Análisis completo de la segunda capa de Bitcoin: principios, clasificación y tendencias de desarrollo

Sistema de conocimiento básico de la red de segunda capa de Bitcoin

El auge de las inscripciones de Bitcoin ha traído nueva vida al ecosistema de Bitcoin, haciendo que más personas vuelvan a prestar atención a Bitcoin. Algunos creen que esto ha abierto la caja de Pandora del ecosistema de Bitcoin. Entre los numerosos desarrollos tecnológicos en el ecosistema de Bitcoin, la construcción de la segunda capa es de suma importancia. Este artículo se basa en artículos conocidos en línea, en intercambios con varios amigos y en la experiencia del equipo en el diseño y desarrollo de productos Web3, y resume los conocimientos básicos sobre la segunda capa de Bitcoin.

El mundo de la blockchain comienza con Bitcoin y termina con el ecosistema de Bitcoin. Ethereum también puede considerarse como una exploración de tecnología de cadena lateral de Bitcoin.

En este artículo, los conceptos de "construcción de segunda capa" y "construcción de red de segunda capa" son intercambiables. La construcción de segunda capa es un concepto más amplio, pero para adaptarse a la terminología común en la industria, también se utilizará "construcción de red de segunda capa".

Una revisión del sistema de conocimientos básicos de la segunda capa de Bitcoin

1. La misión de Layer2

Para entender los problemas básicos que necesita resolver la construcción de la segunda capa de Bitcoin, comenzaremos desde las características fundamentales del sistema blockchain.

1.1 Características básicas y necesidades de la blockchain

Este artículo utiliza el concepto propuesto por Vitalik: la blockchain es una "computadora mundial". Desde esta perspectiva, entender las múltiples características de la blockchain será más claro. Más adelante, también se analizará la posible evolución de esta "computadora mundial" según la estructura de Von Neumann de los ordenadores.

Las características fundamentales de la blockchain incluyen:

  • Público y transparente: las características de almacenamiento de datos y ejecución de instrucciones de la "computadora mundial" de blockchain, también son una necesidad interna para la participación conjunta en el cálculo de nodos distribuidos globalmente. Satisface el derecho a la información de los usuarios sobre los datos.

  • Descentralización: la característica arquitectónica de la "computadora mundial" de la blockchain. El grado de descentralización y la tolerancia a fallos son respaldados por la teoría de los generales bizantinos. El grado de descentralización es un indicador importante de la seguridad de la blockchain.

  • Seguridad: compuesta por la demanda interna generada por las características de la "computadora mundial" y la demanda externa requerida por los usuarios. A nivel micro, garantizada por la tecnología criptográfica, y a nivel macro, garantizada por la arquitectura descentralizada.

  • Capacidad de cálculo: La función principal de la "computadora mundial" de blockchain. Normalmente se mide mediante la completitud de Turing. Algunas cadenas están diseñadas intencionalmente como incompletas de Turing para mantener características principales.

  • Rendimiento: bajo la misma capacidad de cálculo, se examina otra capacidad principal de la "computadora mundial" de blockchain. Generalmente se mide con TPS(, el número de transacciones procesadas por segundo ).

  • Almacenamiento: La blockchain, como "computadora mundial", debe tener la capacidad de registrar datos. Actualmente, se almacena principalmente dentro de bloques, mientras que el almacenamiento en cadenas externas más especializadas aún está en desarrollo.

  • Privacidad: exige mantener el alcance de permisos de los productores y usuarios de datos durante el cálculo y almacenamiento (, incluyendo resistencia a la censura ). Principalmente impulsado por las necesidades externas de los usuarios.

También hay un indicador integral de escalabilidad, que se refiere a la escalabilidad de toda la arquitectura, afectando la mayoría de las características fundamentales. A nivel de arquitectura, la escalabilidad del sistema es un indicador muy importante.

Estas características fundamentales de la blockchain están mayormente limitadas por el triángulo imposible. Como la conjetura DSS: la descentralización (Decentralization), la seguridad (Security) y la escalabilidad (Scalability) no se pueden obtener simultáneamente.

En los sistemas distribuidos, un triángulo imposible similar es el principio CAP: consistencia (Consistency), disponibilidad (Availability), y tolerancia a particiones (Partition tolerance), los cuales no se pueden lograr simultáneamente. Los sistemas de blockchain son sistemas distribuidos con el problema de los generales bizantinos, y también se aplica el principio CAP.

Un resumen de los conocimientos básicos sobre la red de segunda capa de Bitcoin

1.2 El papel de la construcción de la segunda capa

¿Qué roles debe cumplir la construcción de la segunda capa? ¿Qué funciones debe ofrecer? La construcción de la segunda capa debe necesariamente expandir las deficiencias del sistema de primera capa, completando en la segunda capa lo que no es adecuado realizar en el sistema de primera capa.

A partir de las características resumidas de la blockchain, se puede llegar a la conclusión preliminar de que es necesario expandir estas capacidades básicas: transparencia pública, descentralización, seguridad, capacidad de cálculo, rendimiento (, capacidad de procesamiento ), almacenamiento, privacidad, etc. Además de las capacidades básicas desde una perspectiva técnica, hay un importante problema económico que necesita ser resuelto: reducir costos. Los costos de ejecución de transacciones en la red de primera capa son relativamente altos, y se necesita una red de segunda capa para reducir estos costos.

En resumen, las soluciones para aumentar la capacidad, reducir costos y personalizar características son todas construcciones de segunda capa. En cuanto a la personalización de características, actualmente no es lo suficientemente evidente, o a menudo se oculta entre las dos primeras características. Se puede entender de esta manera: las características de la red de primera capa tienen diferentes grados de necesidad para muchas aplicaciones, y en la segunda capa se pueden reajustar los grados de implementación de varias características para ciertas aplicaciones.

En la construcción de la segunda capa, las capacidades fundamentales de la blockchain tendrán que ser sacrificadas en algunos aspectos, se reducirán ciertas características e incluso se descartarán algunas de ellas, a cambio de una notable mejora en ciertas características. Por ejemplo:

  • Algunas soluciones de segunda capa, para mejorar el rendimiento, pueden reducir el grado de descentralización y la seguridad;
  • Algunas soluciones de segunda capa para aumentar el rendimiento, como la red Lightning, cambiarán la estructura del sistema y el método de liquidación.
  • También hay algunas características que se pueden mejorar sin reducir las características básicas, como el manejo de RGB, que aumenta claramente la privacidad y la resistencia a la censura, pero aumenta la dificultad de implementación técnica.

En los siguientes ejemplos, veremos la construcción de segunda capa que reduce o altera simultáneamente varias características.

Reducir costos debería ser una necesidad básica en toda la construcción de la segunda capa.

1.3 ¿Por qué hacer un diseño en capas?

El diseño en capas es un método y una metodología que utilizan los humanos para tratar sistemas complejos, dividiendo el sistema en múltiples estructuras jerárquicas y definiendo las relaciones y funciones entre cada capa, para lograr la modularidad, mantenibilidad y escalabilidad del sistema, mejorando así la eficiencia y fiabilidad del diseño del sistema.

El uso de una estructura jerárquica tiene beneficios claros para un sistema de protocolos amplio y masivo. Esto facilita la comprensión, la división del trabajo y la implementación, así como mejoras modulares. Como en el diseño del modelo de siete capas ISO/OSI en redes informáticas, pero en la implementación concreta, se pueden combinar algunas capas, como el protocolo de red específico TCP/IP que es un protocolo de cuatro capas.

Las ventajas de la estratificación del protocolo:

  1. Las capas son independientes entre sí. Una capa no necesita saber cómo se implementa la siguiente, solo necesita conocer los servicios proporcionados a través de la interfaz entre capas. La complejidad del problema disminuye. El trabajo de la capa anterior no afecta el trabajo de la siguiente, y el diseño del trabajo en cada capa solo necesita garantizar que la interfaz no cambie, lo que permite ajustar libremente la forma de trabajar dentro de la capa.

  2. Buena flexibilidad. Si cambia cualquier capa, siempre que la relación de interfaz entre capas no cambie, las otras capas no se verán afectadas. Cuando una capa presenta innovaciones tecnológicas o problemas, no afectará el trabajo de las otras capas; al resolver un problema, solo se necesita considerar el problema de esa capa en particular.

  3. Estructuralmente divisible. Cada capa puede adoptar la tecnología más adecuada para su implementación. El desarrollo tecnológico a menudo es asimétrico; la división jerárquica evita eficazmente el efecto del barril, no se verá afectada la eficiencia del trabajo total debido a la imperfección de alguna tecnología.

  4. Fácil de implementar y mantener. Esta estructura hace que la implementación y depuración de sistemas grandes y complejos sean más manejables, ya que todo el sistema se ha desglosado en varios subsistemas relativamente independientes. Durante la depuración y el mantenimiento, se puede depurar cada capa por separado, evitando así situaciones en las que no se pueden encontrar y resolver problemas incorrectos.

  5. Promover el trabajo de estandarización. Porque cada capa de funcionalidad y los servicios que proporciona están descritos con precisión. La ventaja de la estandarización es que se puede reemplazar libremente una de las capas, lo que resulta muy conveniente para su uso e investigación.

El pensamiento de diseño modular por capas es un enfoque común en el campo técnico para tratar proyectos de ingeniería que son grandes en funcionalidad, requieren la colaboración de múltiples personas y necesitan mejoras continuas, y es un método que ha sido probado en la práctica y es efectivo.

Una revisión del sistema de conocimientos básicos de la segunda capa de Bitcoin

2. Varias ideas para la construcción de Bitcoin Layer2

Realizar un análisis relacionado utilizando la construcción de la segunda capa de Bitcoin como caso. La segunda capa de Bitcoin tiene tres rutas de construcción destacadas:

(1)La ruta de expansión basada en la cadena, similar a la segunda capa de EVM, es la estructura de la blockchain.

(2)Basado en una ruta distribuida, representado por la red Lightning, es una estructura distribuida.

(3)La ruta basada en sistemas centralizados, representada por el índice centralizado, es una estructura centralizada.

Las dos primeras formas tienen características únicas, ya hay algunos productos en uso y otros en exploración. La primera forma, debido al floreciente desarrollo de Ethereum y la exploración de otras cadenas imitadoras de Bitcoin, hace que la expansión de segunda capa basada en la cadena sea relativamente más fácil, con más casos de referencia. La segunda forma, basada en la distribución, suele ser más difícil y su desarrollo es más lento, representada por la red Lightning. La tercera forma es muy controvertida, ya que no parece una construcción de segunda capa, pero parece haber cumplido con las funciones de una construcción de segunda capa.

¿Cuál es la mejor solución de construcción de segunda capa? Usamos los resultados del mercado como estándar de medida, la solución cuya red de segunda capa tenga el mayor valor total bloqueado TVL(Total Value Locked) es la mejor opción. Con el tiempo y el desarrollo tecnológico, la mejor opción será un proceso de cambio.

De acuerdo con la definición de la red de segunda capa de Bitcoin, siempre que se base en la red de Bitcoin y establezca una relación técnica con la red de Bitcoin, y algunas características superen a la red de primera capa de Bitcoin, se considera parte de la construcción de la red de segunda capa de Bitcoin. En otras palabras: cualquier sistema que consuma BTC como gas, utilizando BTC como activo subyacente y que expanda las capacidades de Bitcoin, se considera construcción de segunda capa. Basándonos en esto, deberíamos reconocer un tercer tipo de construcción de red de segunda capa, es decir, la construcción de segunda capa con una estructura descentralizada.

El desarrollo tecnológico de Bitcoin en sí, como la modificación de OP_RETURN, Taproot, la firma Schnorr, MAST y Tapscript, debería estar diseñado para conectar la primera y la segunda capa, y no se deberían utilizar estas tecnologías para desarrollar funciones en exceso, ya que, sin importar cuán mucho se expanda la red de la primera capa, no habrá un avance cualitativo, es necesario construir la segunda capa. Sin embargo, en ausencia de mejores productos de la segunda capa de Bitcoin, estas capacidades tecnológicas para conectar la primera y la segunda capa serán sobreutilizadas durante un tiempo.

Un resumen de los fundamentos del sistema de conocimiento de la red de segunda capa de Bitcoin

2.1 Construcción de segunda capa basada en la cadena

Las cadenas imitadoras de Bitcoin de la etapa temprana realizaron diversas exploraciones, como "Colorcoin"( monedas de color), "CovertCoins" y "MasterCoin"; varias cadenas imitadoras de Bitcoin para la escalabilidad, como BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); diversas tecnologías de cadenas laterales son casos de construcción de expansión de cadenas, se puede decir que son en un sentido amplio de segunda capa.

Incluyendo Ethereum, que también es una exploración de mejora basada en Bitcoin. Vitalik, al no poder convencer a otros equipos de proyectos, formó su propio equipo para publicar un libro blanco y desarrollar un nuevo sistema de blockchain en respuesta a las imperfecciones de Bitcoin: el sistema sin cuentas de UTXO, el lenguaje de ejecución no Turing-completo, la mala escalabilidad, entre otros problemas. Esta exploración de Ethereum, aunque no es una construcción de segunda capa directamente sobre Bitcoin, es en un sentido amplio una exploración de construcción basada en la cadena.

La exploración de mejoras imperfectas de Ethereum en comparación con Bitcoin, así como el desarrollo y la validación de la segunda capa en Ethereum, han proporcionado casos de referencia para el desarrollo de redes de segunda capa basadas en la cadena en Bitcoin. Diversas soluciones de Rollup, soluciones interchain, tecnologías de canales de mensajes, así como la tecnología de fragmentación propia de Ethereum, han hecho que el ecosistema tecnológico de Ethereum prospere, haciendo que muchos lleguen a pensar que la dirección y el futuro del desarrollo de cadenas públicas ya están determinados, y que el ecosistema representado por Ethereum ha salido vencedor. En realidad, esto también es una manifestación de que la construcción de la segunda capa basada en la cadena está relativamente madura. Sin embargo, la construcción de la segunda capa basada en la cadena es solo una forma de construcción de la segunda capa, tiene sus propias ventajas y desventajas, y aún necesita otras tecnologías de segunda capa para completar todo el ecosistema de la segunda capa.

La construcción de segunda capa basada en la cadena en Bitcoin incluye aproximadamente dos tipos típicos de cadenas, una es un modelo de cuenta compatible con EVM y otra es un modelo UTXO similar a Bitcoin. Ya hay casos ( que utilizamos para definir la segunda capa en un sentido amplio ) que incluye: como Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc., que son modelos de cuenta EVM, mientras que CKB( Nervos) y Chia son modelos UTXO.

Además, los proyectos de segunda capa que ya han tenido éxito en Ethereum también se incorporarán a la construcción de segunda capa de Bitcoin basada en la cadena. Para estos proyectos de segunda capa en Ethereum, el trabajo y los desafíos para transformarlos en segunda capa en Bitcoin serán menores. Con la madurez de los rollups en Ethereum y el desarrollo de la modularidad y los resultados teóricos, este tipo de construcción de segunda capa se convertirá en la corriente principal de la discusión sobre la escalabilidad y también será la solución más rápida en dar resultados.

¿Qué tan exitosa será esta transformación? Aún está por verse en el desarrollo. Se pueden hacer algunos juicios preliminares sobre las ventajas y desventajas de esta construcción de segunda capa basada en la cadena.

**¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la construcción de segunda capa basada en la cadena?

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Web3ProductManagervip
· 07-11 22:13
mirando la curva de adopción l2... para ser sincero, esto me recuerda a los puntos de fricción en el viaje del usuario que vimos en 2017 smh
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GasWaster69vip
· 07-11 18:13
Otra vez están hablando de los viejos tiempos del btc.
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ForkThisDAOvip
· 07-09 03:00
¡Hemos empezado con la inscripción btc!
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ConfusedWhalevip
· 07-09 02:57
amigo dice bien, la base sigue siendo btc
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BearMarketMonkvip
· 07-09 02:49
Una nueva ronda de burbujas ha comenzado. La historia siempre se inclina y suspira en su ciclo...
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MevTearsvip
· 07-09 02:48
¿Quién puede negar que BTC es el final?
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AirdropHunterZhangvip
· 07-09 02:46
Los crepes son el verdadero dios eterno. No te pongas a hacer tonterías.
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rekt_but_vibingvip
· 07-09 02:37
¡Tendencia absolutamente grande! Optimista sobre btc
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