Глубинный анализ второго уровня Биткойна: масштабирование, снижение затрат и кастомизированное развитие

Основы второго уровня сети Биткойн

Возрождение Биткойн-надписей принесло новую жизнь экосистеме Биткойн, привлекло внимание большего числа людей к Биткойн. Некоторые считают, что это открыло ящик Пандоры экосистемы Биткойн. Среди множества технологических разработок в экосистеме Биткойн, строительство второго уровня является приоритетом. В данной статье собраны основные знания о втором уровне Биткойн, заимствованные из известных статей в интернете и обмена мнениями с несколькими друзьями. Надеюсь, что это послужит толчком для привлечения большего числа людей к совершенствованию соответствующих идей и содействию развитию этой области.

Мир блокчейна начинается с Биткойна и завершится экосистемой Биткойна. Эфириум по сути также является исследованием технологии сайдчейна Биткойна.

В данной статье понятия "вторичный уровень строительства" и "строительство вторичных сетей" используются как взаимозаменяемые. Строительство вторичного уровня является более широким понятием, но для соответствия общепринятой терминологии в отрасли также будет использоваться "строительство вторичных сетей".

Один документ, систематизирующий базовые знания о втором уровне Биткойн сети

1. Миссия второго уровня Layer2

Чтобы понять основные проблемы, которые необходимо решить при строительстве второго уровня Биткойна, начнем с обсуждения базовых характеристик блокчейн-систем.

1.1 Основные характеристики и потребности блокчейна

Мы принимаем концепцию, предложенную Виталиком: блокчейн — это "мировой компьютер". С этой точки зрения понимание различных характеристик блокчейна станет более ясным. Позже мы также проанализируем возможности развития этого "мирового компьютера" на основе структуры фон Неймана.

Некоторые основные характеристики блокчейна:

Открытость и прозрачность: Это характеристика хранения данных и выполнения команд в блокчейне, этой "мировой вычислительной машине", а также внутренняя потребность в совместных вычислениях, требующая участия множества распределенных узлов по всему миру. Эта характеристика удовлетворяет право пользователей на информированность о данных, являясь результатом внутреннего требования к сотрудничеству этой "мировой вычислительной машины" и внешних потребностей пользователей.

Децентрализация: Это архитектурная особенность этой "мировой вычислительной машины". Степень децентрализации и устойчивости к ошибкам теоретически поддерживаются теорией византийских генералов. Невизантийские генералы теоретически не являются блокчейн-системами. Степень децентрализации является важным показателем безопасности блокчейна и основой для некоторых характеристик.

Безопасность: Безопасность обеспечивается внутренними требованиями, вытекающими из архитектурных особенностей этой "мировой вычислительной машины", и внешними требованиями пользователей. На микроскопическом уровне безопасность гарантируется технологиями, связанными с криптографией, а на макроскопическом уровне — децентрализацией архитектуры, что позволяет избежать влияния на безопасность из-за подделки микроданных или разрушения макроархитектуры.

Вычислительная мощность: Основная функция этой мировой вычислительной машины — вычислительная мощность. Для измерения этого показателя обычно используется проверка на полноту Тьюринга. Некоторые цепочки специально разрабатываются как неполные по Тьюрингу, чтобы сохранить свои основные характеристики. Например, в сети Биткойн Сатоши Накамото не только не сделал инструкции кода полными по Тьюрингу, но и на этапе разработки специально удалил некоторые наборы инструкций, чтобы сохранить стабильность и безопасность. Все технологии, полные по Тьюрингу, направлены на расширение вычислительной мощности блокчейна.

Производительность: При одинаковой вычислительной мощности производительность является еще одной ключевой способностью, которую необходимо оценить в мире блокчейна. Обычно измеряется в TPS.

Хранение: Блокчейн описывается как "мировой компьютер", значит, он должен обладать функцией хранения, то есть способностью записывать данные. В настоящее время в основном данные хранятся в блоках, более профессиональное хранение данных вне блоков, на цепочке, все еще находится в стадии разработки.

Приватность: Приватность является подкатегорией требований в "мировом компьютере", которая требует сохранения диапазона прав данных производителей и пользователей в процессе вычислений и хранения. Это в основном обусловлено внешними потребностями пользователей.

Есть еще один комплексный показатель масштабируемости, который обычно относится к масштабируемости всей архитектуры, эта особенность влияет на большинство основных характеристик. На уровне архитектуры масштабируемость системы является очень важным показателем.

В этих основных характеристиках блокчейна в основном ограничиваются взаимными отношениями, подчиняющимися невозможному треугольнику. Например, гипотеза DSS, а именно децентрализация (Децентрализация ), безопасность (Безопасность ) и масштабируемость (Масштабируемость ).

В распределенных системах существует аналогичный невозможный треугольник — принцип CAP. CAP означает, что в распределенной системе согласованность (Consistency), доступность (Availability) и устойчивость к разделению (Partition tolerance) невозможно достичь одновременно. Блокчейн-система является распределенной системой с проблемой византийских генералов, поэтому принцип CAP также применим к ней.

Один текст, систематизирующий базовые знания о втором уровне сети Биткойн

1.2 Роль второго уровня строительства

Какие роли должны быть выполнены при строительстве второго уровня? Какие функции он должен предоставлять? Строительство второго уровня должно обязательно компенсировать недостатки первой системы, выполняя те задачи, которые не подходят для выполнения на первой системе, на втором уровне.

Из вышеприведенных характеристик блокчейна можно сделать предварительный вывод, что необходимо расширять эти базовые возможности:открытость и прозрачность, децентрализация, безопасность, вычислительная способность, производительность ( пропускная способность ), хранение, конфиденциальность и т.д. Кроме этих базовых возможностей с технической точки зрения, существует еще одна очень важная экономическая проблема, которую необходимо решить, а именно снижение затрат, как правило, совокупные затраты на выполнение транзакций в одноуровневой сети довольно высоки, необходимо использовать двухуровневую сеть для снижения этих затрат.

В двух словах, планы по увеличению емкости, снижению затрат и кастомизации — это все решения второго уровня. Что касается кастомизации, то в настоящее время это еще не так очевидно или часто скрыто за первыми двумя характеристиками, что иногда вызывает недоумение. Мы можем понять это так: особенности первого уровня необходимы для многих приложений в разной степени, и на втором уровне можно переосмыслить степень реализации различных характеристик для определенных приложений.

В строительстве второго уровня базовые возможности блокчейна будут иметь свои компромиссы, некоторые характеристики будут снижены или даже отбрасываться в обмен на значительное улучшение других характеристик. Например: некоторые второго уровня для повышения производительности будут снижать степень децентрализации и безопасность; некоторые второго уровня для увеличения пропускной способности, такие как сеть Lightning, будут изменять структуру системы и способы расчета. Есть и такие, которые, не снижая базовые характеристики, усиливают определенную характеристику, например, способ обработки RGB, который явно увеличивает конфиденциальность и устойчивость к цензуре, но увеличивает сложность технической реализации.

Снижение затрат должно быть основным требованием для всех вторичных построек.

1.3 Почему необходимо делать многослойный дизайн?

Слойное проектирование является средством и методологией, с помощью которых человек обрабатывает сложные системы, разделяя систему на несколько уровневых структур и определяя отношения и функции между слоями, чтобы достичь модульности, поддерживаемости и расширяемости системы, тем самым повышая эффективность и надежность проектирования системы.

Для обширной и крупной системы протоколов использование иерархии будет иметь явные преимущества. Это упрощает понимание, облегчает распределение задач и позволяет легко улучшать модули. Например, как в семиуровневой модели ISO/OSI в компьютерных сетях, но в конкретной реализации можно объединить некоторые уровни, например, конкретный сетевой протокол TCP/IP является четырехуровневым протоколом.

Конкретно о преимуществах многоуровневых протоколов:

1.Каждый уровень независим друг от друга. Один уровень не должен знать, как реализован следующий, а лишь должен знать о сервисах, предоставляемых через интерфейсы между уровнями. Таким образом, общая сложность проблемы уменьшается. Это означает, что то, как выполняется работа предыдущего уровня, не влияет на работу следующего уровня, поэтому при проектировании работы на каждом уровне мы можем свободно настраивать внутренние методы работы, лишь бы интерфейсы оставались неизменными.

2.Хорошая гибкость. Когда происходит изменение на любом уровне, если взаимосвязь между уровнями остается неизменной, то уровни выше или ниже не подвергаются влиянию. Когда на каком-то уровне происходит техническая инновация или возникают проблемы в работе, это не затрагивает работу других уровней; при устранении проблемы нужно учитывать только проблему этого уровня.

3.Структурно разделимы. Каждый уровень может использовать наиболее подходящие технологии для реализации. Развитие технологий часто асимметрично, и иерархическое распределение эффективно избегает эффекта бочки, не позволяя недостаткам в одной области технологий влиять на общую рабочую эффективность.

4.Легкость в реализации и обслуживании. Эта структура облегчает реализацию и отладку большой и сложной системы, так как вся система разбита на несколько относительно независимых подсистем. При отладке и обслуживании можно отдельно отлаживать каждый уровень, что позволяет избежать ситуации, когда невозможно найти и решить ошибку.

5.Может способствовать стандартизации. Поскольку функции каждого уровня и предоставляемые ими услуги уже точно описаны. Преимущество стандартизации заключается в том, что можно произвольно заменять любой из уровней, что очень удобно для использования и исследования.

Модульный дизайн на основе многослойной архитектуры — это распространенный способ обработки обширной функции в технической области, требующей совместной работы нескольких людей и постоянного улучшения инженерного проекта, который был проверен на практике и оказался эффективным.

Однообразный обзор основ знаний о втором уровне сети Биткойн

2. Несколько подходов к строительству Layer2 для Биткойн

У Биткойна есть три основных направления строительства второго уровня:

(1)Один из них - это расширенный маршрут на основе цепочки, очень похожий на второй уровень EVM, это структура блокчейна;

(2) один из основан на распределённом маршруте, представленном сетью Lightning, является распределённой структурой.

(3)Существует еще один маршрут, основанный на централизованной системе, представленный централизованным индексом, который является централизованной структурой.

Первые два способа очень интересны, уже есть несколько используемых продуктов и продуктов в стадии исследования. Что касается первого способа, благодаря бурному развитию Эфириума и исследованиям других цепочек, имитирующих Биткойн, расширение второго уровня на основе цепи относительно проще, можно обратиться к большему количеству примеров. Второй способ, основанный на распределенной системе, обычно более сложен, его развитие также идет медленнее, ярким представителем является сеть Lightning. Третий способ вызывает много споров, потому что он не выглядит как строительство второго уровня, но, похоже, выполняет функции, характерные для второго уровня.

Какой из вариантов строительства второго уровня лучше? Мы используем результаты рыночных тестов в качестве критерия оценки: тот второй уровень сети, который имеет более высокую общую заблокированную стоимость TVL(Total Value Locked), является оптимальным решением. С течением времени и развитием технологий этот оптимальный вариант будет меняться.

Определение второго уровня сети Биткойн заключается в том, что, основываясь на сети Биткойн и устанавливая с ней техническую связь, некоторые характеристики, которые превосходят первую уровень сети Биткойн, считаются строительством второго уровня Биткойн. Другими словами: если для работы используется BTC в качестве газа и BTC является базовым активом, то система, которая расширяет функциональность Биткойн, считается строительством второго уровня. Исходя из этого суждения, мы должны признать третий тип строительства второго уровня, а именно централизованную структуру второго уровня.

Развитие технологий самого Биткойна, таких как изменение OP_RETURN, Taproot, Schnorr-подписи, MAST, Tapscript, должно быть направлено на связь первого и второго уровней, не следует слишком активно использовать эти технологии для разработки функций, поскольку расширение первого уровня не приведет к качественному прорыву, необходимо развивать второй уровень. Но в отсутствие более удобных продуктов второго уровня Биткойна, эти технологии связи первого и второго уровней будут чрезмерно использоваться в течение некоторого времени.

Один текст для систематизации основ знаний о втором уровне Биткойна

2.1 Строительство второго уровня на основе цепочки

Ранние имитации Биткойна сделали множество исследований, такие как "Colorcoin"(цветные токены), "CovertCoins" и "MasterCoin"; различные расширения Биткойна, такие как BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); различные технологии сайдчейнов являются примерами расширения цепочки, можно сказать, что это своего рода обширный второй уровень.

Включая Эфир, это также является улучшением, основанным на Биткойне. Виталик, не добившись успеха в убеждении других команд проектов, сам собрал команду для публикации белой книги, сосредотачиваясь на недостатках Биткойна: отсутствие учетной системы UTXO, не полностью тьюрингова вычислительная система, плохая масштабируемость и другие проблемы, и разработал новое поколение блокчейн-системы. Хотя эта исследовательская работа Эфира не является прямым строительством второго уровня на Биткойне, в широком смысле это исследование строительства на основе цепочки.

Эфир для Биткойн

BTC0.85%
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
  • Награда
  • 7
  • Репост
  • Поделиться
комментарий
0/400
Ser_Liquidatedvip
· 17ч назад
btc всегда на высоте, кто понимает?
Посмотреть ОригиналОтветить0
PositionPhobiavip
· 08-10 02:34
Новичок慎入 btcв блокчейне扩容就该这么发展的呀
Посмотреть ОригиналОтветить0
FarmHoppervip
· 08-10 02:32
btc после падения до нуля
Посмотреть ОригиналОтветить0
HashBrowniesvip
· 08-10 02:27
L2 — это последняя миля Биткойна
Посмотреть ОригиналОтветить0
GasFeeNightmarevip
· 08-10 02:23
падение, я даже не могу заплатить за Газ, Layer2, спаси меня быстро.
Посмотреть ОригиналОтветить0
OnChainArchaeologistvip
· 08-10 02:22
Это просто эффект Матфея, BTC все равно напрямую выходит на Основную сеть, плата за газ привлекательна.
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropHunter007vip
· 08-10 02:18
Наконец-то можно шортить ETH, BTC — это настоящий путь.
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить