探索 BTC Layer 2 赛道与机会

July 18th, 2023

写在前面：Web3CN 自成立以来，已累计发布 1000+ 篇原创文章，调研300+个优质的区块链项目，我们重点关注公链、ZK、Layer2 等底层基础设施项目，以及最具爆发潜力的DeFi，NFTFi以及GameFi等应用项目。如果您对以上赛道的投资感兴趣，欢迎加入Web3CN核心用户社群一起交流。微信ID：Web3CN_（Web3CN投研助手），添加时请备注关注赛道，以便助手将您拉进相应赛道的社群，否则小助手可能不会通过您的好友请求哦。

比特币交易吞吐量缓慢长期以来一直是其用户关注的一个问题。虽然比特币的安全性和去中心化一直是其优势，但其有限的交易速度阻碍了其有效处理大量交易的能力。

上半年，从比特币生态NFT到BRC-20代币席卷了整个比特币网络，随着进场人数越来越多，BTC矿工网络也更加拥堵、成本也更高，解决比特币链上拥堵、降低Gas费成为用户的需求，关于比特币扩容的讨论也再次火爆起来。

另外，以太坊创始人Vitalik（V神）在近期也发表了他对比特币的看法，Vitalik认可比特币在支付系统之外的发展潜力，并强调了比特币发展可扩展性的重要性。比特币作为全球市值最高的加密货币的地位无可争议。然而，V神认为，比特币有潜力超越目前作为支付系统的角色，而要实现这一目标，需要实施更多的扩容解决方案。

本文我们就将探索比特币的Layer 2的各扩展方案以及参与机会。

比特币为什么要扩容

比特币是一种去中心化的数字货币，它的区块链技术和种种优势让其成为了众多投资人的选择，然而，比特币的扩容问题却困扰着它的发展。

比特币的区块大小一直备受争议。其实，在比特币诞生之初没有限制区块的大小，其自身数据结构最大可以达到 32MB。在当时，平均被打包的区块大小为 1–2KB，有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费，还容易发生 DDOS 攻击。因此，为了保证比特币系统的安全和稳定，中本聪决定将区块大小限制在1MB。按照每笔交易占 250B，平均每十分钟产生一个区块的速度计算，比特币网络理论上每秒最多可以处理 7 笔交易。不过当时比特币的用户量较少，交易量也很小，没有造成区块链网络的拥堵问题。不过在2013年后比特币的用户体量越来越大，比特币网络拥堵、交易费用上升的问题也逐渐涌现出来。

根据比特币浏览器显示，目前比特币网络未确认交易达到 138,448 笔，而这一数据最高达到440,765笔，每秒 7 笔交易的处理速度已经明显无法满足用户需求。同时，比特币网络交易手续费也大幅飙升。

交易速度慢、交易确认时间长、交易手续费高以及网络扩展性的限制，都阻碍了现阶段比特币生态的发展，也是比特币现阶段亟需扩容的重要原因。为了解决这些问题，比特币二层扩展方案（BTC Layer2）再次成为加密市场的焦点：为解决链上拥堵和高费用，我们需要闪电网络来提高交易效率；为解决未来比特币网络资产的发行，我们需要RGB协议；为实现资产的安全转移，我们又需要BTC侧链支持。

BTC Layer2 发展历程

BTC Layer 2 是 BTC 网络之上的一层。其主要目的是解决BTC网络交易吞吐量不足、交易费用过高和扩容困难的问题。通俗地说，Layer 1 指的是比特币公链。为了解决BTC网络的吞吐量问题并避免高额费用，可以将交易移至Layer 2进行处理，处理完成后将结果返回至Layer 1，从而减轻网络压力比特币网络。其结果是比特币的流动性和可扩展性得到扩大。

相比于以太坊等生态的繁荣，比特币生态上的项目还很少，目前，整个以太坊生态系统的TVL市值达到约260亿美元，比特币生态系统的TVL约为1.8亿美元，但比特币市值近6000亿美元，以太坊市值约2300亿美元，因此从长远看，比特币生态还有相当大的成长空间。

其实，BTC 的扩容方案要远早于以太坊扩容提议的出现，早在2012 年以来，就出现了不同的协议和架构，利用比特币作为结算网络的特性，整个想法是增加主链的功能而不使其面临风险。

2012 年，染色币（Colored Coins）风靡一时，其利用了比特币区块链，旨在为特定比特币“着色”以将其与其他比特币区分开来，目标是利用比特币及其现有基础设施进行非货币交易。尽管彩色硬币从未完全独立发展，但它们激发了当今广泛使用的新技术。2017年，SegWit（隔离见证）升级激活，将区块空间扩容到 4MB，从而提高了交易吞吐量。直到2018年，开发者逐渐推出闪电网络（ Lightning Network ）和侧链（Sidechains），比特币二层由此走进大众视野。2021年的Taproot升级又带来更安全、高效、私密的比特币。今年，BRC-20 协议的出现进一步丰富了比特币的相关生态。当前比特币生态中，较为主流的协议包括侧链和闪电网络。

BTC Layer2 生态发展现状

目前BTCLayer2方案有很多，比较知名的有Lightning Network、Rootstock、Stacks等。另外，Liquid、Rollkit、RGB等一些项目和协议也有一定的使用场景。

闪电网络

闪电网络（Lightning Network）是BTC二层扩容方案，旨在使比特币交易更快、更便宜。比特币之所以拥堵，是因为其主网TPS每秒只能进行7笔交易，用户为了让自己提交的交易尽快打包出块，就需要提高支付Gas费来获得矿工打包优先权，这就是为什么BRC-20协议出来后，比特币链上拥堵、费用高的原因。闪电网络能的核心逻辑是将用户的交易环节放在链下，最终的交易成果放在链上，从而提高比特币网络的交易效率，用户可以快速高效的完成支付。

闪电网络的概念最早由 Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 于 2015年提出，其想法是让两个人在自己控制的多重签名地址中封锁一系列比特币，从而建立一个由协议本身管辖的协作协议。这个新地址的创建是通过比特币网络上的真实交易完成的，被称为“打开支付通道”。两个参与者之间进行的BTC交易将不会记录在比特币区块链中，而是由闪电节点存储状态。一旦双方决定关闭支付通道，内部发生的所有交易都会被合并，然后广播到主区块链分类账上，在扣除期间进行的所有交易后登记其钱包的最终余额。

闪电网络通过引入智能合约的思想来完善链下的交易渠道。核心的概念主要有两个：RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）和 HTLC（Hashed Timelock Contract）。前者保障了两个人之间的直接交易可以在链下完成，保障了任意两个人之间的转账都可以通过一条“支付”通道来完成。通过整合这两种机制，就可以实现任意两个人之间的交易都在链下完成了。在整个交易中，智能合约起到了中介的重要角色，而区块链网络则确保最终的交易结果被确认。

闪电网络自诞生以来生态迅速发展，目前已有1.4亿美元的TVL，闪电网络的原理相对是容易实现的，但是应用在协议中时，其技术较为单一，特别是在比特币有限编程的情况下，如何应对Layer1上面的通信和应用处理，这是一个需要解决的问题。随着对闪电网络的持续开发，针对闪电网络配套设施的各协议逐渐发展起来，其中一个就是OmniBOLT。

OmniBOLT 是一种构建在比特币和 OmniLayer 网络之上的协议，允许使用闪电网络进行原生 OmniLayer 加密资产交易，OmniBOLT 通道允许在 OmniLayer 之上发行的加密资产进行即时交易。OmniBOLT 本身不发行加密货币代币，只是提供了更多的功能以更广泛地采用和使用 OmniLayer，借助OmniBOLT 解决方案，实现不同资产的跨通道原子化互换，并拥有更灵活的Defi合约，通过 OmniLayer直接在比特币之上轻松发行去中心化智能资产和智能合约并与之交互。

OmniBOLT 的核心是利用已经建立的 DeFi 生态系统中的易用性和功能性，并将其引入比特币网络。允许通过 OmniLayer 即时支付资产以及轻松部署基于比特币的智能合约。OmniBolt 将闪电网络的开发和功能提升到了一个新阶段，允许去中心化金融应用程序在比特币网络之上运行。该协议将围绕比特币创建一个强大的生态系统，以加速比特币创新和商业采用。通过以高度可扩展且经济高效的方式将 DeFi 引入比特币网络，OmniBOLT 迎来智能合约和 DeFi 功能的新时代。但目前来看OmniBOTL涉及多个协议系统，技术较为复杂，需要检验其安全性。

Rootstock

Rootstock是比特币网络上一条可以兼容EVM的侧链，它是一个智能合约平台，它允许开发者使用以太坊的语言去构建智能合约。Rootstock的亮点是合并开采，即比特币矿工可以同时开采比特币和RSK区块，让开发者获得更好的收益。

Rootstock是比特币的侧链，因此它有自己的网络和区块链，与比特币相比，Rootstock提供了更加丰富的功能。Rootstock使用RBTC作为处理交易和合约手续费，由主网上的BTC通过跨链桥1：1发行，可以随时转为比特币。开发者们在 RSK 网络中部署智能合约时消耗的费用就是用 RBTC 代币来结算的，RBTC主要用于支付智能合约的执行费用，与 ETH 用作支付以太坊gas费类似，Rootstock则将其奖励给提供算力运行智能合约的矿工。

RIF OS则是建立在Rootstock上的一套协议，它作为基础设施，为开发者提供区块链基础设施和服务，RIF生态系统包含一系列产品，包括DeFi、存储、域名服务、支付解决方案等。它有自己的原生代币$RIF，该代币的主要作用是访问RIF OS 服务时作为支付媒介，例如在网络上建立dApp时使用$RIF 作为底层支付代币，另外可以作为抵押品托管，以铸造 RIF DeFi 生态系统中的各种资产。

可以看出，整个架构关系中，BTC为第一层做价值存储，Rootstock智能合约网络为第二层做执行，RIF OS协议为第三层提供基础设施服务。

RIF OS 协议可实现广泛的互操作性和更快的部署时间。它弥合区块链技术与其大众市场采用之间的差距。RIF OS 协议实现了 RSK 智能合约网络将价值互联网带入生活的愿景。目前RSK链上已经有了DeFi应用，如支持交易和借贷比特币的平台Sovryn和DEX平台RSK Swap，链上总TVL达9400万美元。

Stacks

Stacks是比特币的智能合约层，它为比特币带来了智能合约功能，而无需修改比特币本身。Stacks 采用金字塔方法，在底部有基础结算层（比特币），然后在其顶部添加智能合约和可编程性层（Stacks），然后在其上层实现可扩展性和速度（ Hiro 子网）。通过采用这种分层方法，使其能够拥有与以太坊等链相同的功能。

因此，Stacks可以看作是比特币Layer 2，具有一些独特的属性，例如拥有自己的代币，它充当激励机制来维护所有交易的历史分类帐并使用自己的安全预算进行操作。与闪电网络相比，Stacks 为比特币添加了额外的功能，但最终仍停留在比特币上。同时Stacks 允许利用比特币作为基础结算层来构建去中心化且抗审查的软件，这也是 Stacks 与以太坊上的 Layer2 扩展解决方案的区别。Stacks可以保持比特币主网的安全性，快速生产区块，并添加额外的层来提高功能和速度。但如果其他层受到损害，根本不会影响基础层。因此，它并不是一个类似以太坊的Layer2。

$STX是Stacks链上的代币，主要用作质押奖励、流动性挖矿和投票治理，此外$STX 还用于支付交易的 Gas 费。预计下半年，Stacks将迎来Nakamoto升级，该升级将优化Clarity语言，引入子网和SBTC。这一升级将为下一次BTC生态的爆发提供比较完善的基础条件。特别是SBTC的引入，将解决Stacks上原生资产的问题，今后主网上的智能合约能够使用SBTC开展借贷、兑换和铸造稳定币等各种DeFi业务，扩大BTC生态应用。

其他BTC Layer2项目

除了闪电网络、Rootstok和Stacks这些比较知名的BTC Layer2项目，还有其他 BTC Layer 2 项目也正在发展。

Liquid Network：Liquid Network是基于比特币的侧链网络，旨在解决比特币的流动性问题，加强比特币交易的速度和隐私度，也可以在这条链上发行新的数字资产。与RSK一样，Liquid使用的L-BTC也是与主网BTC1：1锚定。同时它还支持部署智能合约，目前已经搭建的应用有DEX Sideswap和借贷平台Hodl。

RGB协议：RGB协议是基于比特币网络做资产发行、资产转移和实现智能合约的协议，它具有可扩展性，可以支持开发者在比特币和闪电网络上部署智能合约，维护开发者的数据安全。其愿景就是让比特币网络像以太坊一样基于智能合约的开发，可以在网络上部署代币、发行NFT资产、实现Defi应用等。RGB协议主要支持RGB20（用于发行同质化代币）和RGB21（用于发行NFT），目前协议还在开发阶段，需要更多的开发者和项目加入，共同完善生态。

Rollkit：Rollkit 是由 Celestia 开发的用于比特币 Rolup的模块化框架，将比特币渲染成一个模块化的框架，分离了比特币的共识、数据可用性与执行过程。Rollkit允许开发人员部署sovereign rollups，将比特币作为数据可用性层，为Rollup交易提供相当于比特币主网的安全性。

总结与展望

随着比特币网络上的交易量越来越多，如何让比特币承载更多的交易和生态是目前主要的发展方向，无论是闪电网络、侧链还是RGB协议，比特币二层的发展也在持续进行，最终达到比特币网络安全性和可扩展性的兼容。

当前比特币生态的规模距以太坊还有不少的差距，一是知名项目相对于以太坊较少，二是用户规模也不如以太坊，但作为当前市值最高的区块链网络，其增长潜力还是很大的。

随着比特币生态各基础设施日渐完善，会吸引到越来越多的项目入驻和投资者的关注。以闪电网络为基础的OmniBOLT和RGB协议等项目将能够从中获得更强大的开发能力，而一些兼容以太坊的BTC Layer2项目也将从生态中受益。未来比特币生态将在支付、DeFi、NFT 等领域加速发展，覆盖更多的赛道和用户。

参考文献