Análise completa da rede de segunda camada do Bitcoin: princípios, classificações e tendências de desenvolvimento

Conhecimento Básico sobre a Rede de Segunda Camada do Bitcoin

A ascensão das inscrições em Bitcoin trouxe nova vida ao ecossistema Bitcoin, fazendo com que mais pessoas reatassem o seu interesse pelo Bitcoin. Alguns acreditam que isso abriu a caixa de Pandora do ecossistema Bitcoin. Entre os muitos desenvolvimentos tecnológicos do ecossistema Bitcoin, a construção de segundo nível é de extrema importância. Este artigo, com base em artigos conhecidos na internet, em conversas com vários amigos e na experiência da equipe no design e desenvolvimento de produtos Web3, resume os conhecimentos básicos sobre o segundo nível do Bitcoin.

O mundo da blockchain começa com o Bitcoin e termina com o ecossistema do Bitcoin. O Ethereum também pode ser visto como uma exploração de tecnologia de sidechain do Bitcoin.

No presente artigo, os conceitos de "construção de segunda camada" e "construção de rede de segunda camada" são utilizados de forma intercambiável. A construção de segunda camada é um conceito mais amplo, mas, para se adequar à terminologia comum no setor, também se usará "construção de rede de segunda camada".

Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin

1. A missão do Layer2

Para entender os problemas básicos que precisam ser resolvidos na construção da segunda camada do Bitcoin, começamos pelas características fundamentais do sistema blockchain.

1.1 As características básicas e as necessidades da blockchain

Este artigo utiliza o conceito proposto por Vitalik: a blockchain é um "computador mundial". Compreender as várias características da blockchain a partir dessa perspectiva será mais claro. A seguir, também será analisada a possibilidade de desenvolvimento desse "computador mundial" com base na estrutura de Von Neumann da computação.

As características básicas da blockchain incluem:

  • Transparente e aberto: As características de armazenamento de dados e execução de instruções da blockchain como "computador mundial" também atendem à necessidade interna de cálculo colaborativo entre nodos distribuídos globalmente. Satisfeita a necessidade de informação dos usuários sobre os dados.

  • Descentralização: A característica da arquitetura da "computador mundial" da blockchain. O grau de descentralização e a tolerância a falhas são suportados pela teoria dos generais bizantinos. O grau de descentralização é um indicador importante da segurança da blockchain.

  • Segurança: composta pela demanda interna gerada pelas características da arquitetura da "computador mundial" e pela demanda externa necessária pelos usuários. No nível micro, garantida por tecnologias criptográficas, e no nível macro, garantida pela arquitetura descentralizada.

  • Poder de cálculo: a principal função da "computador mundial" da blockchain. Geralmente medido pela completude de Turing. Algumas cadeias são projetadas intencionalmente para serem Turing incompletas para manter características principais.

  • Desempenho: Com a mesma capacidade de cálculo, examina-se outra capacidade principal da blockchain "computador mundial". Geralmente, é medida pelo número de transações processadas por segundo, TPS( ).

  • Armazenamento: A blockchain como "computador mundial" deve ter a capacidade de registrar dados. Atualmente, os dados são basicamente armazenados dentro dos blocos, enquanto o armazenamento mais profissional fora da cadeia de blocos ainda está em desenvolvimento.

  • Privacidade: requer que, durante o cálculo e armazenamento, sejam mantidas as permissões dos produtores e utilizadores de dados (, incluindo resistência à censura ). Principalmente impulsionado por necessidades externas dos utilizadores.

Ainda há um indicador abrangente de escalabilidade, que se refere à escalabilidade de toda a arquitetura, afetando a maioria das características fundamentais. A nível de arquitetura, a escalabilidade do sistema é um indicador muito importante.

Essas características fundamentais da blockchain são principalmente restritas pelo triângulo impossível. Como a conjectura DSS: descentralização ( Decentralization ), segurança ( Security ) e escalabilidade ( Scalability ) não podem ser alcançadas simultaneamente.

Em sistemas distribuídos, um triângulo impossível semelhante é o princípio CAP: Consistência (Consistency ), Disponibilidade (Availability ) e Tolerância a Partições (Partition tolerance ) não podem ser alcançados simultaneamente. Sistemas de blockchain são sistemas distribuídos com o problema dos generais bizantinos, e também se aplicam ao princípio CAP.

Uma visão geral da base de conhecimento da rede de segunda camada do Bitcoin

1.2 O papel da construção de segundo nível

Quais papéis devem ser concluídos na construção de segunda camada? Que funções devem ser fornecidas? A construção de segunda camada deve, sem dúvida, expandir as deficiências do sistema de primeira camada, completando na segunda camada o que não é adequado para ser feito no sistema de primeira camada.

A partir das características resumidas da blockchain, pode-se chegar a uma conclusão preliminar: é necessário expandir estas capacidades fundamentais: transparência pública, descentralização, segurança, capacidade de computação, desempenho(, throughput), armazenamento, privacidade, entre outros. Além das capacidades fundamentais do ponto de vista técnico, há também uma questão econômica importante a ser resolvida, que é a redução de custos. O custo total de execução de transações na rede de primeiro nível é relativamente alto, sendo necessário que a rede de segundo nível reduza esses custos.

Resumindo, as soluções para aumentar a capacidade, reduzir custos e personalizar características estão todas na construção de segunda camada. Quanto às características personalizadas, atualmente ainda não são suficientemente evidentes, ou frequentemente estão ocultas nas duas primeiras características. Pode-se entender assim: as características da rede de primeira camada atendem a diferentes graus de necessidade para muitas aplicações, podendo na segunda camada ajustar a implementação de várias características para certas aplicações.

Na construção de camadas secundárias, as capacidades básicas da blockchain terão que ser sacrificadas em alguns aspectos, podendo até mesmo descartar algumas características, em troca de um aumento significativo em certas características. Por exemplo:

  • Algumas soluções de segunda camada para melhorar o desempenho podem reduzir o grau de descentralização e a segurança;
  • Algumas soluções de camada dois para aumentar a capacidade de processamento, como a Lightning Network, irão alterar a estrutura do sistema e a forma de liquidação.
  • Há também algumas maneiras de melhorar certas características sem comprometer as características básicas, como o tratamento de RGB, que aumenta claramente a privacidade e a resistência à censura, mas aumenta a dificuldade de implementação técnica.

No exemplo a seguir, veremos a construção de uma segunda camada que reduz ou altera várias características ao mesmo tempo.

A redução de custos deve ser uma necessidade básica em todas as construções de segunda camada.

1.3 Por que fazer design em camadas?

O design em camadas é um meio e uma metodologia para os seres humanos lidarem com sistemas complexos, através da divisão do sistema em várias hierarquias e definição das relações e funções entre cada camada, para alcançar a modularidade, a manutenibilidade e a escalabilidade do sistema, aumentando assim a eficiência e a fiabilidade do design do sistema.

Para sistemas de protocolos amplos e complexos, a utilização de uma estrutura em camadas traz benefícios evidentes. Isso facilita a compreensão, a divisão de tarefas e a implementação de melhorias modulares. Assim como no design do modelo em sete camadas ISO/OSI em redes de computadores, na implementação específica, algumas camadas podem ser combinadas, como o protocolo de rede específico TCP/IP, que é um protocolo de quatro camadas.

Vantagens da camada de protocolo:

  1. As camadas são independentes entre si. Uma camada não precisa saber como a próxima camada é implementada, apenas precisa saber os serviços que esta camada fornece através das interfaces entre camadas. A complexidade geral do problema diminui. O funcionamento da camada anterior não afeta o funcionamento da próxima camada, e o design do trabalho de cada camada pode ser ajustado livremente, desde que a interface permaneça inalterada.

  2. Boa flexibilidade. Se qualquer camada sofrer uma alteração, desde que a relação de interface entre as camadas permaneça inalterada, as outras camadas não serão afetadas. Quando uma camada apresenta inovações tecnológicas ou problemas, isso não impactará o trabalho das outras camadas; ao resolver um problema, deve-se considerar apenas o problema daquela camada específica.

  3. Estruturalmente divisível. Cada camada pode utilizar a tecnologia mais adequada para sua implementação. O desenvolvimento tecnológico é muitas vezes assimétrico; a divisão em camadas evita eficazmente o efeito do barril, de modo que a eficiência global do trabalho não seja afetada por falhas em uma determinada tecnologia.

  4. Fácil de implementar e manter. Esta estrutura torna a implementação e a depuração de sistemas complexos e extensos mais fáceis de lidar, uma vez que o sistema total foi dividido em vários subsistemas relativamente independentes. Durante a depuração e manutenção, é possível depurar cada camada separadamente, evitando a situação de não conseguir encontrar e resolver problemas.

  5. Promover o trabalho de padronização. Porque cada camada de função e os serviços que ela oferece estão precisamente descritos. A vantagem da padronização é que se pode substituir livremente uma dessas camadas, o que é muito conveniente para uso e pesquisa.

O pensamento de design modular em camadas é um método comum no campo da tecnologia para lidar com projetos de engenharia que são grandes em funcionalidade, exigem a colaboração de várias pessoas e estão em constante melhoria, sendo um método que foi testado na prática e é eficaz.

Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin

2. Várias abordagens para a construção do Layer2 do Bitcoin

Realizar uma análise relacionada ao desenvolvimento da segunda camada do Bitcoin. A segunda camada do Bitcoin tem três rotas de desenvolvimento distintas:

(1)Rota de expansão baseada em cadeia, semelhante à segunda camada do EVM, é a estrutura da blockchain;

(2) baseado em uma rota distribuída, representada pela Lightning Network, é uma estrutura distribuída.

(3)A rota baseada em sistemas centralizados, representada por um índice centralizado, é uma estrutura centralizada.

As duas primeiras abordagens têm características distintas, com alguns produtos já em uso e outros em exploração. A primeira abordagem, devido ao florescimento do Ethereum e à exploração de outras cadeias que imitam o Bitcoin, torna a expansão de segunda camada baseada em cadeia relativamente mais fácil, com mais casos de referência. A segunda abordagem, baseada em distribuição, geralmente é mais difícil e seu desenvolvimento é mais lento, representada pela Lightning Network. A terceira abordagem é bastante controversa, pois não parece ser uma construção de segunda camada, mas parece ter completado as funções de uma construção de segunda camada.

Qual solução de construção de camada dois é melhor? Usamos os resultados do mercado como critério de avaliação, qual rede de camada dois tem o valor total bloqueado TVL(Total Value Locked) mais alto, essa solução é a mais otimizada. Com o tempo e o desenvolvimento tecnológico, a solução otimizada será um processo em mudança.

Em relação à definição da rede de segunda camada do Bitcoin, basta que esteja apoiada na rede do Bitcoin e estabeleça uma relação técnica com a rede do Bitcoin, apresentando algumas características que superem a rede de primeira camada do Bitcoin, para ser considerada uma construção da rede de segunda camada do Bitcoin. Em outras palavras: qualquer sistema que consuma BTC como gas, tendo BTC como ativo subjacente e que expanda o desempenho do Bitcoin, é considerado uma construção de segunda camada. De acordo com esse critério, devemos reconhecer um terceiro tipo de construção de rede de segunda camada, ou seja, a construção de segunda camada com estrutura centralizada.

O desenvolvimento técnico do Bitcoin em si, como a modificação do OP_RETURN, Taproot, assinatura Schnorr, MAST e Tapscript, deve ser projetado para conectar a camada um e a camada dois, não deve-se usar essas tecnologias excessivamente para desenvolver funcionalidades, pois a rede de camada um, por mais que se expanda, não terá um avanço qualitativo; é necessário realizar a construção da camada dois. Mas, na ausência de melhores produtos de camada dois do Bitcoin, essas capacidades técnicas de conexão entre a camada um e a camada dois serão excessivamente utilizadas por um período.

Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin

2.1 Construção de segunda camada baseada em cadeia

As cadeias imitadoras de Bitcoin exploraram várias opções no início, como "Colorcoin"(moeda colorida), "CovertCoins" e "MasterCoin"; várias cadeias imitadoras de Bitcoin com ampliação, como BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); várias tecnologias de sidechain são baseadas em casos de construção de expansão da cadeia, pode-se dizer que são uma forma ampla de segunda camada.

Inclui o Ethereum, que também é uma exploração de melhorias baseadas no Bitcoin. Vitalik, sem sucesso em convencer outras equipes de projetos, formou sua própria equipe para publicar um white paper e desenvolver um novo sistema blockchain, abordando as imperfeições do Bitcoin: o sistema UTXO sem contas, a linguagem de execução não Turing completa e a baixa escalabilidade. Embora essa exploração do Ethereum não seja uma construção de segunda camada direta sobre o Bitcoin, é, em um sentido amplo, uma exploração de construção baseada na cadeia.

A exploração de melhorias imperfeitas do Ethereum em comparação com o Bitcoin, bem como o desenvolvimento e validação da segunda camada no Ethereum, forneceu um caso de referência para o desenvolvimento de redes de segunda camada baseadas em cadeia no Bitcoin. Vários esquemas de Rollup, soluções de cross-chain, tecnologias de canais de mensagens e a própria tecnologia de sharding do Ethereum fazem com que o ecossistema tecnológico do Ethereum prospere, levando muitos a acreditar que a direção e o futuro do desenvolvimento da blockchain pública já estão determinados, com o ecossistema representado pelo Ethereum tendo prevalecido. Na verdade, isso também é uma expressão da relativa maturidade da construção da segunda camada baseada em cadeia. No entanto, a construção da segunda camada baseada em cadeia é apenas uma forma de construção da segunda camada; ela tem suas próprias vantagens e desvantagens, e ainda precisa de outras tecnologias de segunda camada para completar todo o ecossistema da segunda camada.

A construção de segunda camada baseada em cadeia no Bitcoin inclui, em geral, dois tipos típicos de cadeias: um é o modelo de conta compatível com EVM, e o outro é o modelo UTXO semelhante ao Bitcoin. Já existem casos ( que usamos na definição ampla de segunda camada ), incluindo: como Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc., que são modelos de conta EVM, e como CKB( Nervos), Chia, que são modelos UTXO.

Além disso, os projetos de segunda camada que já foram bem-sucedidos na Ethereum também serão incorporados na construção da segunda camada do Bitcoin baseada em cadeia. Para essas equipes de projetos de segunda camada na Ethereum, o trabalho e os desafios para serem adaptados para a segunda camada do Bitcoin serão menores. Com a maturidade dos rollups da Ethereum e o desenvolvimento e resultados teóricos da modularização, esse tipo de construção de segunda camada se tornará a abordagem principal nas discussões sobre escalabilidade e será a solução com os resultados mais rápidos.

Quão bem-sucedida será essa transformação? Isso ainda precisa ser verificado pelo desenvolvimento. Podemos fazer algumas avaliações preliminares sobre as vantagens e desvantagens dessa construção de segunda camada baseada em blockchain.

**Quais são as vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em blockchain?

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Comentário
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Web3ProductManagervip
· 07-11 22:13
olhando para a curva de adoção l2... para ser honesto, isso me lembra os pontos de fricção na jornada do usuário que vimos em 2017 smh
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GasWaster69vip
· 07-11 18:13
Mais uma vez a falar sobre os velhos tempos do btc.
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ForkThisDAOvip
· 07-09 03:00
典了 btcinscrição搞起来啦
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ConfusedWhalevip
· 07-09 02:57
companheiro disse bem, a base ainda é btc
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BearMarketMonkvip
· 07-09 02:49
Mais uma rodada de bolhas começou. A história sempre se curva e suspira em meio ao ciclo...
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MevTearsvip
· 07-09 02:48
Quem pode negar que o BTC é o fim da linha?
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AirdropHunterZhangvip
· 07-09 02:46
Crepes são sempre a verdadeira divindade. Não fique a fazer tolices.
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rekt_but_vibingvip
· 07-09 02:37
Tendência absolutamente grande! Estou otimista com o btc
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