Analyse approfondie du réseau de deuxième couche Bitcoin : extension, réduction des coûts et développement personnalisé

Système de connaissance de base du réseau de deuxième couche Bitcoin

L'émergence des inscriptions Bitcoin a insufflé une nouvelle vie à l'écosystème Bitcoin, attirant de nouveau l'attention de nombreuses personnes sur le Bitcoin. Certains pensent que cela a ouvert la boîte de Pandore de l'écosystème Bitcoin. Parmi les nombreux développements technologiques de l'écosystème Bitcoin, la construction de la couche deux est primordiale. Cet article s'inspire de certains articles connus sur Internet, ainsi que des échanges avec plusieurs amis, et résume les connaissances de base sur la couche deux du Bitcoin. J'espère que cela pourra susciter des idées et attirer davantage de personnes à affiner les réflexions connexes, pour faire avancer ce domaine.

Le monde de la blockchain a commencé avec le Bitcoin et se terminera également avec l'écosystème Bitcoin. L'Ethereum est essentiellement une exploration de la technologie des sidechains du Bitcoin.

Les termes "construction de deuxième couche" et "construction de réseau de deuxième couche" sont utilisés de manière interchangeable dans cet article. La construction de deuxième couche est un concept plus large, mais pour s'adapter aux termes couramment utilisés dans l'industrie, on utilise également "construction de réseau de deuxième couche".

Une synthèse des connaissances de base sur le réseau de deuxième couche de Bitcoin

1. La mission de Layer2

Pour comprendre les problèmes fondamentaux à résoudre dans la construction de la seconde couche de Bitcoin, commençons par les caractéristiques de base des systèmes de blockchain.

1.1 Les caractéristiques fondamentales et les besoins de la blockchain

Nous adoptons le concept proposé par Vitalik : la blockchain est un "ordinateur mondial". Comprendre les diverses caractéristiques de la blockchain sous cet angle sera plus clair. Par la suite, nous analyserons la possibilité de développement de cet "ordinateur mondial" en nous basant sur la structure de von Neumann de l'ordinateur.

Quelques caractéristiques fondamentales de la blockchain :

Ouvert et transparent : C'est la caractéristique de stockage des données et d'exécution des instructions de la "machine mondiale" qu'est la blockchain, ainsi que la nécessité interne d'une participation collaborative de nombreux nœuds distribués à travers le monde. Cette caractéristique répond au droit à l'information des utilisateurs concernant les données, et elle est le résultat commun des exigences internes de collaboration de cette "machine mondiale" et des besoins externes des utilisateurs.

Décentralisé : C'est une caractéristique architecturale de cet "ordinateur mondial". Le degré de décentralisation et la tolérance aux pannes sont théoriquement soutenus par le théorème des généraux byzantins. Les systèmes non byzantins ne sont théoriquement pas des systèmes de blockchain. Le degré de décentralisation est un indicateur important de la sécurité de la blockchain et constitue également la base de certaines caractéristiques.

Sécurité : La sécurité est composée des exigences internes générées par les caractéristiques architecturales de cet "ordinateur mondial" et des exigences externes nécessaires aux utilisateurs. Au niveau microscopique, la sécurité est garantie par des technologies liées à la cryptographie, tandis qu'au niveau macroscopique, elle est assurée par la décentralisation de l'architecture, de sorte qu'elle ne sera pas affectée par la falsification de données microscopiques ou la destruction de l'architecture macroscopique.

Capacité de calcul : Une des principales fonctionnalités de cette machine mondiale qu'est la blockchain est sa capacité de calcul. Pour mesurer cet indicateur, on examine généralement s'il est Turing-complet. Certaines chaînes, pour maintenir leurs caractéristiques principales, sont intentionnellement conçues comme non Turing-complètes. Par exemple, le réseau Bitcoin, Satoshi Nakamoto a non seulement rendu ses instructions de code non Turing-complètes, mais a également délibérément supprimé certaines instructions au cours de son développement, afin de maintenir sa stabilité et sa sécurité. Toutes les technologies Turing-complètes visent à étendre la capacité de calcul de la blockchain.

Performance : Dans le cas d'une capacité de calcul identique, la performance est une autre capacité principale à évaluer dans le monde des ordinateurs blockchain. On la mesure généralement en TPS.

Stockage : La blockchain est décrite comme un "ordinateur mondial", donc elle doit avoir des fonctionnalités de stockage, c'est-à-dire la capacité d'enregistrer des données. Actuellement, les données sont principalement stockées dans des blocs, tandis que le stockage en chaîne hors bloc, plus spécialisé, est encore en cours de développement.

Confidentialité : La confidentialité est un besoin segmenté dans la "machine mondiale", c'est-à-dire l'exigence de maintenir les droits d'accès des producteurs et des utilisateurs de données pendant le processus de calcul et de stockage. Cela est essentiellement motivé par les besoins externes des utilisateurs.

Il existe également un indicateur global d'évolutivité, qui fait généralement référence à l'évolutivité de l'ensemble de l'architecture, cette caractéristique influence la plupart des caractéristiques fondamentales. Au niveau de l'architecture, l'évolutivité du système est un indicateur très important.

Parmi les caractéristiques fondamentales de ces blockchains, la plupart sont soumises à des relations de développement mutuel limitées par le triangle impossible. Par exemple, la conjecture DSS concerne la décentralisation(, la sécurité) et l'évolutivité(.

Dans un système distribué, un triangle similaire d'impossibilité est le principe CAP. CAP fait référence à la consistance )Consistency(, la disponibilité )Availability( et la tolérance aux partitions )Partition tolerance(, qui ne peuvent pas être toutes satisfaites. Les systèmes blockchain sont des systèmes distribués soumis au problème des généraux byzantins, donc le principe CAP s'applique également.

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) 1.2 Rôle de la construction de la deuxième couche

Quels rôles doivent être remplis dans la construction de la couche deux ? Quelles fonctionnalités doit-elle offrir ? La construction de la couche deux doit nécessairement combler les lacunes du système de couche un et réaliser des tâches qui ne conviennent pas à être effectuées sur le système de couche un.

À partir des caractéristiques de la blockchain résumées ci-dessus, on peut tirer une première conclusion, qui est d'étendre ces capacités fondamentales : transparence publique, décentralisation, sécurité, capacité de calcul, performance (, débit ), stockage, confidentialité, etc. En plus de ces capacités fondamentales d'un point de vue technologique, il y a un problème économique très important à résoudre, à savoir réduire les coûts. En général, le coût global des transactions exécutées sur un réseau de première couche est relativement élevé, il est donc nécessaire d'utiliser un réseau de seconde couche pour réduire ces coûts.

En résumé, les solutions dans les trois dimensions d'augmentation de capacité, de réduction des coûts et de personnalisation des caractéristiques sont toutes des constructions de deuxième couche. En ce qui concerne la personnalisation des caractéristiques, elle n'est pas encore suffisamment évidente ou se cache souvent derrière les deux premières caractéristiques, ce qui peut prêter à confusion. Nous pouvons comprendre cela de cette manière : les caractéristiques du réseau de première couche varient en fonction des besoins de nombreuses applications, et il est possible d'ajuster le degré de mise en œuvre de diverses caractéristiques sur la deuxième couche pour certaines applications.

Dans la construction de la couche 2, les capacités fondamentales de la blockchain seront compromises de différentes manières, certaines caractéristiques seront réduites, voire abandonnées, en échange d'une amélioration significative de certaines caractéristiques. Par exemple : certaines couches 2, afin d'améliorer les performances, vont réduire le degré de décentralisation et diminuer la sécurité ; certaines couches 2, pour augmenter le débit, comme le réseau Lightning, modifieront la structure du système et la manière dont les règlements sont effectués. D'autres, tout en maintenant les caractéristiques fondamentales, renforceront certaines caractéristiques, par exemple, la méthode de traitement RGB, qui augmente clairement la confidentialité et la résistance à la censure, mais augmente la difficulté de mise en œuvre technique.

La réduction des coûts devrait être un besoin fondamental de toutes les constructions de deuxième couche.

1.3 Pourquoi faire une conception en couches?

La conception en couches est un moyen et une méthodologie pour les humains de traiter des systèmes complexes, en divisant le système en plusieurs structures de couches et en définissant les relations et les fonctions entre les couches, afin de réaliser la modularité, la maintenabilité et l'évolutivité du système, ce qui améliore l'efficacité et la fiabilité de la conception du système.

Pour un système de protocole vaste et complexe, l'utilisation de la hiérarchisation présente des avantages évidents. Cela facilite la compréhension, le travail de division et l'amélioration modulaire, entre autres. Comme dans la conception du modèle en sept couches ISO/OSI dans les réseaux informatiques, il est possible de combiner certaines couches dans une mise en œuvre spécifique, par exemple, le protocole réseau spécifique TCP/IP qui est un protocole à quatre couches.

Les avantages de la stratification des protocoles sont les suivants :

  1. Chaque niveau est indépendant. Un niveau n'a pas besoin de savoir comment son niveau suivant est implémenté, il doit simplement connaître les services fournis par les interfaces entre les niveaux. De cette manière, la complexité globale du problème est réduite. Autrement dit, la façon dont le travail du niveau précédent est réalisé n'affecte pas le travail du niveau suivant, ainsi, lors de la conception du travail de chaque niveau, il suffit de garantir que les interfaces restent inchangées, ce qui permet d'ajuster librement les méthodes de travail au sein du niveau.

2.Bonne flexibilité. Lorsque n'importe quel niveau change, tant que la relation entre les interfaces de niveau reste inchangée, les niveaux supérieurs ou inférieurs ne sont pas affectés. Lorsqu'un niveau subit une innovation technologique ou rencontre un problème dans son fonctionnement, cela n'impacte pas le travail des autres niveaux, et lors de la résolution de problèmes, il suffit de considérer uniquement les problèmes de ce niveau.

3.Structure pouvant être divisée. Chaque couche peut adopter la technologie la plus appropriée pour sa mise en œuvre. Le développement technologique est souvent asymétrique, et la division hiérarchique évite efficacement l'effet du tonneau, sans que l'imperfection d'un aspect technique n'affecte l'efficacité globale du travail.

4.Facile à réaliser et à maintenir. Cette structure rend la réalisation et le débogage d'un système vaste et complexe faciles à gérer, car l'ensemble du système a été décomposé en plusieurs sous-systèmes relativement indépendants. Lors du débogage et de la maintenance, chaque couche peut être déboguée séparément, évitant ainsi les situations où il est impossible de trouver ou de résoudre des problèmes.

5.Peut promouvoir le travail de normalisation. Parce que chaque couche a une description précise de ses fonctions et des services qu'elle fournit. Le principal avantage de la normalisation est qu'il est possible de remplacer librement l'une des couches, ce qui est très pratique pour l'utilisation et la recherche.

La pensée de conception modulaire en couches est une méthode courante dans le domaine technique pour traiter un projet d'ingénierie vaste, nécessitant la collaboration de plusieurs personnes et une amélioration continue, et c'est une méthode éprouvée et efficace.

Un aperçu des connaissances de base sur le réseau de deuxième couche de Bitcoin

2. Plusieurs idées de construction pour le Layer2 de Bitcoin

Il existe trois principales voies de développement pour la deuxième couche de Bitcoin :

###1(Une méthode est une approche d'extension basée sur la chaîne, très similaire à la couche deux de l'EVM, c'est une structure de blockchain;

)2(Une sorte de route basée sur la distribution, représentée par le réseau Lightning, est une structure distribuée.

)3( Il existe également une voie basée sur un système centralisé, représentée par un index centralisé, qui est une structure centralisée.

Les deux premières méthodes ont chacune leurs caractéristiques, et il existe déjà certains produits en usage et d'autres en cours d'exploration. Pour la première méthode, grâce au développement florissant d'Ethereum et à l'exploration d'autres chaînes imitant le Bitcoin, l'extension de deuxième couche basée sur la chaîne est relativement plus facile, avec plus de cas de référence. La deuxième méthode, qui est basée sur une approche distribuée, est généralement plus difficile, et son développement est également un peu plus lent, représenté par le réseau Lightning. La troisième méthode est très controversée, car elle ne ressemble pas à une construction de deuxième couche, mais semble néanmoins remplir les fonctions d'une construction de deuxième couche.

Quelle solution de construction de couche 2 est la meilleure ? Nous utilisons un résultat de marché comme critère de mesure, le réseau de couche 2 avec la valeur totale verrouillée TVL) Total Value Locked( la plus élevée sera la solution optimale. Avec le temps et le développement technologique, cette solution optimale sera un processus évolutif.

Concernant la définition des réseaux de deuxième couche pour Bitcoin, tout ce qui repose sur le réseau Bitcoin et établit des liens techniques avec ce dernier, tout en ayant certaines caractéristiques supérieures au réseau de première couche de Bitcoin, est considéré comme une construction de deuxième couche pour Bitcoin. En d'autres termes : tant que le BTC est consommé comme gaz, et que le BTC est utilisé comme actif de base, les systèmes qui étendent les performances de Bitcoin sont considérés comme une construction de deuxième couche. Sur la base de ce jugement, nous devrions reconnaître un troisième type de construction de deuxième couche, à savoir les constructions de deuxième couche de structure centralisée.

Le développement technologique de Bitcoin lui-même, comme la modification d'OP_RETURN, Taproot, les signatures Schnorr, MAST et Tapscript, devrait être conçu pour connecter les couches une et deux, et ne devrait pas être utilisé pour développer trop de fonctionnalités, car le réseau de première couche, peu importe son expansion, ne connaîtra pas de percée qualitative. Il est nécessaire de construire une seconde couche. Cependant, en l'absence de meilleurs produits de seconde couche pour Bitcoin, ces capacités technologiques de connexion entre la première et la seconde couche seront utilisées de manière excessive pendant un certain temps.

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) 2.1 Construction de deuxième couche basée sur la chaîne

Les premières chaînes de clones de Bitcoin ont exploré diverses possibilités, comme "Colorcoin"( les jetons colorés), "CovertCoins" et "MasterCoin" ; différents clones de Bitcoin pour l'extension, comme BCH### Bitcoin Cash(, BSV) Bitcoin SV(, BTG) Bitcoin Gold( ; diverses technologies de sidechain sont basées sur des cas de construction d'expansion de chaînes, on peut dire qu'il s'agit d'un type général de seconde couche.

Incluant Ethereum, c'est aussi une exploration d'amélioration basée sur Bitcoin. Vitalik, face à l'inefficacité de convaincre d'autres équipes de projet, a constitué sa propre équipe pour publier un livre blanc et développer un nouveau système de blockchain, en réponse aux imperfections de Bitcoin : le système sans compte de l'UTXO, le langage d'exécution non Turing-complet, la mauvaise évolutivité, etc. Bien que cette exploration d'Ethereum ne soit pas directement une construction de deuxième couche sur Bitcoin, elle constitue, au sens large, une exploration de construction basée sur la chaîne.

Ethereum pour Bitcoin

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Commentaire
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Ser_Liquidatedvip
· Il y a 16h
btc est toujours le boss, qui comprend ça ?
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PositionPhobiavip
· 08-10 02:34
Débutant, faites attention, l'expansion de btc off-chain devrait se développer comme ça.
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FarmHoppervip
· 08-10 02:32
btc après tout c'est chute à zéro
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HashBrowniesvip
· 08-10 02:27
L2 est le dernier kilomètre de Bitcoin
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GasFeeNightmarevip
· 08-10 02:23
chute de moi je ne peux même plus payer le gas, Layer2 dépêche-toi de me sauver
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OnChainArchaeologistvip
· 08-10 02:22
C'est juste l'effet Matthieu, le BTC passe directement sur le Mainnet pour profiter des frais de gas.
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AirdropHunter007vip
· 08-10 02:18
Enfin, je peux shorting l'eth, le btc est vraiment le véritable chemin.
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