什么是比特币二层解决方案

随着比特币的普及，其最初设计仅支持每秒七笔交易，常常面临可扩展性问题。这导致了更高的费用和更慢的交易时间。为应对这些挑战，开发了比特币第二层（L2）解决方案。这些解决方案通过在主区块链之外处理交易来增强比特币网络，从而在保持安全性的同时提高交易吞吐量，并启用智能合约等新功能。

使用由数百万人信任的多链Bitcoin.com Wallet应用，安全轻松地发送、接收、购买、出售、交易、使用和管理比特币（BTC）、比特币现金（BCH）、以太坊（ETH）以及最受欢迎的加密货币，包括以太坊上的ERC-20代币、Polygon、Avalanche和BNB智能链。

什么是比特币 Layer-Two 解决方案？

比特币 Layer-Two 解决方案（比特币 L2s）是构建在比特币主区块链之上的二级协议。它们的目的是解决可扩展性问题，提高交易速度，并降低费用。一些 L2 还引入了智能合约功能，扩展了比特币的潜在使用案例。通过创建一个单独的执行层，这些解决方案处理链下交易，并仅在最终结算时使用主区块链。

比特币和以太坊 Layer-Two 解决方案的关键区别

比特币和以太坊虽然都使用 Layer-Two 解决方案，但由于其底层架构的不同，它们在根本上有所不同：

**安全继承：**以太坊的 L2 解决方案通过活跃的验证者直接从以太坊主网继承安全性。相比之下，比特币的 L2 依赖于其自身的安全协议，因为它们没有比特币主网络验证者的直接参与。

**交易验证：**以太坊 L2 使用高级验证方法，如欺诈证明和零知识证明，而比特币目前缺乏这些方法。这限制了可以在比特币上构建的 L2 解决方案的复杂性，相比以太坊而言。

**智能合约功能：**以太坊被设计为本地支持智能合约，而比特币则不是。因此，比特币 L2 通常旨在增加此功能，增强其功能超越简单的价值转移。

**结算层：**比特币 L2 在比特币区块链上结算交易，利用其工作量证明共识来确保安全性。另一方面，以太坊 L2 在以太坊主网结算，使用权益证明共识模型。

为什么需要比特币 Layer-Two 解决方案？

需要比特币 Layer-Two 解决方案的原因在于比特币基础层的限制：

**可扩展性和吞吐量：**比特币的基础层每秒只能处理大约七笔交易，在高峰时期导致拥堵和高费用。L2 解决方案提供了一种在不影响比特币安全性的情况下进行扩展的方法。

**高费用：**在一些高峰拥堵期间，交易费用达到 120 美元以上，使得小额交易变得不切实际。L2 解决方案有助于降低这些费用。

**智能合约功能：**比特币的基础层缺乏高级智能合约功能，这对于去中心化应用程序（dApps）和去中心化金融（DeFi）平台至关重要。

**释放资金：**比特币的大量资金仍未充分利用，因为它主要是价值存储。L2 解决方案旨在通过支持更快的交易和创新应用来释放这些资金。

比特币 Layer-Two 解决方案如何运作

一个区块链网络由两个层组成：执行层，处理交易的地方，以及共识层，验证和批准这些交易的地方。比特币 L2 开发了一个单独的执行层，以处理链下交易，然后提交到比特币共识层进行最终结算。

比特币 Layer Two 解决方案的常见方法包括：

**状态通道：**由闪电网络使用，状态通道允许双方在链下进行大量交易。只有最终状态被记录在区块链上，从而提高速度并降低成本。

**侧链：**作为与比特币挂钩的独立区块链运作，像 Liquid Network 这样的侧链支持更快的交易和附加功能，并定期在比特币主链上结算。

**Rollups：**这些将多个链下交易捆绑成一个交易，创建一个有效性加密证明提交到比特币区块链进行结算。

状态通道

状态通道，例如在闪电网络中使用的，允许双方在线下进行无限次比特币交易，而无需将每笔交易记录在比特币主区块链上。这种方法显著提高了交易速度并降低了成本。

要打开一个通道，双方将一定数量的比特币锁定到比特币区块链上的一个多重签名（multisig）地址。比特币上的多重签名地址是一种地址，需要多个人授权并签署交易，而不仅仅是一个人。他们就该通道中比特币的初始分配达成一致。一旦通道打开，双方可以进行无限次链下交易，交换签名交易数据以更新各自在通道当前状态中的比特币余额。这些交易在这个过程中不会广播到比特币网络。

当交易完成后，双方签署并将通道的最终状态广播到比特币区块链。这个最终状态反映了双方最新商定的比特币分配。满足多重签名条件，允许根据最终余额重新分配资金。

侧链

比特币侧链，如 Liquid Network，在与比特币挂钩的独立区块链上运作。这些侧链利用自己的共识机制，支持更快的交易和附加功能，同时定期在比特币主链上中继和最终交易。以下是比特币侧链的工作原理：

**双向挂钩：**支持比特币主链和侧链之间资产转移的基本技术称为“双向挂钩”。要将资产从比特币主链转移到侧链，用户首先通过发送交易将其比特币锁定到比特币区块链上的特殊输出地址。此操作有效地将比特币冻结在主链上。侧链然后检测到此锁定事件，并通过铸造和释放等量的侧链代币（通常称为 sBTC，代表从主链锁定的比特币）来回应。在侧链上，用户可以自由转移和使用这些代币进行各种用途，如交易和智能合约，受益于侧链更快和更高效的共识机制。要返回资产到比特币主链，用户销毁或销毁侧链代币。主链检测到这一销毁事件，然后将原先锁定的比特币释放回用户在主链上的地址。

**联合/验证者：**为安全管理和验证双向挂钩过程，侧链采用联合体或验证者组。这一联合体或验证者组在管理和保护主链和侧链之间的双向挂钩过程中发挥了关键作用。他们监控资产在两链上的锁定和解锁，确保交易被准确记录。他们还验证移动的资产数量在两侧匹配，防止出现如双重花费等问题。此联合体可以由受信任的团体、多重签名脚本或智能合约操作，所有这些都旨在维护资产转移过程的完整性和安全性。

**独立共识：**侧链的一个显著特征是其独立的共识机制，该机制独立于比特币主链运作。这种独立性允许侧链实现定制的区块参数，包括为其特定用途优化的不同区块时间、区块大小和交易吞吐量。它们使用独特的共识算法，如权威证明（PoA）或委托权益证明（DpoS），这可能更高效或适合于侧链的目的。此外，侧链引入了主比特币区块链上本质上不可用的高级功能，如智能合约、隐私增强和其他可扩展性解决方案。

Rollups

比特币 Layer-Two Rollups 通过将交易执行和数据从主比特币区块链移至单独的 Rollup 链或层，同时仍然锚定到比特币以获取数据可用性和共识。

Rollup 技术涉及的关键机制包括 Rollup 链上的交易执行、数据压缩和锚定到比特币 Layer One。用户提交交易以在 Rollup 链上执行，而不是直接在比特币区块链上。Rollup 链处理这些交易，相应地更新账户余额。在链下处理大量交易后，Rollup 将交易数据压缩或“打包”成一个紧凑的加密证明或承诺，代表所有这些交易对状态的净影响。然后定期将此压缩证明作为单一交易提交到比特币区块链。比特币 Layer One 上的智能合约或验证机制可以有效地验证和应用 Rollup 证明所代表的状态转换。

然而，比特币上的 Rollups 面临一个关键挑战，因为基础比特币层缺乏本地验证 Rollup 系统生成的加密证明或承诺的能力。正在探索一些方法以在比特币上启用 Rollups，包括主权 Rollups 和扩展比特币脚本。

主权 Rollups 使用比特币作为数据可用性层，而不依赖于其有效性证明。这些 Rollups 独立运行，处理链下交易，仅在比特币上发布压缩交易数据。它们在链下管理自己的共识机制和交易执行环境，使用比特币来锚定和存储压缩的 Rollup 数据。要在 Rollup 中移动资产，如 BTC，使用去中心化挂钩系统，如 sBTC，依赖于去中心化签名者组，而不是比特币的基础层。

扩展比特币的脚本语言和操作码以启用有效性 Rollups 允许比特币的基础层验证和强制执行 Rollup 的状态转换。这很可能需要软分叉升级到比特币，以添加新的操作码，如 OP_CAT 或 WTC，以获得更好的可编程性。

比特币 Layer-Two 解决方案的优势

比特币的 Layer One 虽然以其安全性和去中心化著称，但在性能方面存在几个限制。比特币主链上的交易确认大约需要 10 分钟，缺乏智能合约功能，并且由于网络拥堵经常产生高额交易费用。为了解决这些挑战，比特币 Layer-Two 解决方案已经开发出来，提供了一系列显著提高比特币网络可用性和功能的增强功能。

**可扩展性：**比特币 Layer-Two 解决方案的一个最显著的优势是它们能够显著增加网络的交易能力。通过在主区块链之外处理交易，Layer-Two 项目能够处理比特币基础层更多的每秒交易量。这种卸载减少了主链上的拥堵，导致网络操作更顺畅和更高效。对于比特币在日常交易和高频交易中的广泛采纳，这种增加的可扩展性至关重要。

**降低交易费用：**由于 Layer-Two 交易不需要将所有交易数据记录在比特币区块链上，它们显著减少了需要存储的数据量。这导致了更低的交易费用，使微交易和其他小额转账经济可行。用户从降低的成本中受益，这对于如汇款和微支付这些高费用可能成为障碍的应用尤为重要。

**更快的确认：**Layer-Two 解决方案提供几乎即时的交易确认，与比特币主链上 10 分钟的平均区块时间形成鲜明对比。这种快速确认时间对于需要快速结算的用例至关重要，如销售点交易和在线商务。能够实现更快的确认增强了用户体验，并扩大了比特币的实际应用范围。

**增强的隐私：**一些 Layer-Two 实现提供增强的隐私功能。技术如洋葱路由和支付通道匿名性使得追踪交易更加困难，为用户提供更高的隐私水平。

**智能合约功能：**某些比特币 Layer-Two 项目在比特币之上启用了智能合约功能。此添加解锁了新的使用案例，包括 dApps 和 DeFi 协议。

**继承的安全性：**Layer-Two 解决方案从基础比特币区块链中获得了一定程度的安全性。通过将交易锚定到比特币强大且去中心化的工作量证明共识，Layer-Two 网络可以从保护比特币网络的巨大计算能力中受益。

比特币 Layer Two 解决方案的挑战

尽管具备优势，比特币 L2 网络面临挑战，尤其是在比特币和 L2 网络之间的安全桥接以及在比特币网络上结算证明的速度和能力。桥接可能容易受到安全风险的影响，需要在结算速度和成本上进行改进以实现未来的可扩展性。

比特币 L2 解决方案面临的一些最大挑战包括：

**比特币和 L2 网络之间的安全桥接：**比特币 L2 网络如侧链使用桥接与比特币主链连接。这些桥接通过在比特币上锁定资产并在 L2 链上铸造等量的代币来工作。然而，这种桥接设计存在安全风险和用户体验问题。由于跨链桥的漏洞，许多加密货币黑客攻击和损失已经发生。

**在比特币网络上结算的速度和成本：**虽然 L2 解决方案在线下处理交易，但最终需要在比特币主链上结算最终状态。在比特币基础层上的结算过程的速度和成本是影响 L2 网络效率的重要因素。

**在没有直接比特币验证的情况下维护安全性：**不同于以太坊 L2 的验证者验证 L2 交易，比特币 L2 并没有完全从比特币的节点，即验证交易的节点中继承安全性。比特币 L2 必须依赖其自己的独立安全协议，使得达到比特币基础层的安全水平变得具有挑战性。

**集中的风险增加：**一些 L2 解决方案需要建立支付通道和中继节点，或者运行自己的共识机制。这可能导致控制权集中在少数实体手中，可能削弱比特币的去中心化原则。

**技术复杂性和整合挑战：**将 L2 解决方案与比特币现有基础设施集成涉及显著的技术复杂性，如确保兼容性、维护安全标准，并在社区中对提议的更新达成共识。

关键的比特币 Layer-Two 项目

随着比特币的不断发展，几个 Layer-2 项目已经出现，以解决其可扩展性、效率和功能性的问题。以下是一些目前塑造行业格局的最杰出的比特币 L2 项目：

1. 闪电网络 闪电网络可以说是最知名的比特币 Layer-2 解决方案。它利用状态通道来促进双方之间的链下交易。这允许几乎即时和低成本的交易，大大提升了比特币在日常支付中的可用性。

关键特性：

• 链下交易
• 低费用
• 即时支付结算
• 通过洋葱路由增强隐私

在我们的学习中心阅读"什么是闪电网络？"以深入了解比特币闪电网络。

2. Liquid Network 由 Blockstream 开发的 Liquid Network 是一个比特币侧链，旨在实现快速和保密的交易。它支持资产（包括比特币和稳定币）的发行和转让，费用更低，结算时间更快，相比比特币主区块链。

关键特性：

• 用于转移比特币的双向挂钩
• 保密交易
• 资产发行和管理
• 快速结算时间

3. Rootstock Rootstock 是一个与以太坊虚拟机（EVM）兼容的比特币侧链，使用工作量证明共识和合并挖矿。它允许比特币用户锁定 BTC 并铸造 RBTC，通过高级智能合约功能增强比特币的功能。

关键特性：

• 智能合约功能
• 与比特币的双向挂钩
• 兼容以太坊的 Solidity 语言
• 通过比特币的算力增强安全

4. Stacks Stacks 是一个独特的 Layer-2 解决方案，与比特币区块链集成以启用智能合约、去中心化应用程序和数字资产。它使用一种称为转移证明（PoX）的新型共识机制，锚定到比特币以获取安全性。Stacks 网络还集成了本地代币 Stacks（STX）。

关键特性：

• 智能合约
• 转移证明（PoX）共识
• 去中心化应用程序
• 与比特币安全模型集成

5. 以太坊上的 Wrapped Bitcoin (WBTC) Wrapped Bitcoin (WBTC) 是一个 Layer-2 解决方案，将比特币与以太坊桥接。它允许用户将其 BTC 包装成 ERC-20 代币，使比特币可以在以太坊的 DeFi 生态系统中使用。

关键特性：

• 将比特币与以太坊桥接
• 允许比特币用于 DeFi 应用
• ERC-20 代币兼容性