необходимы для будущей масштабируемости.

Некоторые из крупнейших проблем, с которыми сталкиваются решения второго уровня для биткоина, включают:

Безопасное соединение между биткоином и сетями второго уровня: Сети второго уровня для биткоина, такие как сайдчейны, используют мосты для соединения с основной цепочкой биткоина. Эти мосты работают, блокируя активы на биткоине и чеканя эквивалентные токены на цепи второго уровня. Однако эта конструкция соединения имеет риски безопасности и проблемы с пользовательским опытом. Многие взломы криптовалют и потери произошли из-за уязвимостей в межцепочных мостах.

Скорость и стоимость урегулирования на сети биткоина: Хотя решения второго уровня обрабатывают транзакции вне цепочки, в конечном итоге они должны урегулировать окончательное состояние на основной цепочке биткоина. Скорость и стоимость этого процесса урегулирования на базовом слое биткоина являются значительными факторами, влияющими на эффективность сетей второго уровня.

Поддержание безопасности без прямой проверки биткоина: В отличие от L2 для эфириума, где валидаторы проверяют транзакции второго уровня, L2 для биткоина не полностью наследуют безопасность от узлов биткоина, которые проверяют транзакции. L2 для биткоина должны полагаться на собственные независимые протоколы безопасности, что делает сложным достижение того же уровня безопасности, что и у базового слоя биткоина.

Повышенные риски централизации: Некоторые решения L2 требуют установки платежных каналов и узлов ретрансляции или запуска собственного механизма консенсуса. Это может привести к концентрации контроля в руках нескольких субъектов, что потенциально подрывает децентрализованные принципы биткоина.

Технические сложности и проблемы интеграции: Интеграция решений второго уровня с существующей инфраструктурой биткоина связана с значительными техническими сложностями, такими как обеспечение совместимости, поддержание стандартов безопасности и достижение

Переведите следующий текст с английского на русский: /best-crypto-today/)

Биткойн в коммерции и образе жизни

Конференции и события по Биткойну

Airdrop и открытие Биткойна

Азартные игры и казино в Биткойне

Как работают транзакции биткойнов?

Поймите, как публичный блокчейн Биткоина отслеживает владение с течением времени. Получите ясность по ключевым терминам, таким как публичные и частные ключи, входы и выходы транзакций, время подтверждения и многое другое.

Читать статью →

Как работают транзакции биткойнов?

Что такое сайдчейны?

Узнайте о различных типах сайдчейнов, их преимуществах и недостатках, а также о том, для чего они используются. Получите основные сведения о ключевых проектах сайдчейнов.

Читать статью →