Vzhľadom na to, že popularita bitcoinu neustále rastie, jeho pôvodná architektúra, ktorá podporuje len sedem transakcií za sekundu, často naráža na problémy so škálovateľnosťou. To vedie k vyšším poplatkom a pomalším transakčným časom. Na riešenie týchto výziev boli vyvinuté riešenia Bitcoin Layer Two (L2). Tieto riešenia vylepšujú sieť Bitcoin spracovaním transakcií mimo hlavného blockchainu, čím zvyšujú priepustnosť transakcií pri zachovaní bezpečnosti a umožňujú nové funkcie, ako sú inteligentné zmluvy.
Použite Multichain Aplikácia peňaženky Bitcoin.com, ktorému milióny ľudí dôverujú, že im umožní bezpečne a jednoducho posielať, prijímať, kupovať, predávať, obchodovať, používať a spravovať bitcoiny (BTC), Bitcoin Cash (BCH), ether (ETH) a najpopulárnejšie kryptomeny, vrátane tokenov ERC-20 na sieťach Ethereum, Polygon, Avalanche a BNB Smart Chain.
Čo sú riešenia druhej vrstvy pre Bitcoin?
Riešenia druhej vrstvy bitcoinu (Bitcoin L2) sú sekundárne protokoly postavené na hlavnom blockchainu bitcoinu. Ich cieľom je riešiť problémy so škálovateľnosťou, zvýšiť rýchlosť transakcií a znížiť poplatky. Niektoré riešenia L2 tiež zavádzajú inteligentná zmluva možnosti, čím rozširujú potenciálne oblasti využitia bitcoinu. Vytvorením samostatnej vrstvy na spracovanie transakcií tieto riešenia spracúvajú transakcie mimo reťazca a hlavný blockchain využívajú iba na konečné zúčtovanie.
Kľúčové rozdiely medzi riešeniami druhej vrstvy pre Bitcoin a Ethereum
Bitcoin a Ethereum síce obe využívajú riešenia druhej vrstvy, zásadne sa však líšia vďaka svojej základnej architektúre:
Dedičnosť bezpečnostných nastavení: Riešenia L2 v sieti Ethereum zdedili bezpečnosť priamo z hlavnej siete Ethereum prostredníctvom aktívnych validátorov. Naopak, riešenia L2 v sieti Bitcoin sa spoliehajú na svoje vlastné bezpečnostné protokoly, keďže sa na nich priamo nepodieľajú validátori hlavnej siete Bitcoin.
Overenie transakcie: L2 riešenia na Ethereu využívajú pokročilé metódy overovania, ako sú dôkazy o podvode a dôkazy s nulovou znalosťou, ktoré v súčasnosti v Bitcoine chýbajú. To obmedzuje zložitosť L2 riešení, ktoré je možné vytvoriť na Bitcoine v porovnaní s Ethereum.
Funkcie inteligentných zmlúv: Ethereum bolo navrhnuté tak, aby prirodzene podporovalo inteligentné zmluvy, zatiaľ čo Bitcoin nie. Preto sa riešenia Bitcoin L2 často zameriavajú na pridanie tejto schopnosti, čím rozširujú jeho funkčnosť nad rámec jednoduchých prevodov hodnôt.
Úrovne osídlenia: Bitcoinové L2 vykonávajú zúčtovanie transakcií na blockchainu bitcoinu, pričom z hľadiska bezpečnosti využívajú konsenzus typu „proof-of-work“. Ethereumové L2 naopak vykonávajú zúčtovanie v hlavnej sieti Ethereum, ktorá používa konsenzuálny model typu „proof-of-stake“.
Prečo sú potrebné riešenia druhej vrstvy pre Bitcoin?
Potreba riešení druhej vrstvy pre Bitcoin vyplýva z obmedzení základnej vrstvy Bitcoinu:
Škálovateľnosť a priepustnosť: Základná vrstva bitcoinu dokáže spracovať len približne sedem transakcií za sekundu, čo v čase najväčšej záťaže vedie k preťaženiu siete a vysokým poplatkom. Riešenia L2 ponúkajú spôsob, ako dosiahnuť škálovateľnosť bez ohrozenia bezpečnosti bitcoinu.
Vysoké poplatky: Vysoké transakčné poplatky, ktoré počas niekoľkých období najväčšieho preťaženia dosiahli viac ako 120 dolárov, robia malé transakcie nepraktickými. Riešenia L2 pomáhajú tieto poplatky znížiť.
Funkcie inteligentných zmlúv: Základnej vrstve bitcoinu chýbajú pokročilé funkcie inteligentných zmlúv, ktoré sú nevyhnutné pre decentralizované aplikácie (dApps) a decentralizované financie (DeFi) platformy.
Uvoľnenie kapitálu: Značná časť kapitálu v bitcoinoch zostáva nevyužitá, keďže slúži predovšetkým ako uchovávateľ hodnoty. Riešenia L2 majú za cieľ tento kapitál sprístupniť tým, že umožnia rýchlejšie transakcie a inovatívne aplikácie.
Ako fungujú riešenia druhej vrstvy pre Bitcoin
Blockchainová sieť sa skladá z dvoch vrstiev: vykonávacej vrstvy, ktorá spracováva transakcie, a konsenzuálnej vrstvy, ktorá tieto transakcie overuje a schvaľuje. L2 riešenia pre Bitcoin vytvárajú samostatnú vykonávaciu vrstvu na spracovanie transakcií mimo reťazca, ktoré sa následne odosielajú do konsenzuálnej vrstvy bitcoinu na konečné zúčtovanie.
Medzi bežné prístupy k riešeniam druhej vrstvy bitcoinu patria:
Štátne kanály: Používa sa v Lightning Network, štátne kanály umožňujú dvom stranám uskutočňovať množstvo transakcií mimo reťazca. V blockchainu sa zaznamenáva iba konečný stav, čo zvyšuje rýchlosť a znižuje náklady.
Vedľajšie reťazce: Bočné reťazce, ako je napríklad Liquid Network, fungujú ako samostatné blockchainy naviazané na Bitcoin a umožňujú rýchlejšie transakcie a ďalšie funkcie, pričom sa pravidelne zúčtovávajú v hlavnej reťazi Bitcoinu.
Zhrnutia: Tieto transakcie zlučujú viacero off-chain transakcií do jednej transakcie, čím vytvárajú kryptografický dôkaz platnosti, ktorý sa odosiela do blockchainu bitcoinu na vyúčtovanie.
Štátne kanály
Štátne kanály, ako napríklad tie, ktoré sa používajú v Lightning Network, umožňujú dvom stranám uskutočňovať neobmedzený počet bitcoinových transakcií mimo reťazca, bez toho, aby sa každá transakcia zaznamenávala v hlavnom bitcoinovom blockchainu. Tento prístup výrazne zvyšuje rýchlosť transakcií a znižuje náklady.
Na otvorenie kanála obe strany zablokujú určitú sumu bitcoinu v viacnásobný podpis (multisig) adresa v blockchainu bitcoinu. Multisig adresa v sieti bitcoinu je typ adresy, pri ktorej je na autorizáciu a podpísanie transakcie potrebný súhlas viacerých osôb, nie len jednej. Tieto osoby sa dohodnú na počiatočnom rozdelení bitcoinov medzi seba pre tento kanál. Po otvorení kanála môžu strany uskutočňovať neobmedzený počet transakcií mimo reťazca, pričom si vymieňajú podpísané transakčné údaje s cieľom aktualizovať svoje príslušné zostatky v bitcoinoch v aktuálnom stave kanála. Tieto transakcie sa počas tohto procesu neprenášajú do siete bitcoinu.
Po dokončení transakcie obe strany podpíšu a odošlú konečný stav kanála do blockchainu bitcoinu. Tento konečný stav odráža najnovšie dohodnuté rozdelenie bitcoinov medzi oboma stranami. Podmienky viacnásobného podpisu sú splnené, čo umožňuje prerozdelenie prostriedkov podľa konečných zostatkov.
Vedľajšie reťazce
Bočné reťazce bitcoinu, ako napríklad sieť Liquid Network, fungujú na samostatných blockchainoch, ktoré sú viazané na bitcoin. Tieto bočné reťazce využívajú vlastné konsenzuálne mechanizmy, čo umožňuje rýchlejšie transakcie a ďalšie funkcie, pričom pravidelne prenášajú a finalizujú transakcie v hlavnej reťazi bitcoinu. Takto fungujú bočné reťazce bitcoinu:
Obousmerný kolík: Základná technológia, ktorá umožňuje presun aktív medzi hlavným reťazcom bitcoinu a vedľajším reťazcom, sa nazýva „obojsmerné viazanie“. Ak chce používateľ presunúť aktíva z hlavného reťazca bitcoinu do vedľajšieho reťazca, najprv uzamkne svoje bitcoiny na špeciálnej výstupnej adrese v blockchainu bitcoinu odoslaním transakcie. Táto akcia efektívne zablokuje bitcoiny v hlavnom reťazci. Vedľajší reťazec následne zistí túto udalosť uzamknutia a reaguje vytvorením a uvoľnením ekvivalentného množstva tokenov vo vedľajšom reťazci, často označovaných ako sBTC (sidechain BTC), ktoré reprezentujú uzamknuté bitcoiny z hlavného reťazca. Akonáhle sa tokeny nachádzajú v bočnom reťazci, používatelia ich môžu voľne prevádzať a využívať na rôzne účely, ako sú transakcie a inteligentné zmluvy, pričom využívajú rýchlejší a efektívnejší konsenzuálny mechanizmus bočného reťazca. Na vrátenie aktív do hlavného reťazca bitcoinu používateľ spáli alebo zničí tokeny vedľajšieho reťazca. Túto udalosť spálenia zaznamená hlavný reťazec, ktorý následne uvoľní pôvodne uzamknuté bitcoiny späť na adresu používateľa v hlavnom reťazci.
Federácia/Validátori: Na bezpečné riadenie a overovanie procesu obojsmerného viazania využívajú vedľajšie reťazce federáciu alebo skupinu validátorov. Táto federácia plní niekoľko kľúčových funkcií. Federácia alebo skupina validátorov zohráva kľúčovú úlohu pri spravovaní a zabezpečení procesu obojsmerného viazania medzi hlavným reťazcom a vedľajším reťazcom. Monitorujú uzamknutie a odomknutie aktív v oboch reťazcoch, čím zabezpečujú, že transakcie sú presne zaznamenané. Overujú tiež, či sa množstvo presunutých aktív zhoduje na oboch stranách, čím zabraňujú problémom, ako je dvojité utratenie. Túto federáciu môžu prevádzkovať dôveryhodné strany, skripty s viacerými podpismi alebo inteligentné zmluvy, pričom všetky tieto prvky prispievajú k zachovaniu integrity a bezpečnosti procesu prevodu aktív.
Nezávislý konsenzus: Charakteristickým rysom vedľajších reťazcov je ich nezávislý konsenzuálny mechanizmus, ktorý funguje oddelene od hlavnej reťaze bitcoinu. Táto nezávislosť umožňuje vedľajším reťazcom implementovať vlastné parametre blokov, vrátane rôznych časov tvorby blokov, veľkostí blokov a priepustnosti transakcií optimalizovaných pre ich konkrétne prípady použitia. Využívajú jedinečné konsenzuálne algoritmy, ako sú Proof-of-Authority (PoA) alebo Delegated Proof-of-Stake (DpoS), ktoré môžu byť efektívnejšie alebo vhodnejšie pre účely daného vedľajšieho reťazca. Okrem toho bočné reťazce prinášajú pokročilé funkcie, ako sú inteligentné zmluvy, vylepšenia v oblasti ochrany súkromia a ďalšie riešenia škálovateľnosti, ktoré nie sú priamo dostupné v hlavnej reťazi bitcoinu.
Zhrnutia
Rollupy druhej vrstvy v sieti Bitcoin fungujú tak, že presúvajú vykonávanie transakcií a údaje z hlavného blockchainu Bitcoinu do samostatného rollupového reťazca alebo vrstvy, pričom naďalej zostávajú ukotvené v sieti Bitcoin, aby bola zabezpečená dostupnosť údajov a konsenzus.
Kľúčové mechanizmy technológie rollup zahŕňajú vykonávanie transakcií v reťazci rollup, kompresiu dát a ukotvenie voči prvej vrstve bitcoinu. Používatelia odosielajú transakcie na vykonanie v reťazci rollup, a nie priamo v blockchainu bitcoinu. Reťazec rollup spracováva tieto transakcie a zodpovedajúcim spôsobom aktualizuje zostatky na účtoch. Po spracovaní mnohých transakcií mimo reťazca rollup komprimuje alebo „zhrnie“ transakčné údaje do kompaktného kryptografického dôkazu alebo záväzku, ktorý predstavuje čistý vplyv všetkých týchto transakcií na stav. Tento komprimovaný dôkaz sa potom pravidelne odosiela do blockchainu bitcoinu ako jediná transakcia. Inteligentná zmluva alebo overovací mechanizmus v prvej vrstve bitcoinu môže efektívne overiť a uplatniť prechod stavu reprezentovaný dôkazom rollupu.
Rollupy na bitcoine však čelia kľúčovej výzve, keďže základná vrstva bitcoinu nedokáže priamo overovať kryptografické dôkazy alebo záväzky generované systémami rollupov. V súčasnosti sa skúma niekoľko prístupov, ktoré by mali umožniť fungovanie rollupov na bitcoine, vrátane suverénnych rollupov a rozšírenia skriptu bitcoinu.
Sovereign rollupy využívajú Bitcoin ako vrstvu dostupnosti údajov, pričom sa naň nespoliehajú pri overovaní platnosti. Tieto rollupy fungujú nezávisle, spracúvajú transakcie mimo reťazca a na Bitcoine zverejňujú iba komprimované údaje o transakciách. Spravujú si vlastné konsenzuálne mechanizmy a prostredia na vykonávanie transakcií mimo reťazca, pričom Bitcoin využívajú na ukotvenie a ukladanie komprimovaných údajov rollupu. Na presun aktív, ako je BTC, do a z rollupu sa používa decentralizovaný systém viazania, napríklad sBTC, ktorý sa spolieha na decentralizovanú skupinu signatárov namiesto základnej vrstvy bitcoinu.
Rozšírenie skriptovacieho jazyka a operačných kódov bitcoinu s cieľom umožniť rollupy s overením platnosti umožňuje základnej vrstve bitcoinu overovať a vynucovať prechody stavu rollupu. To by s najväčšou pravdepodobnosťou vyžadovalo aktualizácia typu soft-fork do Bitcoinu s cieľom pridať nové operačné kódy, ako sú OP_CAT alebo WTC, pre lepšiu programovateľnosť.
Výhody riešení druhej vrstvy pre Bitcoin
Prvá vrstva bitcoinu, hoci je známa svojou bezpečnosťou a decentralizáciou, trpí viacerými obmedzeniami výkonu. Potvrdenie transakcií v hlavnom reťazci bitcoinu trvá približne 10 minút, chýba im funkčnosť inteligentných zmlúv a často sú spojené s vysokými transakčnými poplatkami v dôsledku preťaženia siete. Na riešenie týchto výziev boli vyvinuté riešenia druhej vrstvy bitcoinu, ktoré poskytujú rad vylepšení, ktoré výrazne zlepšujú použiteľnosť a funkčnosť siete bitcoinu.
Škálovateľnosť: Jednou z najvýznamnejších výhod riešení druhej vrstvy bitcoinu je ich schopnosť výrazne zvýšiť transakčnú kapacitu siete. Vďaka spracovávaniu transakcií mimo hlavného blockchainu dokážu projekty druhej vrstvy spracovať oveľa vyšší objem transakcií za sekundu v porovnaní so základnou vrstvou bitcoinu. Toto odbremenenie znižuje preťaženie hlavného reťazca, čo vedie k plynulejšiemu a efektívnejšiemu fungovaniu siete. Zvýšená škálovateľnosť je kľúčová pre široké prijatie bitcoinu pri každodenných transakciách a vysokofrekvenčnom obchodovaní.
Nižšie transakčné poplatky: Keďže transakcie na druhej vrstve nevyžadujú zaznamenanie všetkých transakčných údajov do blockchainu bitcoinu, výrazne znižujú množstvo údajov, ktoré je potrebné uložiť. To vedie k nižším transakčným poplatkom, vďaka čomu sú mikrotransakcie a iné prevody malých súm ekonomicky rentabilné. Užívatelia ťažia z nižších nákladov, čo je obzvlášť dôležité pre aplikácie, ako sú prevody peňazí a mikroplatby, kde môžu byť vysoké poplatky prekážkou.
Rýchlejšie potvrdenia: Riešenia druhej vrstvy ponúkajú takmer okamžité potvrdenia transakcií, čo je v ostrom kontraste s priemernou dobou vytvorenia bloku v hlavnom reťazci bitcoinu, ktorá je 10 minút. Táto rýchla doba potvrdenia je nevyhnutná pre prípady použitia, ktoré vyžadujú rýchle zúčtovanie, ako sú transakcie v predajniach a online obchodovanie. Schopnosť dosiahnuť rýchlejšie potvrdenia zlepšuje používateľský zážitok a rozširuje spektrum praktických aplikácií bitcoinu.
Vylepšené zabezpečenie súkromia: Niektoré implementácie druhej vrstvy ponúkajú vylepšené funkcie na ochranu súkromia. Techniky, ako je onion routing a anonymita platobných kanálov, sťažujú sledovanie transakcií a poskytujú používateľom vyššiu úroveň súkromia.
Funkcie inteligentných zmlúv: Niektoré projekty druhej vrstvy bitcoinu umožňujú využívanie inteligentných zmlúv v rámci bitcoinu. Toto rozšírenie otvára nové možnosti využitia, vrátane dAppov a protokolov DeFi.
Dedičná bezpečnosť: Riešenia druhej vrstvy čerpajú časť svojej bezpečnosti z podkladového blockchainu bitcoinu. Vďaka prepojeniu transakcií s robustným a decentralizovaným konsenzom typu „proof-of-work“ bitcoinu môžu siete druhej vrstvy ťažiť z obrovského výpočtového výkonu, ktorý zabezpečuje sieť bitcoinu.
Výzvy spojené s riešeniami druhej vrstvy bitcoinu
Napriek svojim výhodám čelia siete Bitcoin L2 viacerým výzvam, najmä pokiaľ ide o bezpečné prepojenie medzi sieťami Bitcoin a L2, ako aj o rýchlosť a schopnosť zúčtovať dôkazy v sieti Bitcoin. Prepojenia môžu byť náchylné na bezpečnostné riziká a pre budúcu škálovateľnosť sú potrebné zlepšenia v rýchlosti a nákladoch na zúčtovanie.
Medzi najväčšie výzvy, ktorým čelia riešenia Bitcoin L2, patria:
Bezpečné prepojenie medzi sieťami Bitcoin a L2: Bitcoinové siete L2, ako sú sidechainy, využívajú mosty na prepojenie s hlavným reťazcom bitcoinu. Tieto mosty fungujú tak, že uzamknú aktíva v bitcoine a vytvoria ekvivalentné tokeny v reťazci L2. Takáto konštrukcia mostov však so sebou prináša bezpečnostné riziká a problémy s používateľským zážitkom. Mnohé hackerské útoky a straty kryptomien vznikli práve v dôsledku zraniteľností v medzireťazcových mostoch.
Rýchlosť a náklady na potvrdenie transakcie v sieti Bitcoin: Hoci riešenia L2 spracúvajú transakcie mimo reťazca, nakoniec musia konečný stav zúčtovať v hlavnej reťazi bitcoinu. Rýchlosť a náklady tohto zúčtovacieho procesu v základnej vrstve bitcoinu sú významnými faktormi, ktoré ovplyvňujú efektívnosť sietí L2.
Zabezpečenie bezpečnosti bez priamej validácie bitcoinu: Na rozdiel od L2 sietí Etherea, kde validátori overujú transakcie na úrovni L2, L2 siete Bitcoinu nepreberajú bezpečnosť úplne od uzlov Bitcoinu, ktoré overujú transakcie. L2 siete Bitcoinu sa musia spoliehať na svoje vlastné nezávislé bezpečnostné protokoly, čo sťažuje dosiahnutie rovnakej úrovne bezpečnosti ako v základnej vrstve Bitcoinu.
Zvýšené riziká centralizácie: Niektoré riešenia L2 si vyžadujú vytvorenie platobných kanálov a reléových uzlov alebo prevádzkovanie vlastného konsenzuálneho mechanizmu. To by mohlo viesť ku koncentrácii kontroly v rukách niekoľkých subjektov, čo by mohlo potenciálne narušiť decentralizované princípy bitcoinu.
Technické zložitosť a výzvy v oblasti integrácie: Integrácia riešení L2 do existujúcej infraštruktúry bitcoinu so sebou prináša značné technické výzvy, ako je zabezpečenie kompatibility, dodržiavanie bezpečnostných štandardov a dosiahnutie konsenzu v rámci komunity ohľadom navrhovaných aktualizácií.
Kľúčové projekty druhej vrstvy v sieti Bitcoin
Vzhľadom na to, že sa Bitcoin neustále vyvíja, vzniklo niekoľko projektov vrstvy 2 (Layer-2), ktorých cieľom je riešiť problémy s jeho škálovateľnosťou, efektívnosťou a funkčnosťou. Tu je niekoľko najvýznamnejších projektov Bitcoin L2, ktoré v súčasnosti ovplyvňujú vývoj v tejto oblasti:
1. Sieť Lightning NetworkSieť Lightning Network je pravdepodobne najznámejším riešením vrstvy 2 pre Bitcoin. Využíva stavové kanály na uľahčenie transakcií mimo reťazca medzi dvoma stranami. To umožňuje takmer okamžité a nízkonákladové transakcie, čím sa výrazne zvyšuje využiteľnosť Bitcoinu pri každodenných platbách.
Kľúčové vlastnosti:
- Transakcie mimo reťazca
- Nízke poplatky
- Okamžité zúčtovanie platieb
- Zvýšená ochrana súkromia vďaka smerovaniu typu „onion“
Prečítať „Čo je Lightning Network?“ v našom vzdelávacom centre, kde sa môžete podrobnejšie oboznámiť s Bitcoin Lightning Network.
2. Sieť LiquidSieť Liquid Network, ktorú vyvinula spoločnosť Blockstream, je vedľajší reťazec bitcoinu určený na rýchle a dôverné transakcie. Umožňuje vydávanie a prevod aktív, vrátane bitcoinu a stabilných mincí, s nižšími poplatkami a rýchlejším zúčtovaním v porovnaní s hlavným blockchainom bitcoinu.
Kľúčové vlastnosti:
- Dvojcestný kolík na prevod bitcoinu
- Dôverné transakcie
- Vydávanie a správa aktív
- Rýchle lehoty vyrovnania
3. PodnožRootstock je vedľajší reťazec bitcoinu kompatibilný s virtuálnym strojom Ethereum (EVM), ktorý využíva konsenzus typu Proof-of-Work a zlučované ťaženie. Umožňuje používateľom bitcoinu zablokovať BTC a vytvoriť RBTC, čím rozširuje funkčnosť bitcoinu o pokročilé možnosti inteligentných zmlúv.
Kľúčové vlastnosti:
- Funkcie inteligentných zmlúv
- Obousmerný kurzový vzťah s bitcoinom
- Kompatibilné s programovacím jazykom Solidity v sieti Ethereum
- Zvýšená bezpečnosť vďaka hash rate bitcoinu
4. StohyStacks je jedinečné riešenie vrstvy 2, ktoré sa integruje s blockchainom bitcoinu a umožňuje využívanie inteligentných zmlúv, decentralizovaných aplikácií a digitálnych aktív. Využíva nový konsenzuálny mechanizmus nazývaný Proof of Transfer (PoX), ktorý sa z bezpečnostných dôvodov viaže na bitcoin. Sieť Stacks tiež obsahuje natívny token s názvom Stacks (STX).
Kľúčové vlastnosti:
- Inteligentné zmluvy
- Konsenzus „Proof of Transfer“ (PoX)
- Decentralizované aplikácie
- Integrácia s bezpečnostným modelom bitcoinu
5. Wrapped Bitcoin (WBTC) na sieti EthereumWrapped Bitcoin (WBTC) je riešenie vrstvy 2, ktoré spája Bitcoin s Ethereum. Umožňuje používateľom „zabaliť“ svoje BTC do tokenu ERC-20, vďaka čomu je možné Bitcoin využívať v ekosystéme DeFi na Ethereum.
Kľúčové vlastnosti:
- Prepojí Bitcoin s Ethereum
- Umožňuje využívanie bitcoinu v aplikáciách DeFi
- Kompatibilita s tokenmi ERC-20
