- Tópico
13k Popularidade
14k Popularidade
335 Popularidade
14k Popularidade
29k Popularidade
536 Popularidade
91k Popularidade
25k Popularidade
27k Popularidade
7k Popularidade
- Pino
13k Popularidade
14k Popularidade
335 Popularidade
14k Popularidade
29k Popularidade
536 Popularidade
91k Popularidade
25k Popularidade
27k Popularidade
7k Popularidade
Bitcoin de segunda camada: três grandes ideias de construção e desafios técnicos na estrada da escalabilidade
Conhecimento básico sobre a rede de segunda camada do Bitcoin
A ascensão das inscrições de Bitcoin trouxe nova vitalidade ao ecossistema Bitcoin, despertando o interesse das pessoas pelo Bitcoin. Alguns acreditam que isso abriu a caixa de Pandora do ecossistema Bitcoin. Entre os muitos desenvolvimentos técnicos no ecossistema Bitcoin, a construção de segunda camada é crucial. Este artigo visa resumir os conhecimentos básicos sobre a segunda camada do Bitcoin, na esperança de lançar uma pedra e estimular o desenvolvimento adicional nesta área.
O mundo da blockchain começou com o Bitcoin e termina com o ecossistema Bitcoin. O Ethereum também pode ser visto como uma exploração de tecnologia de sidechain do Bitcoin.
Os termos "construção de segunda camada" e "construção de rede de segunda camada" podem ser usados de forma intercambiável neste artigo, sendo que geralmente o último é mais restrito e o primeiro é mais abrangente. No entanto, para manter a consistência com a terminologia comumente utilizada na indústria, também usaremos o conceito de "construção de rede de segunda camada".
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 de blockchain.
1.1 Características básicas e necessidades da blockchain
Adotamos o conceito proposto por Vitalik: a blockchain é um "computador mundial". Compreender as várias características da blockchain sob essa perspectiva será mais claro. Mais adiante, também analisaremos a possibilidade de desenvolvimento desse "computador mundial" com base na estrutura de Von Neumann.
As características fundamentais da blockchain incluem:
Transparência pública: Esta é uma característica do armazenamento de dados e execução de instruções da "computador mundial" que é a blockchain, e também uma necessidade interna que requer a participação conjunta de numerosos nós distribuídos globalmente no cálculo. Esta característica satisfaz o direito à informação dos utilizadores sobre os dados, sendo um resultado comum da exigência de colaboração interna deste "computador mundial" e das necessidades externas dos utilizadores.
Descentralização: Esta é a característica arquitetónica deste "computador mundial"; o grau de descentralização e a tolerância a falhas são, teoricamente, suportados pela teoria dos generais bizantinos. O grau de descentralização é um indicador importante da segurança da blockchain e também é a base de certas características.
Segurança: A segurança é composta pela demanda interna gerada pelas características da arquitetura deste "computador mundial" e pela demanda externa necessária pelos usuários. No nível micro, é garantida por tecnologias relacionadas à criptografia, e no nível macro, é garantida pela descentralização da arquitetura.
Capacidade de Cálculo: Uma das principais funções desta "computador mundial" chamado blockchain é a capacidade de cálculo. Normalmente medida pela completude de Turing. Algumas cadeias são intencionalmente projetadas para serem Turing incompletas para manter características principais.
Desempenho: Com a mesma capacidade de computação, o desempenho é outra capacidade principal a ser avaliada no mundo da computação blockchain. Geralmente, é medido pela quantidade de transações processadas por segundo, ou TPS(.
Armazenamento: A blockchain, como um "computador mundial", deve necessariamente ter a capacidade de armazenamento, ou seja, a capacidade de registrar dados. Atualmente, a maioria dos dados é armazenada dentro dos blocos, enquanto o armazenamento fora da cadeia de blocos ainda está em desenvolvimento.
Privacidade: A privacidade é uma necessidade segmentada na "computação mundial", ou seja, exige que os direitos dos produtores e utilizadores de dados sejam mantidos durante os processos de cálculo e armazenamento. Isso é principalmente impulsionado pelas necessidades externas dos utilizadores.
Estas características básicas da blockchain são maioritariamente limitadas pelo triângulo impossível, como a conjectura DSS: descentralização )Decentralization(, segurança )Security( e escalabilidade )Scalability( não podem ser otimizadas simultaneamente.
![Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-afec9afaa32c50371c97fef06f76acca.webp(
)# 1.2 O papel da construção de camadas secundárias
O papel da construção de segunda camada é expandir as deficiências do sistema de primeira camada, completando funções que o sistema de primeira camada não consegue realizar. Especificamente, a construção de segunda camada deve expandir essas capacidades básicas: transparente e público, descentralização, segurança, capacidade de cálculo, desempenho ###, throughput (, armazenamento, privacidade etc. Além da perspectiva técnica, também é necessário resolver um importante problema econômico: reduzir custos.
Em resumo, a construção de segunda camada é uma solução projetada para aumentar a capacidade, reduzir custos e personalizar características em três dimensões.
Na construção de camadas dois, a capacidade básica da blockchain pode ser sacrificada, podendo reduzir ou até descartar certas características em troca de melhorias significativas em outras. Por exemplo, algumas camadas dois reduzem o grau de descentralização e segurança para melhorar o desempenho; algumas alteram a estrutura do sistema e o modo de liquidação para aumentar a capacidade de processamento. Outras, sem reduzir as características básicas, melhoraram uma determinada característica, como o RGB, que aumentou a privacidade e a resistência à censura, mas também aumentou a dificuldade de implementação técnica.
)# 1.3 Por que fazer um design em camadas?
O design em camadas é um método comum para lidar com sistemas complexos, que consiste em dividir o sistema em múltiplas estruturas de camadas e definir as relações e funções entre cada camada, permitindo a modularização, manutenção e escalabilidade do sistema, aumentando assim a eficiência e a confiabilidade do design do sistema.
Para um enorme sistema de protocolos, o uso de um design em camadas tem benefícios claros: facilita a compreensão, a divisão de trabalho e a melhoria por módulos. Como no modelo de sete camadas ISO/OSI em redes de computadores, mas na implementação específica, algumas camadas podem ser combinadas, como nos quatro protocolos TCP/IP.
As vantagens do design em camadas incluem:
![Uma visão geral da base do sistema de conhecimento da rede de segunda camada do Bitcoin]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad899d00cda3df50aead693947e770bc.webp(
) 2. Várias abordagens para a construção do Layer 2 do Bitcoin
A construção da segunda camada do Bitcoin tem principalmente três rotas:
###1( Rota de expansão baseada em cadeia, semelhante ao segundo nível EVM, é a estrutura da blockchain;
)2( Baseado em uma rede 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 já têm algumas aplicações práticas e explorações. A primeira abordagem é relativamente mais fácil de implementar devido ao florescimento do Ethereum e à exploração de outras cadeias que imitam o Bitcoin. A segunda abordagem, baseada em distribuição, costuma ser mais difícil e se desenvolve mais lentamente, com a Lightning Network como representante. A terceira abordagem é mais controversa, pois não parece ser construção de camada dois, mas parece ter cumprido as funções da construção de camada dois.
Podemos usar o valor total de ativos bloqueados )TVL( como referência; quanto maior o TVL, melhor será a solução de segunda camada. Com o tempo e o desenvolvimento da tecnologia, a solução ideal estará em constante mudança.
Para a rede de segunda camada do Bitcoin, desde que se baseie na rede do Bitcoin, estabeleça uma ligação técnica e que certas características sejam superiores à rede de primeira camada do Bitcoin, pode ser considerada como uma construção de rede de segunda camada do Bitcoin. Em outras palavras, sistemas que consomem BTC como gás, usando BTC como ativo subjacente, para expandir o desempenho do Bitcoin, são considerados construções de segunda camada.
![Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-086a074fde8e4b3baab62f0dd9a0726c.webp(
)# 2.1 Construção de segunda camada baseada em cadeia
As explorações feitas por cadeias que imitam o Bitcoin na fase inicial incluem "Colorcoin"###moeda colorida(, "CovertCoins" e "MasterCoin"; várias bifurcações do Bitcoin para escalabilidade, como BCH)Bitcoin Cash(, BSV)Bitcoin SV(, BTG)Bitcoin Gold(; várias tecnologias de sidechain são baseadas em casos de construção de expansão da cadeia, podendo ser vistas como uma segunda camada em um sentido amplo.
Ethereum também pode ser visto como uma exploração de melhorias baseadas no Bitcoin. Vitalik, visando as deficiências do Bitcoin ), como o sistema sem contas UTXO, a linguagem de execução não Turing completa, a má escalabilidade, entre outras (, desenvolveu um novo sistema de blockchain de nova geração. Embora o Ethereum não seja uma construção de segunda camada diretamente sobre o Bitcoin, de uma forma ampla, é uma exploração de construção baseada em cadeia.
A exploração das melhorias insuficientes do Ethereum em comparação com o Bitcoin, bem como o desenvolvimento e validação da segunda camada do Ethereum, forneceu referências para o desenvolvimento da rede de segunda camada baseada em cadeia do Bitcoin. Vários esquemas de Rollup, soluções de cross-chain, tecnologias de canais de mensagem, e a tecnologia de sharding do Ethereum impulsionaram o florescimento do ecossistema tecnológico do Ethereum.
A construção de segunda camada baseada em cadeia no Bitcoin consiste principalmente em dois tipos típicos de cadeias: uma é o modelo de conta compatível com EVM, e a outra é o modelo UTXO semelhante ao Bitcoin. Os casos existentes ) a definição ampla de segunda camada ( incluem: Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, etc., que são o modelo de conta EVM, CKB ) Nervos (, Chia é o modelo UTXO.
Além disso, os projetos de segunda camada que já foram bem-sucedidos na Ethereum também se juntarão à construção da segunda camada do Bitcoin. Para esses projetos, o trabalho e os desafios de adaptação para a segunda camada do Bitcoin serão relativamente pequenos. Com base na maturidade e no desenvolvimento modular do rollup da Ethereum, essa abordagem de construção de segunda camada pode se tornar a principal discussão sobre escalabilidade e também a solução que traz resultados mais rápidos.
Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em blockchain:
Vantagens:
Desvantagens:
![Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aacf9b18cc5ef94cda4d153a96836ffe.webp(
)# 2.2 Construção de segunda camada baseada em sistemas distribuídos
Algumas construções de segunda camada baseiam-se em sistemas distribuídos, cuja estrutura e quadro já não são estruturas de blockchain, mas sim sistemas distribuídos baseados em Channel. A Lightning Network é um representante típico.
Um sistema distribuído é composto por um número limitado de processos e canais Channel. Para transmitir mensagens, é necessário controlar dados, eventos e canais, o que já é um problema bastante complexo. Aqui, o Channel refere-se ao conceito de canais de nível superior, como os canais de pagamento na Lightning Network e os canais de mensagens no Nostr, e não ao conceito de Channel de nível inferior em redes distribuídas.
A construção de segunda camada baseada em distribuído divide-se em duas categorias:
###1( apenas completa a transferência de valor, como a Lightning Network;
)2( tanto completa a transferência de valor, como realiza a tecnologia Turing completa, como RGB.
A construção de segunda camada baseada em distribuição enfrenta muitas dificuldades que vão além da simples transmissão de mensagens, devido à transferência de valor, como a capacidade total de valor dentro do canal, a rigidez das transações e a prevenção do consumo duplo. Portanto, o desenvolvimento desse tipo de construção de segunda camada é relativamente lento, com poucos casos maduros.
Implementar computação Turing completa em uma segunda camada como essa, ou seja, estabelecer um sistema de máquina virtual Turing completo sobre o Channel, é ainda mais difícil. Por exemplo, o protocolo RGB realiza computação Turing completa em sistemas distribuídos através da verificação pelo cliente e do selamento único.
Os casos de construção de segunda camada baseados em sistemas distribuídos no Bitcoin incluem: Lightning Network, RGB, entre outros. De acordo com o padrão amplo de construção de segunda camada, será que o Nostr também pertence à construção de segunda camada de sistemas distribuídos do mecanismo Channel? Os exemplos de uso de Channel no Ethereum, como Connext, Raiden, Perun, podem ser direções para pesquisa aprofundada.
Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em sistemas distribuídos:
Vantagens:
Desvantagens:
![Uma visão geral do sistema de conhecimento básico da rede de segunda camada do Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2c2d6311345cff334bcb6338cbfe47bd.webp(
)# 2.3 Construção de segunda camada baseada em sistemas centralizados
Estruturas de índice centralizadas como Ordinals, ou indexadores de certos nós funcionais, são também estruturas centralizadas, representando uma abordagem de construção de segunda camada. Esta abordagem é menos reconhecida, pois a segunda camada é excessivamente centralizada e tem uma expansão limitada na rede de primeira camada. As várias características fundamentais de blockchain baseadas em estruturas centralizadas da segunda camada dependem da rede de primeira camada, e a segunda camada serve apenas como funções de cálculo e estatísticas simples, parecendo ser dispensável e facilmente substituível. No entanto, do ponto de vista On-Chain e Off-Chain, assim como na perspectiva de aumentar a capacidade da rede de primeira camada, essa estrutura centralizada também representa uma expansão de segunda camada.
Além dos Ordinais, as exchanges centralizadas também podem ser vistas como casos desse tipo.
Vantagens e desvantagens da construção de segunda camada baseada em sistemas centralizados:
Vantagens: