• Home
• Get Started
• Bitcoin Layer 2 Solutions

Що таке рішення другого рівня для Bitcoin

У міру того, як популярність Bitcoin продовжує зростати, його оригінальний дизайн, що підтримує лише сім транзакцій на секунду, часто стикається з проблемами масштабування. Це призводить до вищих комісійних зборів і повільнішого часу обробки транзакцій. Для боротьби з цими викликами були розроблені рішення Bitcoin Layer Two (L2). Ці рішення покращують мережу Bitcoin шляхом обробки транзакцій поза основним блокчейном, тим самим збільшуючи пропускну здатність транзакцій, зберігаючи безпеку та дозволяючи нові функції, такі як смарт-контракти.

Використовуйте мультичейн Bitcoin.com Wallet app, якому довіряють мільйони, щоб безпечно та легко відправляти, отримувати, купувати, продавати, обмінювати, використовувати та керувати Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Ether (ETH) та найпопулярнішими криптовалютами, включаючи токени ERC-20 на Ethereum, Polygon, Avalanche та BNB Smart Chain.

Що таке рішення другого рівня для Bitcoin?

Рішення другого рівня для Bitcoin (Bitcoin L2s) — це вторинні протоколи, побудовані поверх основного блокчейну Bitcoin. Їх мета — вирішити проблеми масштабованості, покращити швидкість транзакцій та знизити комісії. Деякі L2 також вводять можливості смарт-контрактів, розширюючи потенційні випадки використання Bitcoin. Створюючи окремий шар виконання, ці рішення обробляють транзакції поза блокчейном і використовують основний блокчейн тільки для остаточного розрахунку.

Основні відмінності між рішеннями другого рівня Bitcoin та Ethereum

Bitcoin та Ethereum, хоча обидва використовують рішення другого рівня, відрізняються фундаментально через їхню базову архітектуру:

Спадковість безпеки: Рішення другого рівня Ethereum успадковують безпеку безпосередньо від основної мережі Ethereum через активних валідаторів. На відміну від цього, рішення другого рівня Bitcoin покладаються на власні протоколи безпеки, оскільки вони не мають прямої участі від валідаторів основної мережі Bitcoin.

Перевірка транзакцій: L2 Ethereum використовують передові методи верифікації, такі як докази шахрайства та докази з нульовим розголошенням, яких наразі немає у Bitcoin. Це обмежує складність рішень другого рівня, які можуть бути побудовані на Bitcoin у порівнянні з Ethereum.

Функціональність смарт-контрактів: Ethereum був розроблений для підтримки смарт-контрактів нативно, тоді як Bitcoin — ні. Таким чином, рішення другого рівня для Bitcoin часто намагаються додати цю можливість, розширюючи його функціональність за межі простих передач цінності.

Шари розрахунків: Рішення другого рівня для Bitcoin розраховують транзакції на блокчейні Bitcoin, використовуючи його консенсус proof-of-work для безпеки. Рішення другого рівня Ethereum, навпаки, розраховуються на основній мережі Ethereum, яка використовує модель консенсусу proof-of-stake.

Чому потрібні рішення другого рівня для Bitcoin?

Потреба в рішеннях другого рівня для Bitcoin виникає з обмежень базового рівня Bitcoin:

Масштабованість і пропускна здатність: Базовий рівень Bitcoin може обробляти лише близько семи транзакцій за секунду, що призводить до перевантаження і високих комісій у періоди пікових навантажень. Рішення другого рівня пропонують спосіб масштабування без компромісів з безпекою Bitcoin.

Високі комісії: Високі транзакційні комісії, які досягали понад $120 у кілька періодів пікового перевантаження, роблять малі транзакції непрактичними. Рішення другого рівня допомагають знизити ці комісії.

Можливості смарт-контрактів: Базовий рівень Bitcoin не має передової функціональності смарт-контрактів, що є важливим для децентралізованих додатків (dApps) та децентралізованих фінансів (DeFi).

Розблокування капіталу: Значна частина капіталу Bitcoin залишається недовикористаною, оскільки він переважно є засобом зберігання цінності. Рішення другого рівня прагнуть розблокувати цей капітал, забезпечуючи швидші транзакції та інноваційні застосування.

Як працюють рішення другого рівня для Bitcoin

Мережа блокчейн складається з двох шарів: шару виконання, який обробляє транзакції, та шару консенсусу, який перевіряє та затверджує ці транзакції. Рішення другого рівня для Bitcoin розробляють окремий шар виконання для обробки транзакцій поза блокчейном, які потім подаються на шар консенсусу Bitcoin для остаточного розрахунку.

Поширені підходи до рішень другого рівня для Bitcoin включають:

Канали стану: Використовувані Lightning Network, канали стану дозволяють двом сторонам проводити численні транзакції поза блокчейном. Лише кінцевий стан записується на блокчейн, що підвищує швидкість і знижує витрати.

Сайдчейни: Працюючи як окремі блокчейни, прив'язані до Bitcoin, сайдчейни, такі як Liquid Network, дозволяють швидші транзакції і додаткові функції, періодично розраховуючись на основній мережі Bitcoin.

Rollups: Вони об'єднують кілька поза блокчейн-транзакцій в одну транзакцію, створюючи криптографічний доказ валідності, який подається на блокчейн Bitcoin для розрахунку.

Канали стану

Канали стану, такі як ті, що використовуються в Lightning Network, дозволяють двом сторонам проводити необмежену кількість транзакцій Bitcoin поза блокчейном, без запису кожної транзакції на основний блокчейн Bitcoin. Цей підхід значно підвищує швидкість транзакцій і знижує витрати.

Щоб відкрити канал, дві сторони блокують певну кількість Bitcoin на багатосигнатурній (multisig) адресі на блокчейні Bitcoin. Багатосигнатурна адреса на Bitcoin — це тип адреси, яка вимагає від декількох людей авторизувати і підписати транзакцію, а не тільки одного. Вони погоджуються на початковий розподіл Bitcoin між ними для цього каналу. Після відкриття каналу, сторони можуть проводити необмежену кількість поза блокчейн транзакцій, обмінюючись підписаними даними транзакцій для оновлення своїх відповідних балансов Bitcoin у поточному стані каналу. Ці транзакції не транслюються в мережу Bitcoin під час цього процесу.

Коли вони закінчать проводити транзакції, дві сторони підписують і транслюють кінцевий стан каналу на блокчейн Bitcoin. Цей кінцевий стан відображає останній погоджений розподіл Bitcoin між двома сторонами. Умови багатосигнатури виконуються, дозволяючи коштам бути перерозподіленими відповідно до кінцевих балансів.

Сайдчейни

Сайдчейни Bitcoin, такі як Liquid Network, працюють на окремих блокчейнах, які прив'язані до Bitcoin. Ці сайдчейни використовують власні механізми консенсусу, дозволяючи швидші транзакції і додаткові функції, періодично передаючи і фіналізуючи транзакції на основній мережі Bitcoin. Ось як працюють сайдчейни Bitcoin:

Двостороння прив'язка: Основна технологія, яка дозволяє передачу активів між основною мережею Bitcoin і сайдчейном, називається "двосторонньою прив'язкою". Щоб перемістити активи з основної мережі Bitcoin на сайдчейн, користувач спочатку блокує свої біткоїни на спеціальній вихідній адресі на блокчейні Bitcoin, відправляючи транзакцію. Ця дія фактично іммобілізує біткоїни на основній мережі. Сайдчейн потім виявляє цю подію блокування і відповідає, карбуючи і випускаючи еквівалентну кількість токенів на сайдчейні, які часто називаються sBTC (сайдчейн BTC), представляючи заблоковані біткоїни з основної мережі. Після того, як активи потрапляють на сайдчейн, користувачі можуть вільно передавати і використовувати ці токени для різних цілей, таких як транзакції і смарт-контракти, отримуючи вигоду від швидшого і більш ефективного механізму консенсусу сайдчейну. Щоб повернути активи на основну мережу Bitcoin, користувач спалює або знищує токени сайдчейну. Ця подія спалювання виявляється основною мережею, яка потім випускає спочатку заблоковані біткоїни назад на адресу користувача в основній мережі.

Федерація/Валідатори: Для управління і верифікації процесу двосторонньої прив'язки безпечно, сайдчейни використовують федерацію або групу валідаторів. Ця федерація виконує кілька критичних функцій. Федерація або група валідаторів відіграє вирішальну роль в управлінні і забезпеченні процесу двосторонньої прив'язки між основною мережею і сайдчейном. Вони контролюють блокування і розблокування активів на обох ланках, забезпечуючи точний запис транзакцій. Вони також перевіряють, що кількість переміщених активів збігається з обох сторін, запобігаючи проблемам, таким як подвійні витрати. Ця федерація може керуватися надійними сторонами, багатосигнатурними скриптами або смарт-контрактами, всі з яких працюють для підтримки цілісності і безпеки процесу передачі активів.

Незалежний консенсус: Визначальною особливістю сайдчейнів є їхній незалежний механізм консенсусу, який працює окремо від основної мережі Bitcoin. Ця незалежність дозволяє сайдчейнам впроваджувати власні параметри блоків, включаючи різний час створення блоків, розміри блоків і пропускну здатність транзакцій, оптимізовані для їхніх конкретних випадків використання. Вони використовують унікальні алгоритми консенсусу, такі як Proof-of-Authority (PoA) або Delegated Proof-of-Stake (DpoS), які можуть бути більш ефективними або підходящими для цілей сайдчейну. Крім того, сайдчейни вводять передові функції, такі як смарт-контракти, покращення конфіденційності та інші рішення для масштабованості, які не доступні нативно на основній мережі Bitcoin.

Rollups

Rollups другого рівня для Bitcoin працюють, переміщуючи виконання транзакцій і дані з основного блокчейну Bitcoin на окремий rollup-ланцюг або шар, при цьому все ще прив'язуючи до Bitcoin для доступності даних і консенсусу.

Ключові механізми, що беруть участь в технології rollup, включають виконання транзакцій на rollup-ланцюгу, стиснення даних і прив'язку до першого шару Bitcoin. Користувачі подають транзакції для виконання на rollup-ланцюгу, а не безпосередньо на блокчейні Bitcoin. Rollup-ланцюг обробляє ці транзакції, відповідно оновлюючи баланси рахунків. Після обробки багатьох транзакцій поза блокчейном, rollup стискає або "згортає" дані транзакцій в компактний криптографічний доказ або зобов'язання, яке представляє чистий ефект всіх цих транзакцій на стан. Цей стиснутий доказ потім періодично подається на блокчейн Bitcoin як одна транзакція. Смарт-контракт або механізм верифікації на першому шарі Bitcoin може ефективно перевірити і застосувати перехід стану, представлений rollup-доказом.

Однак, rollups на Bitcoin стикаються з ключовою проблемою, оскільки базовий шар Bitcoin не має можливості нативно перевіряти криптографічні докази або зобов'язання, створені системами rollup. Існує кілька підходів, які розглядаються для впровадження rollups на Bitcoin, включаючи суверенні rollups і розширення скрипту Bitcoin.

Суверенні rollups використовують Bitcoin як шар доступності даних, не покладаючись на нього для доказів валідності. Ці rollups працюють незалежно, обробляючи транзакції поза блокчейном і публікуючи тільки стиснені дані транзакцій на Bitcoin. Вони управляють своїми власними механізмами консенсусу і середовищами виконання транзакцій поза блокчейном, використовуючи Bitcoin для прив'язки і зберігання стиснених даних rollup. Щоб переміщувати активи, такі як BTC, в і з rollup, використовується децентралізована система прив'язки, така як sBTC, що спирається на децентралізовану групу підписувачів, а не на базовий шар Bitcoin.

Розширення скриптової мови і опкодів Bitcoin для впровадження rollups валідності дозволяє базовому шару Bitcoin перевіряти і забезпечувати переходи стану rollup. Це, швидше за все, вимагатиме оновлення через м'яке розгалуження Bitcoin для додавання нових опкодів, таких як OP_CAT або WTC, для кращої програмованості.

Переваги рішень другого рівня для Bitcoin

Перший шар Bitcoin, хоча відомий своєю безпекою та децентралізацією, страждає від кількох обмежень продуктивності. Транзакції на основній мережі Bitcoin займають близько 10 хвилин для підтвердження, позбавлені функціональності смарт-контрактів і часто піддаються високим транзакційним комісіям через перевантаження мережі. Для вирішення цих проблем були розроблені рішення другого рівня для Bitcoin, які надають ряд покращень, що значно поліпшують зручність використання та функціональність мережі Bitcoin.

Масштабованість: Однією з найзначніших переваг рішень другого рівня для Bitcoin є їх здатність значно збільшити пропускну здатність мережі. Обробляючи транзакції поза основним блокчейном, проекти другого рівня можуть обробляти набагато більший обсяг транзакцій за секунду порівняно з базовим шаром Bitcoin. Це розвантаження зменшує перевантаження на основній мережі, що призводить до більш плавних і ефективних операцій мережі. Збільшена масштабованість є вирішальною для широкого впровадження Bitcoin для щоденних транзакцій і високочастотної торгівлі.

Низькі транзакційні комісії: Оскільки транзакції другого рівня не вимагають зберігання всіх даних транзакцій на блокчейні Bitcoin, вони значно знижують обсяг даних, які потрібно зберігати. Це призводить до зниження транзакційних комісій, роблячи мікротранзакції та інші невеликі перекази економічно доцільними. Користувачі виграють від зниження витрат, що особливо важливо для таких застосувань, як грошові перекази і мікроплатежі, де високі комісії можуть бути заборонними.

Швидші підтвердження: Рішення другого рівня пропонують майже миттєві підтвердження транзакцій, разючий контраст з середнім часом блоку в 10 хвилин на основній мережі Bitcoin. Цей швидкий час підтвердження є необхідним для випадків використання, що вимагають швидкого розрахунку, таких як транзакції в точках продажу та онлайн-комерція. Здатність досягати швидших підтверджень покращує досвід користувача і розширює діапазон практичних застосувань для Bitcoin.

Покращена конфіденційність: Деякі реалізації другого рівня надають покращені функції конфіденційності. Такі техніки, як маршрутизація цибуля і анонімність платіжних каналів, ускладнюють відстеження транзакцій,