I takt med att Bitcoin fortsätter att öka i popularitet stöter dess ursprungliga konstruktion, som endast klarar sju transaktioner per sekund, ofta på problem med skalbarheten. Detta leder till högre avgifter och långsammare transaktionstider. För att hantera dessa utmaningar har Bitcoin Layer Two (L2)-lösningar utvecklats. Dessa lösningar förbättrar Bitcoin-nätverket genom att bearbeta transaktioner utanför huvudblockkedjan, vilket ökar transaktionsgenomströmningen samtidigt som säkerheten upprätthålls och nya funktioner som smarta kontrakt möjliggörs.
Använd multichain Bitcoin.com Wallet-appen, som miljontals användare litar på för att på ett säkert och enkelt sätt skicka, ta emot, köpa, sälja, handla, använda och hantera Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Ether (ETH) och de mest populära kryptovalutorna, inklusive ERC-20-tokens på Ethereum, Polygon, Avalanche och BNB Smart Chain.
Vad är Bitcoin-lösningar på andra lagret?
Bitcoin-lösningar på lager två (Bitcoin L2) är sekundära protokoll som bygger på den huvudsakliga Bitcoin-blockkedjan. Syftet med dem är att lösa skalbarhetsproblem, öka transaktionshastigheten och sänka avgifterna. Vissa L2-lösningar inför även smart kontrakt funktioner, vilket utökar Bitcoins potentiella användningsområden. Genom att skapa ett separat exekveringslager hanterar dessa lösningar transaktioner utanför blockkedjan och använder endast huvudblockkedjan för slutlig avräkning.
De viktigaste skillnaderna mellan Bitcoin och Ethereums Layer 2-lösningar
Bitcoin och Ethereum använder visserligen båda lösningar på andra lagret, men skiljer sig åt i grunden på grund av sina underliggande arkitekturer:
Arv av säkerhetsinställningar: Ethereums L2-lösningar hämtar sin säkerhet direkt från Ethereums huvudnätverk via aktiva validerare. Däremot förlitar sig Bitcoins L2-lösningar på sina egna säkerhetsprotokoll, eftersom de inte har något direkt engagemang från validerarna i Bitcoins huvudnätverk.
Verifiering av transaktion: Ethereums L2-lösningar använder avancerade verifieringsmetoder som bedrägeribevis och nollkunskapsbevis, något som Bitcoin för närvarande saknar. Detta begränsar komplexiteten hos de L2-lösningar som kan byggas på Bitcoin jämfört med Ethereum.
Funktionalitet för smarta kontrakt: Ethereum utformades från början för att stödja smarta kontrakt, vilket inte var fallet med Bitcoin. Därför syftar Bitcoin-L2-lösningar ofta till att tillföra denna funktion, vilket utökar dess användningsområde bortom enkla värdeöverföringar.
Bostadsområden: Bitcoins L2-lösningar genomför transaktioner på Bitcoins blockkedja och utnyttjar dess Proof-of-Work-konsensusmodell för att säkerställa säkerheten. Ethereums L2-lösningar genomför däremot transaktioner på Ethereums huvudnätverk, som använder en Proof-of-Stake-konsensusmodell.
Varför behövs Bitcoin-lösningar på andra lagret?
Behovet av Bitcoin-lösningar på andra lagret beror på begränsningarna i Bitcoins grundläggande lager:
Skalbarhet och genomströmning: Bitcoins baslager klarar endast cirka sju transaktioner per sekund, vilket leder till överbelastning och höga avgifter under rusningstider. L2-lösningar erbjuder ett sätt att skala upp utan att äventyra Bitcoins säkerhet.
Höga avgifter: Höga transaktionsavgifter, som vid vissa tillfällen med extremt hög belastning har överstigit 120 dollar, gör små transaktioner opraktiska. L2-lösningar bidrar till att sänka dessa avgifter.
Funktioner för smarta kontrakt: Bitcoins baslager saknar avancerade funktioner för smarta kontrakt, vilket är avgörande för decentraliserade applikationer (dApps) och decentraliserad finans (DeFi) plattformar.
Frigöra kapital: En betydande del av Bitcoins kapital förblir outnyttjat, eftersom det i första hand fungerar som ett värdebevarande medel. L2-lösningar syftar till att frigöra detta kapital genom att möjliggöra snabbare transaktioner och innovativa tillämpningar.
Hur Bitcoin-lösningar på andra lagret fungerar
Ett blockkedjenätverk består av två lager: exekveringslagret, som hanterar transaktioner, och konsensuslagret, som validerar och godkänner dessa transaktioner. Bitcoin L2-lösningar utvecklar ett separat exekveringslager för att hantera transaktioner utanför kedjan, vilka sedan skickas till Bitcoins konsensuslager för slutlig avräkning.
Vanliga tillvägagångssätt för Bitcoin Layer 2-lösningar är bland annat:
Statliga kanaler: Används av Lightning Network… med hjälp av tillståndskanaler kan två parter genomföra ett stort antal transaktioner utanför blockkedjan. Endast det slutliga tillståndet registreras i blockkedjan, vilket ökar hastigheten och sänker kostnaderna.
Sidokedjor: Sidokedjor som Liquid Network fungerar som separata blockkedjor kopplade till Bitcoin och möjliggör snabbare transaktioner och ytterligare funktioner, med regelbundna avräkningar mot Bitcoins huvudkedja.
Sammanfattningar: Dessa sammanför flera transaktioner utanför kedjan till en enda transaktion och skapar ett kryptografiskt giltighetsbevis som skickas till Bitcoins blockkedja för avräkning.
Statliga kanaler
Statliga kanaler, såsom de som används i Lightning Network, gör det möjligt för två parter att genomföra ett obegränsat antal Bitcoin-transaktioner utanför blockkedjan, utan att varje transaktion registreras i Bitcoins huvudsakliga blockkedja. Denna metod förbättrar transaktionshastigheten avsevärt och sänker kostnaderna.
För att öppna en kanal låser de båda parterna in en viss mängd Bitcoin i en flerpartssignatur (multisig) adress på Bitcoins blockkedja. En multisig-adress på Bitcoin är en typ av adress som kräver att flera personer godkänner och signerar en transaktion, istället för bara en. De kommer överens om den initiala fördelningen av Bitcoin mellan sig för denna kanal. När kanalen väl är öppen kan parterna göra ett obegränsat antal transaktioner utanför kedjan och utbyta signerade transaktionsdata för att uppdatera sina respektive Bitcoin-saldon i kanalens aktuella tillstånd. Dessa transaktioner sänds inte ut till Bitcoin-nätverket under denna process.
När transaktionen är avslutad undertecknar de båda parterna och sänder kanalens slutliga tillstånd till Bitcoins blockkedja. Detta slutliga tillstånd återspeglar den senaste överenskomna fördelningen av Bitcoin mellan de båda parterna. Villkoren för flersignatur uppfylls, vilket gör att medlen kan omfördelas i enlighet med de slutliga saldona.
Sidokedjor
Bitcoins sidokedjor, såsom Liquid Network, fungerar på separata blockkedjor som är kopplade till Bitcoin. Dessa sidokedjor använder egna konsensusmekanismer, vilket möjliggör snabbare transaktioner och ytterligare funktioner samtidigt som de regelbundet vidarebefordrar och slutför transaktioner på Bitcoins huvudkedja. Så här fungerar Bitcoins sidokedjor:
Dubbelkrok: Den grundläggande tekniken som möjliggör överföring av tillgångar mellan Bitcoins huvudkedja och en sidokedja kallas ”two-way peg”. För att flytta tillgångar från Bitcoins huvudkedja till en sidokedja låser användaren först in sina bitcoins på en särskild utgångsadress i Bitcoins blockkedja genom att skicka en transaktion. Denna åtgärd immobiliserar i praktiken bitcoins på huvudkedjan. Sidokedjan upptäcker sedan denna låsning och svarar genom att prägla och släppa ut en motsvarande mängd tokens på sidokedjan, ofta kallade sBTC (sidechain BTC), som representerar de låsta bitcoins från huvudkedjan. Väl på sidokedjan kan användarna fritt överföra och använda dessa tokens för olika ändamål, såsom transaktioner och smarta kontrakt, och dra nytta av sidokedjans snabbare och mer effektiva konsensusmekanism. För att återföra tillgångar till Bitcoins huvudkedja bränner eller förstör användaren sidokedjans tokens. Denna bränning upptäcks av huvudkedjan, som sedan släpper de ursprungligen låsta bitcoins tillbaka till användarens adress på huvudkedjan.
Federation/Validerare: För att hantera och validera processen för tvåvägsanknytning på ett säkert sätt använder sidokedjor en federation eller en grupp validerare. Denna federation utför flera viktiga funktioner. Federationen eller gruppen av validerare spelar en avgörande roll i hanteringen och säkerställandet av den tvåvägs-peg-processen mellan huvudkedjan och sidokedjan. De övervakar låsningen och upplåsningen av tillgångar på båda kedjorna och säkerställer att transaktioner registreras korrekt. De validerar också att mängden flyttade tillgångar stämmer överens på båda sidor, vilket förhindrar problem som dubbelutgifter. Denna federation kan drivas av betrodda parter, skript med flera signaturer eller smarta kontrakt, som alla arbetar för att upprätthålla integriteten och säkerheten i tillgångsöverföringsprocessen.
Oberoende konsensus: Ett utmärkande drag hos sidokedjor är deras oberoende konsensusmekanism, som fungerar separat från Bitcoins huvudkedja. Detta oberoende gör det möjligt för sidokedjor att implementera anpassade blockparametrar, däribland olika blocktider, blockstorlekar och transaktionsgenomströmning som är optimerade för deras specifika användningsområden. De använder unika konsensusalgoritmer som Proof-of-Authority (PoA) eller Delegated Proof-of-Stake (DpoS), som kan vara mer effektiva eller lämpliga för sidokedjans syften. Dessutom introducerar sidokedjor avancerade funktioner som smarta kontrakt, förbättrad integritet och andra skalbarhetslösningar som inte finns tillgängliga i Bitcoins huvudkedja.
Sammanfattningar
Bitcoin-rollups på lager två fungerar genom att transaktionsutförandet och data flyttas från Bitcoins huvudblockkedja till en separat rollup-kedja eller ett separat lager, samtidigt som de fortfarande är kopplade till Bitcoin för att säkerställa datatillgänglighet och konsensus.
De viktigaste mekanismerna i rollup-tekniken omfattar transaktionsutförande på rollup-kedjan, datakomprimering och förankring till Bitcoins första lager. Användarna skickar in transaktioner som ska utföras på rollup-kedjan istället för direkt på Bitcoins blockkedja. Rollup-kedjan bearbetar dessa transaktioner och uppdaterar kontosaldona i enlighet därmed. Efter att ha bearbetat många transaktioner utanför kedjan komprimerar rollupen eller ”rullar ihop” transaktionsdata till ett kompakt kryptografiskt bevis eller åtagande, som representerar nettoeffekten av alla dessa transaktioner på tillståndet. Detta komprimerade bevis skickas sedan regelbundet till Bitcoins blockkedja som en enda transaktion. Ett smart kontrakt eller en verifieringsmekanism på Bitcoins lager 1 kan effektivt validera och tillämpa den tillståndsövergång som representeras av rollup-beviset.
Rollups på Bitcoin står dock inför en stor utmaning, eftersom Bitcoins grundläggande lager saknar förmågan att på ett inbyggt sätt verifiera de kryptografiska bevis eller åtaganden som genereras av rollup-systemen. Det finns några olika metoder som utforskas för att möjliggöra rollups på Bitcoin, däribland så kallade ”sovereign rollups” och en utvidgning av Bitcoins skriptspråk.
Sovereign rollups använder Bitcoin som ett datatillgänglighetslager utan att förlita sig på det för giltighetsbevis. Dessa rollups fungerar självständigt, bearbetar transaktioner utanför kedjan och publicerar endast komprimerade transaktionsdata på Bitcoin. De hanterar sina egna konsensusmekanismer och transaktionsmiljöer utanför kedjan, och använder Bitcoin för att förankra och lagra de komprimerade rollup-uppgifterna. För att flytta tillgångar som BTC in och ut ur rollupen används ett decentraliserat peg-system, såsom sBTC, som förlitar sig på en decentraliserad grupp av signatärer snarare än Bitcoins baslager.
Genom att utvidga Bitcoins skriptspråk och opkoder för att möjliggöra validitetsrollups kan Bitcoins baslager verifiera och säkerställa rollupens tillståndsövergångar. Detta skulle sannolikt kräva en uppgradering via soft fork till Bitcoin för att lägga till nya opkoder som OP_CAT eller WTC för bättre programmerbarhet.
Fördelarna med Bitcoin-lösningar på andra lagret
Bitcoins lager 1 är visserligen känt för sin säkerhet och decentralisering, men har flera prestandabegränsningar. Transaktioner på Bitcoins huvudkedja tar cirka 10 minuter att bekräfta, saknar smartkontraktsfunktionalitet och medför ofta höga transaktionsavgifter på grund av överbelastning i nätverket. För att hantera dessa utmaningar har Bitcoin-lager-två-lösningar utvecklats, vilket ger en rad förbättringar som avsevärt förbättrar användbarheten och funktionaliteten i Bitcoin-nätverket.
Skalbarhet: En av de största fördelarna med Bitcoins lager-två-lösningar är deras förmåga att avsevärt öka nätverkets transaktionskapacitet. Genom att bearbeta transaktioner utanför huvudblockkedjan kan lager-två-projekt hantera en betydligt högre transaktionsvolym per sekund jämfört med Bitcoins baslager. Denna avlastning minskar överbelastningen på huvudkedjan, vilket leder till en smidigare och effektivare nätverksdrift. Den ökade skalbarheten är avgörande för en bredare användning av Bitcoin för vardagliga transaktioner och högfrekvent handel.
Lägre transaktionsavgifter: Eftersom transaktioner på lager två inte kräver att all transaktionsdata registreras i Bitcoins blockkedja minskar de avsevärt den datamängd som behöver lagras. Detta leder till lägre transaktionsavgifter, vilket gör mikrotransaktioner och andra överföringar av mindre belopp ekonomiskt genomförbara. Användarna drar nytta av de lägre kostnaderna, vilket är särskilt viktigt för tillämpningar som penningöverföringar och mikrobetalningar, där höga avgifter kan vara ett hinder.
Snabbare bekräftelser: Layer-2-lösningar erbjuder nästan omedelbara transaktionsbekräftelser, vilket står i skarp kontrast till den genomsnittliga blocktiden på 10 minuter i Bitcoins huvudkedja. Denna snabba bekräftelsetid är avgörande för användningsområden som kräver snabb avräkning, såsom transaktioner i kassor och e-handel. Möjligheten att uppnå snabbare bekräftelser förbättrar användarupplevelsen och breddar utbudet av praktiska tillämpningar för Bitcoin.
Förbättrad integritet: Vissa implementeringar på lager 2 erbjuder förbättrade integritetsfunktioner. Tekniker som onion routing och anonymitet via betalningskanaler gör det svårare att spåra transaktioner, vilket ger användarna en högre grad av integritet.
Funktioner för smarta kontrakt: Vissa Bitcoin-projekt på andra lagret möjliggör smarta kontrakt ovanpå Bitcoin. Detta öppnar upp för nya användningsområden, däribland dApps och DeFi-protokoll.
Arvsskydd: Lösningar på lager två hämtar en del av sin säkerhet från den underliggande Bitcoin-blockkedjan. Genom att koppla transaktionerna till Bitcoins robusta och decentraliserade Proof-of-Work-konsensus kan nätverk på lager två dra nytta av den enorma datorkraft som säkerställer Bitcoin-nätverket.
Utmaningar med Bitcoin-lösningar på lager två
Trots sina fördelar står Bitcoin L2-nätverk inför utmaningar, framför allt när det gäller säker överbryggning mellan Bitcoin och L2-nätverk samt hastigheten och förmågan att genomföra avräkningar på Bitcoin-nätverket. Överbryggningar kan vara utsatta för säkerhetsrisker, och förbättringar av avräkningshastigheten och kostnaderna krävs för framtida skalbarhet.
Några av de största utmaningarna för Bitcoin L2-lösningar är bland annat:
Säker överbryggning mellan Bitcoin och L2-nätverk: Bitcoin L2-nätverk, såsom sidokedjor, använder bryggor för att ansluta till Bitcoins huvudkedja. Dessa bryggor fungerar genom att tillgångar låses på Bitcoin och motsvarande tokens skapas på L2-kedjan. Denna bryggkonstruktion medför dock säkerhetsrisker och problem med användarupplevelsen. Många hackerattacker och förluster inom kryptovalutor har inträffat på grund av sårbarheter i kedjeöverskridande bryggor.
Transaktionshastighet och kostnad i Bitcoin-nätverket: Även om L2-lösningar hanterar transaktioner utanför kedjan måste de i slutändan fastställa det slutgiltiga resultatet på Bitcoins huvudkedja. Hastigheten och kostnaden för denna avräkningsprocess på Bitcoins baslager är viktiga faktorer som påverkar effektiviteten hos L2-nätverk.
Att upprätthålla säkerheten utan direkt validering av Bitcoin: Till skillnad från Ethereums L2-lösningar, där validerare verifierar L2-transaktioner, ärver Bitcoins L2-lösningar inte säkerheten helt och hållet från Bitcoins noder, som validerar transaktionerna. Bitcoins L2-lösningar måste förlita sig på sina egna oberoende säkerhetsprotokoll, vilket gör det svårt att uppnå samma säkerhetsnivå som i Bitcoins baslager.
Risker med ökad centralisering: Vissa L2-lösningar kräver att man inrättar betalningskanaler och relänoder, eller att man driver en egen konsensusmekanism. Detta kan leda till att kontrollen koncentreras till ett fåtal aktörer, vilket riskerar att undergräva Bitcoins decentraliserade principer.
Tekniska svårigheter och integrationsutmaningar: Att integrera L2-lösningar med Bitcoins befintliga infrastruktur medför betydande tekniska utmaningar, såsom att säkerställa kompatibilitet, upprätthålla säkerhetsstandarder och uppnå konsensus inom gemenskapen om föreslagna uppdateringar.
Viktiga Layer 2-projekt för Bitcoin
I takt med att Bitcoin fortsätter att utvecklas har flera Layer-2-projekt dykt upp för att ta itu med problemen kring skalbarhet, effektivitet och funktionalitet. Här är några av de mest framstående Bitcoin L2-projekten som för närvarande präglar landskapet:
1. Lightning Network Lightning Network är utan tvekan den mest kända Layer 2-lösningen för Bitcoin. Den använder sig av state channels för att möjliggöra transaktioner utanför blockkedjan mellan två parter. Detta möjliggör nästan omedelbara och kostnadseffektiva transaktioner, vilket avsevärt förbättrar Bitcoins användbarhet i vardagen betalningar.
Huvudsakliga funktioner:
- Transaktioner utanför blockkedjan
- Låga avgifter
- Omedelbara betalningar
- Förbättrad integritet genom onion-routing
Läs "Vad är Lightning Network?" i vårt kunskapscenter för att fördjupa dig i Bitcoin Lightning Network.
2. Liquid NetworkLiquid Network, utvecklat av Blockstream, är en sidokedja till Bitcoin som är utformad för snabba och konfidentiella transaktioner. Den möjliggör utfärdande och överföring av tillgångar, däribland Bitcoin och stablecoins, till lägre avgifter och med snabbare avvecklingstider jämfört med Bitcoins huvudblockkedja.
Huvudsakliga funktioner:
- Tvåvägs-peg för överföring av Bitcoin
- Konfidentiella transaktioner
- Emission och förvaltning av tillgångar
- Snabba avräkningstider
3. GrundstamRootstock är en Bitcoin-sidoskedja som är kompatibel med Ethereum Virtual Machine (EVM) och använder Proof-of-Work-konsensus samt sammanslagen mining. Den gör det möjligt för Bitcoin-användare att låsa in BTC och skapa RBTC, vilket utökar Bitcoins funktionalitet med avancerade funktioner för smarta kontrakt.
Huvudsakliga funktioner:
- Funktionalitet för smarta kontrakt
- Tvåvägs-koppling mot Bitcoin
- Kompatibel med Ethereums programmeringsspråk Solidity
- Förbättrad säkerhet tack vare Bitcoins hashrate
4. StaplarStacks är en unik Layer-2-lösning som integreras med Bitcoins blockkedja för att möjliggöra smarta kontrakt, decentraliserade applikationer och digitala tillgångar. Den använder en ny konsensusmekanism som kallas Proof of Transfer (PoX) och som förankras i Bitcoin för ökad säkerhet. Stacks Network har även en egen token, Stacks (STX).
Huvudsakliga funktioner:
- Smarta kontrakt
- Proof of Transfer (PoX)-konsensus
- Decentraliserade applikationer
- Integration med Bitcoins säkerhetsmodell
5. Wrapped Bitcoin (WBTC) på EthereumWrapped Bitcoin (WBTC) är en Layer-2-lösning som fungerar som en bro mellan Bitcoin och Ethereum. Den gör det möjligt för användare att omvandla sina BTC till ett ERC-20-token, vilket innebär att Bitcoin kan användas i Ethereums DeFi-ekosystem.
Huvudsakliga funktioner:
- Kopplar samman Bitcoin med Ethereum
- Möjliggör användning av Bitcoin i DeFi-applikationer
- Kompatibilitet med ERC-20-tokens
