比特币Layer 2介绍
December 11th, 2023

一、为什么比特币需要 Layer 2或者更多解决方案 ?

1.比特币 Layer 2 诞生的根本目的是为了维护整个比特币网络的安全。 总所周知,比特币网络没有矿工维护就会归零。而比特币出块奖励每四年减半一次,比特币最 近的一次产量减半将发生在2024年4月,届时,每一个区块的奖励将从6.25BTC降到 3.125BTC。如果 BTC 的价格不能翻倍,矿工的收益无法保证,新矿工没有驱动加入、老矿工 没有驱动增加算力。再加之宏观不确定性和黑天鹅可能会让比特币价格大幅下跌,矿工利益 进一步被压缩、部分矿企被迫关停。长此以往,矿工维护比特币网络的动力和意愿会减弱,整 个比特币网络的安全也会受损。因此,能够为矿工带来新的收益来源、进而促进矿工维护比特 币网络安全和共识成为了至关重要的问题。 2023年,随着 Ordinals 协议的出现和火热,手续费占据了目前矿工收入的10-30%,成为了矿 工的第二大收益来源、佐证了手续费消耗能维护网络安全的事实。然而,单纯依靠打铭文来提 高矿工收入是不可持续的,用户需要一个更加持久的比特币的消耗和使用场景。我们认为,一 个去中心化的比特币二层网络,能引入新的叙事和应用,进而从用户的需求侧带来比特币网络 的可持续的消耗场景:用户将资产跨到二层、从二层跨回去需要消耗 BTC;用户在二层内的交 易需要消耗 BTC。比特币二层的场景不仅能够持续地消耗用户手中的比特币,进而增加矿工 收入;还能够增加比特币的使用场景,进而推动更多用户持有比特币,助力比特币的价格上 涨。

2. 比特币无法进行链上资产发行和管理。 比特币网络比以太坊网络更需要 Layer2。比特币网络不能够像以太坊网络一样可以独立地完 成资产的结算问题。以太坊的 Layer 2 解决的首要问题是 Layer 1 Gas 昂贵、网络拥堵的问 题;而比特币二层首先要解决的问题是图灵不完备的问题。比特币的非图灵完备的链上虚拟 机只能给资产做登记,因此必须要在图灵完备的比特币 Layer 2 中来做 BTC Layer 1 发行的 资产结算。比特币网络上层出不穷的 Ordinals 代币同样缺乏使用价值和使用场景,而二层则 为这些代币提供了可持续的使用场景。用户能够在 Layer 2 通过各种金融平台工具来增强一 层资产的玩法和可用性。

3. 比特币扩容问题。 比特币网络自诞生以来,其可扩展性问题一直是备受关注的焦点。核心问题在于网络设计中的 几个限制,如1MB的区块大小、平均10分钟的区块生成时间,以及网络带宽限制。这些限制导 致比特币网络会在交易高峰期出现交易延迟和费用增加的情况,从而影响整个系统的效率和 用户体验。2017年的隔离见证(SegWit)技术通过更高效地利用区块空间,既提高了网络容量 (提升至最大4MB),又解决了交易可塑性问题。此外,闪电网络(Lightning Network)也被视为 一种行之有效的扩容方案,它允许用户在区块链之外进行即时交易,仅在通道开启或关闭时才 将交易记录在链上,极大提升了交易速度和效率。 然而,虽然SegWit 通过提高区块容量和解决交易可塑性问题改善了网络的可扩展性,但这种 改进是有限的。它并不能完全解决比特币网络在交易高峰期的拥堵问题。此外,闪电网络方案 的点对点支付以及用户不友好的设计模式,则使得普通用户不会提交欺诈性证明,使得恶意节 点的作恶成本很低。为了更进一步地解决比特币网络的扩容问题,我们认为 Layer 2 是相比之 下最成熟的扩容方案。

二、现有比特币 Layer2 方案一览

  1. Vitalik。早在2014年,就有开发者就比特币网络的图灵不完备以及可扩展性问题提出了解 决方案,其中最著名的是 Vitalik。Vitalik 最早是想为比特币网络构建图灵完备的 VM,使其不 仅仅作为一种货币系统,而是能够执行更复杂的操作,特别是智能合约。而出于对网络安全和 稳定性的考虑,当时的比特币社区对于对核心协议进行重大更改持保守态度,这使得 Vitalik 不得已建立了 Ethereum。

  2. Lightning Network。在 VB 之后,最著名的比特币 Layer 2 就是 Lightning Network(闪电 网络)。其目标是实现比特币的“全球支付”,核心是让比特币在 Lightning Network 这个二层 网络实现快速便捷的小额支付。但是,Lightning Network不支持智能合约,因此,无法在 Lightning Network上进行和比特币相关的生态应用开发。目前 Lightning Network 网络质押的 BTC 数量约 4000 枚。除此之外,闪电网络的欺诈性证明的用户教育成本高,非开发者很难提 交欺诈性证明来维护资产安全。因此,闪电网络用于比特币小额支付有其天然的优势,然而对 于大规模采用仍具有不小的距离。 3.Stacks。Stacks的定位是比特币的智能合约层,主网在2018年上线。其使用“挂钩”方式来实 现BTC跨链,通过在Stacks网络上发行sBTC来实现,本质上是一种中心化的映射方式;其网络 Gas使用其主网代币STX,而非BTC,矿工参与Stacks的网络挖矿会消耗质押的BTC来挖取其 网络代币,这样的网络设计不仅不会获得比特币用户的支持,甚至产生极大的反感;其生态采 用比较小众的Clarity作为编程语⾔,也大大限制了开发者的涌入。其生态已经发展5年,但是 大多数项目都反响平平或处于停滞状态,整个生态TVL目前不足2500万美金。

  3. Rootstock。RSK的定位是支持智能合约的比特币Layer2,其采用Hash锁的方式把主网 BTC跨到RSK网络,但是,Hash锁仍是中心化的方式,很难取得比特币用户的信任,因此,使 用RSK进行跨链的BTC数量屈指可数;同时,目前RSK网络的共识算法仍是POW,作为二层网 络却仍采用性能较差的POW共识机制,其生态自然很难获得发展,因此,RSK主网虽然于 2018年已经上线,但是其生态几乎没有任何发展,作为当年的“十大天王级项目”之一,也逐渐 被人们遗忘。

  4. Liquid。Liquid是由Blockstream推出的比特币二层网络,本质上讲,Liquid是一个比特币侧 链,Liquid服务的对象主要是机构和资产发行方,面向B端提供基于比特币侧链的资产发行和 流通服务,因此,Liquid的比特币跨链方案相对中心化,采用11个被认证的多签节点来托管比 特币,Liquid的解决方案类似于有许可机制的联盟链。由于是面向机构提供金融资产发行服务 ,Liquid更多的考虑是安全性和隐私性,因此,Liquid网络是需要许可才能准入的联盟链解决方 案。Liquid作为面向B端服务的比特币侧链网络,有其存在的合理性。但是,要想获得比特币社 区和加密用户的广大支持和使用,去中心化和无许可的BTC Layer2才是更具发展前景的方 向。

  5. RGB。RGB的目标是构建基于BTC UTXO和闪电网络的BTC Layer2。RGB的核心设计分为 三点:UTXO状态压缩封装、客户端验证、桥接闪电网络运行非共享智能合约,RGB最被人们 推崇为正统性的就是:RGB上运行的数据会被压缩封装到比特币的每一个UTXO中,即RGB上 运行的核心数据借助UTXO附身于比特币区块链,用比特币网络来保障资产的安全性,但是, 这也是RGB一直未能实现的功能;即使该功能实现也依然面临两个问题,由于客户端验证资产 时需要追溯每个资产上游的UTXO,这里涉及大量的数据验证,资产被转移的次数越多 ,验证 难度和验证成本就越大;即使资产能被验证,但是,比特币区块链也只是作为链下数据的一个 存证账本,比特币矿工没有真正参与到RGB资产的验证,因此,也很难说RGB的账本共享比特 币的账本安全;而且,RGB的智能合约并非真正意义地运行在链上,每个基于RGB的智能合约 是无法交互的,都是独立的,如果基于RGB发行的两个代币需要构建Swap,是无法像EVM上 发行的资产那样直接实现Swap交互,而是需要转移到闪电网络进行交互,其复杂程度可见一 斑。

  6. ChainX。ChainX 是首个基于 Substrate 的 WASM 兼容的比特币二层,曾有超过10W个比 特币从比特币网络跨链到 ChainX。ChainX 最大的问题在于,其采用11人的多签方案托管用户 的比特币资产,存在一定的中心化风险。

  7. BitVM。它是2023年被提出的BTC Layer2解决方案,目前仍处于理论阶段。BitVM被人们讨 论最多的是其比较“硬核”的技术实现方案。其核心逻辑是在BTC脚本上运行类似optimistic rollups的欺诈证明,所谓欺诈证明,即当一笔资产交易出现异议,用户可以发起检举,如果交 易真的出现问题,则不诚实的那一方的资产将会被罚没,一般有效的检举时间是7天之内(可以 简单理解为7天内无条件退货),但是,如果用户在7天后发起检举是无效的,即使资产交易出 现问题,也将被自动保存在区块链上继续运行。BitVM的智能合约层运行在链下,且每个智能 合约不共享状态;BTC跨链使用传统的Hash锁来进行资产锚定,没有实现真正去中心化的BTC 跨链。

  8. 上述的所有比特币二层方案都无法很好地回应三个问题:1. 如何将 Layer 1 的比特币以去中 心化的方式跨到 Layer 2;

  9. 2. BTC Layer2是否能获得Layer1主网用户的共识和支持;

  10. 3. BTC Layer2对于开发者和用户是否足够友好。基于此,我们创建了 BEVM,一个 EVM 兼容的、以 BTC 为 Gas 的、完全去中心化的比特币二层。

Subscribe to 帮主
Receive the latest updates directly to your inbox.
Mint this entry as an NFT to add it to your collection.
Verification
This entry has been permanently stored onchain and signed by its creator.
More from 帮主

Skeleton

Skeleton

Skeleton