比特币第二层技术:解决方案、运作方式和优势

xianliang 1,279次浏览

摘要: 比特币第二层 (L2) 是建立在比特币区块链之上的次级协议或网络,旨在解决其可扩展性限制并提高交易吞吐量、费用和速度。一些比特币 L2 还引入了智能合约功能,从而实现了比特币上的去中心化金融 (defi) 等新用例……

比特币第二层 (L2) 是建立在比特币区块链之上的次级协议或网络,旨在解决其可扩展性限制并提高交易吞吐量、费用和速度。一些比特币 L2 还引入了智能合约功能,从而实现了比特币上的去中心化金融 (defi) 等新用例。比特币 L2 通过创建独立于主网络的执行层来扩展比特币区块链。该执行层处理链下交易,然后将交易数据提交给比特币区块链进行最终结算。

比特币和以太坊第二层的主要区别是什么?
比特币和以太坊 L2 解决方案之间的主要区别源于两个基础层区块链之间的基本架构区别。以下是一些主要区别:

1.安全继承:与以太坊的 L2 不同,验证者会主动验证 L2 交易,从而从以太坊主网直接继承安全,而比特币的 L2 网络目前无法从相同的直接参与中受益。比特币 L2 依靠其自己的独立安全协议和机制来验证 L2 网络内部的交易。

2.交易验证:虽然以太坊 L2 可以利用以太坊主网验证复杂状态转换、欺诈证明和零知识证明的能力,但比特币网络缺乏这种高级验证能力。与以太坊相比,这限制了可以在比特币上构建的 L2 解决方案的类型。

3.智能合约功能:以太坊被设计为通用区块链,原生支持智能合约,而比特币则不然。因此,虽然两者都以可扩展性为目标,但比特币第二层还侧重于为比特币引入增强的可编程性和智能合约功能。

4.结算层:比特币第二层在比特币区块链上结算交易,利用工作量证明共识提供的著名安全性和去中心化。以太坊第二层在以太坊主网上结算,采用安全性可能较低的权益证明共识模型。

比特币第二层如何运作?
区块链网络由两层组成:执行层和共识层。执行层处理交易计算,而共识层验证并批准这些交易。比特币 L2 开发了一个单独的执行层,用于处理链下交易并将其提交给比特币共识层进行最终结算。这使得 L2 网络可以使用各种技术(例如 rollups)来提高效率。
1.状态通道
状态通道(例如闪电网络中使用的通道)允许双方在链下进行无限数量的比特币交易,而无需在主比特币区块链上记录每笔交易。这种方法大大提高了交易速度并降低了成本。

要打开一个渠道,双方需要将一定数量的比特币锁定到比特币区块链上的多重签名 (multisig) 地址中。比特币上的多重签名地址是一种需要多人授权和签署交易的地址,而不仅仅是一个人。他们就此渠道之间比特币的初始分配达成一致。一旦渠道开通,双方就可以进行无限数量的链下交易,交换签名的交易数据以更新渠道当前状态下各自的比特币余额。在此过程中,这些交易不会广播到比特币网络。

交易完成后,双方签署并向比特币区块链广播渠道的最终状态。该最终状态反映了双方之间最新商定的比特币分配。多重签名条件得到满足,允许根据最终余额重新分配资金。

2.侧链
比特币侧链(例如 Liquid Network)在与比特币挂钩的独立区块链上运行。这些侧链利用自己的共识机制,实现更快的交易和附加功能,同时定期在比特币主链上中继和完成交易。比特币侧链的工作原理如下:

双向挂钩:实现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固定在主链上。然后,侧链检测到此锁定事件,并通过在侧链上铸造和释放等量的代币(通常称为 sBTC(侧链BTC))做出响应,代表主链上锁定的比特币。一旦进入侧链,用户可以自由地转移和使用这些代币用于各种目的,例如交易和智能合约,从而受益于侧链更快、更高效的共识机制。要将资产返回比特币主链,用户需要销毁或销毁侧链代币。主链检测到此销毁事件,然后将最初锁定的比特币释放回主链上的用户地址。

联盟/验证者:为了安全地管理和验证双向挂钩过程,侧链采用了联盟或一组验证者。该联盟执行多项关键功能。联盟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起着至关重要的作用。它们监控两条链上资产的锁定和解锁,确保准确记录交易。它们还验证双方移动的资产数量是否匹配,以防止双重支付等问题。该联盟可以由受信任方、多重签名脚本或智能合约操作,所有这些都致力于维护资产转移过程的完整性和安全性。

独立共识:侧链的一个决定性特征是其独立的共识机制,该机制独立于比特币主链运行。这种独立性允许侧链实现自定义区块参数,包括针对其特定用例优化的不同区块时间、区块大小和交易吞吐量。它们利用独特的共识算法,例如权威证明 (PoA) 或委托权益证明 (DpoS),这些算法可能更高效或更适合侧链的用途。此外,侧链还引入了智能合约、隐私增强和其他可扩展性解决方案等高级功能,而这些功能在比特币主链上并不常见。

3.汇总
Rollup 技术是通过将交易执行和数据转移到单独的链或层,同时仍然锚定比特币,来提高比特币网络的扩展性和效率。用户提交交易至 Rollup 链,其处理并更新账户余额,然后将这些交易数据压缩成加密证明,并定期提交给比特币链。然而,比特币上的 Rollup 面临着验证证明的挑战。

主权汇总和扩展比特币脚本是两种解决方案。主权汇总独立运行,依赖于比特币作为数据可用性层,但不依赖其提供有效性证明。而扩展比特币脚本则通过扩展比特币的脚本语言和操作码(如 OP_CAT 或 WTC),使其能够验证和执行汇总状态转换,尽管这可能需要软分叉升级。

比特币第二层的优势
比特币的第一层虽然以其安全性和去中心化而闻名,但也存在一些性能限制。比特币主链上的交易需要大约 10 分钟才能确认,缺乏智能合约功能,并且由于网络拥堵而经常产生高额交易费。为了应对这些挑战,比特币第二层解决方案已经开发出来,提供了一系列增强功能,可显著提高比特币网络的可用性和功能性。

1.可扩展性:比特币第二层解决方案最显著的优势之一是它们能够大幅提高网络的交易容量。通过在主区块链之外处理交易,第二层项目每秒可以处理比比特币基础层高得多的交易量。这种卸载减少了主链上的拥塞,从而使网络运行更加顺畅和高效。增强的可扩展性对于比特币在日常交易和高频交易中的广泛采用至关重要。

2.降低交易费用:由于第二层交易不需要将所有交易数据记录在比特币区块链上,因此它们大大减少了需要存储的数据量。这导致交易费用降低,使微交易和其他小额转账在经济上可行。用户受益于成本的降低,这对于汇款和小额支付等应用程序尤其重要,因为高昂的费用可能令人望而却步。

3.更快的确认:第二层解决方案提供近乎即时的交易确认,与比特币主链上 10 分钟的平均区块时间形成鲜明对比。这种快速的确认时间对于需要快速结算的用例(例如销售点交易和在线商务)至关重要。实现更快确认的能力可增强用户体验并扩大比特币的实际应用范围。

4.增强隐私:一些第二层实现提供了增强的隐私功能。洋葱路由和支付渠道匿名等技术使追踪交易变得更加困难,为用户提供了更高级别的隐私。

5.智能合约功能:某些比特币第二层项目在比特币之上启用了智能合约功能。此附加功能解锁了新的用例,包括 dapps 和 defi 协议。

6.继承的安全性:第二层解决方案从底层比特币区块链中获得一定程度的安全性。通过将交易锚定到比特币强大且分散的工作量证明共识上,第二层网络可以从保护比特币网络的强大计算能力中受益。

随机内容