Système de connaissances de base sur le réseau de deuxième couche Bitcoin
L'essor des inscriptions Bitcoin a apporté une nouvelle vitalité à l'écosystème Bitcoin, incitant davantage de personnes à se réintéresser au Bitcoin. Dans le développement technologique de l'écosystème Bitcoin, la construction de la couche deux est primordiale. Cet article résume les connaissances de base sur la couche deux du Bitcoin, dans l'espoir de susciter des idées et de promouvoir le développement de ce domaine.
Le monde de la blockchain commence avec Bitcoin et se termine avec l'écosystème Bitcoin. Ethereum peut également être considéré comme une exploration de la technologie de sidechain de Bitcoin.
1. La mission à accomplir par la couche 2
Pour comprendre quels problèmes fondamentaux doivent être résolus pour la construction de la deuxième couche de Bitcoin, commençons par les caractéristiques de base des systèmes de blockchain.
1.1 Les caractéristiques fondamentales et les exigences de la blockchain
La blockchain peut être considérée comme un "ordinateur mondial". Comprenons les diverses caractéristiques de la blockchain sous cet angle :
Ouvert et transparent : c'est une caractéristique de stockage de données et d'exécution d'instructions de la blockchain, ainsi qu'une caractéristique de besoin interne qui nécessite la participation conjointe de nombreux nœuds distribués dans le monde.
Décentralisé : C'est une caractéristique d'architecture de la blockchain, le degré de décentralisation et la tolérance aux pannes sont soutenus par le théorème des généraux byzantins. Le degré de décentralisation est un indicateur important de la sécurité de la blockchain.
Sécurité : elle est composée des besoins internes générés par les caractéristiques d'architecture et des besoins externes des utilisateurs. Garanties par des techniques cryptographiques à un niveau microscopique, et par une architecture décentralisée à un niveau macroscopique.
Puissance de calcul : Une des principales fonctionnalités de la blockchain est sa puissance de calcul. On l'évalue généralement par sa capacité à être Turing-complet.
Performance : Dans le cas où la puissance de calcul est identique, la performance est une autre capacité principale à évaluer dans la blockchain. Généralement mesurée en TPS.
Stockage : La blockchain a la capacité de stocker des données. Actuellement, la plupart des données sont stockées dans les blocs, tandis que le stockage sur des chaînes externes plus spécialisées est encore en développement.
Confidentialité : Exiger que les droits des producteurs et des utilisateurs de données soient maintenus pendant le processus de calcul et de stockage. Cela est essentiellement motivé par les exigences externes des utilisateurs.
Ces caractéristiques sont principalement contraintes par le triangle impossible, comme la conjecture DSS (, la décentralisation, la sécurité, l'évolutivité ) et le principe CAP (, la cohérence, la disponibilité, la tolérance aux partitions ).
1.2 Le rôle de la construction de la couche 2
La construction de la couche 2 doit élargir les insuffisances du système de couche 1 et accomplir des tâches que le système de couche 1 n'est pas adapté à accomplir. Principalement :
Étendre les capacités de base : transparence publique, décentralisation, sécurité, puissance de calcul, performance, stockage, confidentialité, etc.
Réduire les coûts : en général, le coût d'exécution des transactions d'un réseau de couche unique est relativement élevé.
Caractéristiques personnalisées : ajustement du degré de mise en œuvre de diverses caractéristiques pour certaines applications.
Résumé en trois dimensions : augmenter la capacité, réduire les coûts et personnaliser les caractéristiques.
1.3 Pourquoi faire une conception en couches?
La conception en couches est un moyen et une méthodologie pour traiter des systèmes complexes. Elle consiste à diviser la structure en plusieurs niveaux et à définir les relations et les fonctions de chaque niveau, permettant ainsi la modularité, la maintenabilité et l'évolutivité du système.
Les avantages de la conception en couches:
Chaque couche est indépendante et n'a pas besoin de connaître les détails d'implémentation de la couche inférieure.
Bonne flexibilité, les changements à un niveau n'affectent pas les autres niveaux.
La structure est divisible, chaque couche peut adopter la technologie la plus appropriée.
Facile à réaliser et à maintenir
Promouvoir la normalisation
La conception modulaire en couches est une méthode efficace dans le domaine technique pour traiter des projets vastes nécessitant la collaboration de plusieurs personnes et une amélioration continue.
2. Quelques idées de construction pour le Layer2 de Bitcoin
Il existe trois principales pistes pour la construction de la couche deux de Bitcoin :
Route d'expansion basée sur la chaîne : similaire à un niveau deux EVM, est la structure de la blockchain
Route basée sur la distribution : représentée par le réseau Lightning, est une structure distribuée
Route basée sur un système centralisé : représentée par un index centralisé, c'est une structure centralisée.
Quelle solution est meilleure ? On peut utiliser la valeur totale des actifs verrouillés (TVL) comme critère de mesure, une solution avec un TVL élevé est préférable. Avec le temps et l'évolution technologique, la solution optimale changera.
Pour la définition du réseau de deuxième couche de Bitcoin : tant qu'il repose sur le réseau Bitcoin, établissant des liens techniques, certaines caractéristiques supérieures au réseau de première couche de Bitcoin sont considérées comme la construction du réseau de deuxième couche de Bitcoin.
2.1 Construction de la deuxième couche basée sur la chaîne
Les premières chaînes de blocs inspirées du Bitcoin ont exploré diverses possibilités, telles que "Colorcoin", "MasterCoin", etc.; diverses chaînes de blocs inspirées du Bitcoin pour l'augmentation de la capacité, telles que BCH, BSV, BTG; ainsi que diverses technologies de chaînes latérales sont toutes des exemples de construction d'expansion de la chaîne.
L'Ethereum peut également être considéré comme une exploration d'amélioration basée sur le Bitcoin. Les améliorations d'Ethereum par rapport au Bitcoin et le développement de la couche 2 d'Ethereum ont fourni des références pour le développement des réseaux de couche 2 basés sur la chaîne pour le Bitcoin.
La construction de deuxième couche basée sur la chaîne dans Bitcoin comprend principalement deux types de chaînes :
Modèle de compte compatible EVM : comme Ethereum, Polygon, BSC, Arbitrum, etc.
Modèle UTXO semblable à Bitcoin : comme CKB(Nervos), Chia, etc.
Avantages de la construction de la deuxième couche basée sur la chaîne :
Maintenir la plupart des caractéristiques fondamentales de la blockchain
Résoudre le problème de la complétude de Turing
Réduire considérablement les frais de transaction
Étendre à un certain degré les capacités du réseau
La réalisation technique est relativement facile, avec de nombreux cas d'exploration.
La migration des applications de niveau supérieur est facile, elle peut être réalisée rapidement.
Inconvénients:
Limité par les restrictions de la blockchain, l'amélioration des performances est limitée
Cela pourrait réduire le niveau de décentralisation ou la sécurité.
Jugement : Il pourrait y avoir de nombreux projets basés sur une structure de chaîne de deuxième couche, avec une ou plusieurs deuxièmes couches dans divers domaines verticaux, répondant à différents besoins d'application. Sa valeur est déterminée par le nombre d'applications de niveau supérieur et la valeur totale.
2.2 Construction de la seconde couche basée sur des systèmes distribués
Certaines constructions de deuxième couche sont basées sur des systèmes distribués, la structure et le cadre ne sont pas de nature blockchain, mais sont basés sur un système distribué par canal. Le réseau Lightning en est un exemple typique.
La construction de la couche deux des systèmes distribués se divise en deux catégories :
Ne transférer que de la valeur, comme le réseau Lightning
Compléter le transfert de valeur et le calcul Turing-complet, comme RGB
Avantages de la construction de la deuxième couche basée sur la distribution :
Le système est davantage décentralisé
Peut accueillir un nombre incalculable de nœuds
Meilleure confidentialité et résistance à la censure
A une évolutivité infinie, théoriquement une performance extrêmement élevée
Inconvénients :
La mise en œuvre technique est complexe
Manque d'expérience en mise en œuvre technique et d'infrastructure dans le transfert de valeur
Réaliser un système Turing-complet est un défi énorme
Jugement : La structure distribuée à deux niveaux basée sur le canal peut n'avoir que quelques projets parallèles, raison :
Le système a une capacité d'expansion illimitée
La difficulté technique de mise en œuvre est grande
Ces systèmes exigent une conception et une idée plus ouvertes, capables d'accueillir plus de personnes et d'équipes.
2.3 Construction de la couche 2 basée sur un système centralisé
Des structures d'index centralisées telles que Ordinals, ou les indexeurs de certains nœuds fonctionnels, sont également une manière de construire une couche deux.
Cette approche de construction est rarement reconnue, car la deuxième couche est trop centralisée et l'extension du réseau de première couche est très limitée. La structure centralisée de la deuxième couche dépend de diverses caractéristiques fondamentales des blockchains de la première couche, la deuxième couche effectuant uniquement des calculs simples et des fonctions statistiques.
Avantages :
Les systèmes centralisés sont très matures
Il existe de nombreux cas d'utilisation et solutions d'optimisation.
Totalement Turing-complet et performance exceptionnelle
Inconvénients :
Centralisation extrême de la couche deux
Toutes les caractéristiques fondamentales de la blockchain dépendent d'une couche de réseau.
Jugement : La couche 2 basée sur une structure centralisée pourrait n'avoir que peu de projets, voire être présente de manière éphémère. Une fois que les structures distribuées basées sur une structure en chaîne et sur des canaux seront matures, la plupart des constructions de couche 2 sur une structure centralisée pourraient disparaître, ou ne rester que dans quelques scénarios particuliers.
3. Les choses liées à la construction de la deuxième couche
3.1 La technologie de connexion entre le premier et le deuxième niveau
Le développement technique du Bitcoin lui-même, tel que la modification d'OP_RETURN, Taproot, les signatures Schnorr, MAST, Tapscript, etc., devrait être conçu pour relier les couches de première et de deuxième niveaux. Les technologies courantes reliant les blockchains de première et de deuxième niveaux sont :
Technologie inter-chaînes : réaliser l'interopérabilité entre différentes blockchains, transfert d'actifs inter-chaînes et interaction.
Technologie de validation isolée : Isoler une couche de données de transaction, traitée par une validation de deuxième couche
Technologie de chaîne latérale : connecter la chaîne principale et la chaîne latérale, réaliser le transfert de données
Technologie des canaux d'état : établir des canaux de communication hors chaîne pour améliorer la vitesse et le débit des transactions.
Technologie Plasma : traite les données de transaction en couches, par traitement de validation de deuxième couche.
Examen des indicateurs de la technologie de connexion de la couche 1 et de la couche 2:
Un niveau peut-il valider les transactions d'un deuxième niveau
Un actif de couche 1 peut-il s'échapper en toute sécurité lors d'un effondrement de couche 2
La technologie de connexion réduira-t-elle certaines caractéristiques du système
3.2 Références à la structure de von Neumann pour observer le développement de la blockchain
La "machine mondiale" qu'est la blockchain peut être comparée et analysée par rapport à la structure de von Neumann des ordinateurs traditionnels. Les cinq composants principaux d'un ordinateur basé sur la structure de von Neumann sont : l'unité arithmétique et logique, le contrôleur, la mémoire, les dispositifs d'entrée et les dispositifs de sortie. Il existe également des composants similaires dans un système blockchain.
Quelques comparaisons :
L'extension du CPU est similaire à l'extension des capacités de calcul et du débit de la couche 1 et de la couche 2.
L'extension de la mémoire passera de l'espace sur la chaîne concurrente à l'utilisation d'un véritable stockage blockchain.
Les dispositifs d'entrée et de sortie dans un système blockchain sont des oracles
Certains chaînes et fonctions spéciales ressemblent aux GPU des ordinateurs traditionnels, aux cartes de dispositifs dédiés, etc.
Les applications sur la chaîne et les applications de niveau supérieur ressemblent à la phase où les ordinateurs traditionnels n'avaient pas encore fait la distinction entre les systèmes d'exploitation et les logiciels d'application.
Les applications de la blockchain s'étendront des applications financières précoces à des applications plus larges.
4. État actuel de la construction du Layer2 de Bitcoin
4.1 Projets Bitcoin de deuxième couche déjà en cours
Réseau Lightning (Lightning Network )
Construction de la couche 2 basée sur une distribution
Proposé en 2015, mis en œuvre en 2018
Caractéristiques : rapide, à faible coût, évolutif
Réaliser des transactions hors chaîne via des canaux de paiement, réduisant considérablement le temps de confirmation et les frais.
Faire face à des défis de stabilité du réseau, d'algorithmes de routage, etc.
Liquide
Construction de deuxième couche basée sur la chaîne
Solution de sidechain lancée par Blockstream en 2015
Caractéristiques : confirmation rapide des transactions (2 minutes ), confidentialité des transactions, haute capacité de traitement
Utiliser la technologie des Transactions Confidentielles pour masquer le montant des transactions
Utiliser la technologie Federated Peg pour prendre en charge un grand nombre de transactions parallèles
Rootstock(RSK)
Construction de la deuxième couche basée sur la chaîne
Proposé en 2015, lancé officiellement en 2018
Caractéristiques : ancrage bidirectionnel avec Bitcoin, support des contrats intelligents
Fournir des fonctionnalités similaires à Ethereum pour Bitcoin
se développe relativement lentement, mais a le potentiel de devenir une plateforme de contrats intelligents importante
RGB
Construction de la couche 2 basée sur le distribué + Turing complet
Origine en 2016, développé par l'Association des standards LNP/BP
Caractéristiques : évolutif, confidentiel, protocole décentralisé sans introduction de jeton
Adoption du concept de validation côté client et de scellage unique
Émission de jetons exécutables, création de NFT, DeFi, DAO et autres contrats intelligents complexes
Stacks
Construction de la deuxième couche basée sur la chaîne
Proposé en 2013, ICO en 2017
Caractéristiques : offre des fonctionnalités de vérification d'identité décentralisée, de stockage et de contrats intelligents.
Adopter le mécanisme de consensus "Stacking"
est devenu l'une des plateformes importantes dans le domaine des applications décentralisées.
Autres nouveaux projets
B² Network: développé sur ZK-Rollup, compatible EVM
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OPsychology
· Il y a 4h
Trading des cryptomonnaies depuis quelques années, un vieux pigeon perd toujours de l'argent.
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rugged_again
· 07-20 08:23
Mineur veut miner tout en faisant des œuvres de charité.
Voir l'originalRépondre0
ForkTongue
· 07-20 08:19
btc上层建设真就 décevant咯
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CascadingDipBuyer
· 07-20 08:01
Le deuxième maître est finalement le deuxième maître, rien ne peut échapper au btc.
Analyse complète du réseau de deuxième couche de Bitcoin : principes, types et état de développement
Système de connaissances de base sur le réseau de deuxième couche Bitcoin
L'essor des inscriptions Bitcoin a apporté une nouvelle vitalité à l'écosystème Bitcoin, incitant davantage de personnes à se réintéresser au Bitcoin. Dans le développement technologique de l'écosystème Bitcoin, la construction de la couche deux est primordiale. Cet article résume les connaissances de base sur la couche deux du Bitcoin, dans l'espoir de susciter des idées et de promouvoir le développement de ce domaine.
Le monde de la blockchain commence avec Bitcoin et se termine avec l'écosystème Bitcoin. Ethereum peut également être considéré comme une exploration de la technologie de sidechain de Bitcoin.
1. La mission à accomplir par la couche 2
Pour comprendre quels problèmes fondamentaux doivent être résolus pour la construction de la deuxième couche de Bitcoin, commençons par les caractéristiques de base des systèmes de blockchain.
1.1 Les caractéristiques fondamentales et les exigences de la blockchain
La blockchain peut être considérée comme un "ordinateur mondial". Comprenons les diverses caractéristiques de la blockchain sous cet angle :
Ouvert et transparent : c'est une caractéristique de stockage de données et d'exécution d'instructions de la blockchain, ainsi qu'une caractéristique de besoin interne qui nécessite la participation conjointe de nombreux nœuds distribués dans le monde.
Décentralisé : C'est une caractéristique d'architecture de la blockchain, le degré de décentralisation et la tolérance aux pannes sont soutenus par le théorème des généraux byzantins. Le degré de décentralisation est un indicateur important de la sécurité de la blockchain.
Sécurité : elle est composée des besoins internes générés par les caractéristiques d'architecture et des besoins externes des utilisateurs. Garanties par des techniques cryptographiques à un niveau microscopique, et par une architecture décentralisée à un niveau macroscopique.
Puissance de calcul : Une des principales fonctionnalités de la blockchain est sa puissance de calcul. On l'évalue généralement par sa capacité à être Turing-complet.
Performance : Dans le cas où la puissance de calcul est identique, la performance est une autre capacité principale à évaluer dans la blockchain. Généralement mesurée en TPS.
Stockage : La blockchain a la capacité de stocker des données. Actuellement, la plupart des données sont stockées dans les blocs, tandis que le stockage sur des chaînes externes plus spécialisées est encore en développement.
Confidentialité : Exiger que les droits des producteurs et des utilisateurs de données soient maintenus pendant le processus de calcul et de stockage. Cela est essentiellement motivé par les exigences externes des utilisateurs.
Ces caractéristiques sont principalement contraintes par le triangle impossible, comme la conjecture DSS (, la décentralisation, la sécurité, l'évolutivité ) et le principe CAP (, la cohérence, la disponibilité, la tolérance aux partitions ).
1.2 Le rôle de la construction de la couche 2
La construction de la couche 2 doit élargir les insuffisances du système de couche 1 et accomplir des tâches que le système de couche 1 n'est pas adapté à accomplir. Principalement :
Résumé en trois dimensions : augmenter la capacité, réduire les coûts et personnaliser les caractéristiques.
1.3 Pourquoi faire une conception en couches?
La conception en couches est un moyen et une méthodologie pour traiter des systèmes complexes. Elle consiste à diviser la structure en plusieurs niveaux et à définir les relations et les fonctions de chaque niveau, permettant ainsi la modularité, la maintenabilité et l'évolutivité du système.
Les avantages de la conception en couches:
La conception modulaire en couches est une méthode efficace dans le domaine technique pour traiter des projets vastes nécessitant la collaboration de plusieurs personnes et une amélioration continue.
2. Quelques idées de construction pour le Layer2 de Bitcoin
Il existe trois principales pistes pour la construction de la couche deux de Bitcoin :
Quelle solution est meilleure ? On peut utiliser la valeur totale des actifs verrouillés (TVL) comme critère de mesure, une solution avec un TVL élevé est préférable. Avec le temps et l'évolution technologique, la solution optimale changera.
Pour la définition du réseau de deuxième couche de Bitcoin : tant qu'il repose sur le réseau Bitcoin, établissant des liens techniques, certaines caractéristiques supérieures au réseau de première couche de Bitcoin sont considérées comme la construction du réseau de deuxième couche de Bitcoin.
2.1 Construction de la deuxième couche basée sur la chaîne
Les premières chaînes de blocs inspirées du Bitcoin ont exploré diverses possibilités, telles que "Colorcoin", "MasterCoin", etc.; diverses chaînes de blocs inspirées du Bitcoin pour l'augmentation de la capacité, telles que BCH, BSV, BTG; ainsi que diverses technologies de chaînes latérales sont toutes des exemples de construction d'expansion de la chaîne.
L'Ethereum peut également être considéré comme une exploration d'amélioration basée sur le Bitcoin. Les améliorations d'Ethereum par rapport au Bitcoin et le développement de la couche 2 d'Ethereum ont fourni des références pour le développement des réseaux de couche 2 basés sur la chaîne pour le Bitcoin.
La construction de deuxième couche basée sur la chaîne dans Bitcoin comprend principalement deux types de chaînes :
Avantages de la construction de la deuxième couche basée sur la chaîne :
Inconvénients:
Jugement : Il pourrait y avoir de nombreux projets basés sur une structure de chaîne de deuxième couche, avec une ou plusieurs deuxièmes couches dans divers domaines verticaux, répondant à différents besoins d'application. Sa valeur est déterminée par le nombre d'applications de niveau supérieur et la valeur totale.
2.2 Construction de la seconde couche basée sur des systèmes distribués
Certaines constructions de deuxième couche sont basées sur des systèmes distribués, la structure et le cadre ne sont pas de nature blockchain, mais sont basés sur un système distribué par canal. Le réseau Lightning en est un exemple typique.
La construction de la couche deux des systèmes distribués se divise en deux catégories :
Avantages de la construction de la deuxième couche basée sur la distribution :
Inconvénients :
Jugement : La structure distribuée à deux niveaux basée sur le canal peut n'avoir que quelques projets parallèles, raison :
Ces systèmes exigent une conception et une idée plus ouvertes, capables d'accueillir plus de personnes et d'équipes.
2.3 Construction de la couche 2 basée sur un système centralisé
Des structures d'index centralisées telles que Ordinals, ou les indexeurs de certains nœuds fonctionnels, sont également une manière de construire une couche deux.
Cette approche de construction est rarement reconnue, car la deuxième couche est trop centralisée et l'extension du réseau de première couche est très limitée. La structure centralisée de la deuxième couche dépend de diverses caractéristiques fondamentales des blockchains de la première couche, la deuxième couche effectuant uniquement des calculs simples et des fonctions statistiques.
Avantages :
Inconvénients :
Jugement : La couche 2 basée sur une structure centralisée pourrait n'avoir que peu de projets, voire être présente de manière éphémère. Une fois que les structures distribuées basées sur une structure en chaîne et sur des canaux seront matures, la plupart des constructions de couche 2 sur une structure centralisée pourraient disparaître, ou ne rester que dans quelques scénarios particuliers.
3. Les choses liées à la construction de la deuxième couche
3.1 La technologie de connexion entre le premier et le deuxième niveau
Le développement technique du Bitcoin lui-même, tel que la modification d'OP_RETURN, Taproot, les signatures Schnorr, MAST, Tapscript, etc., devrait être conçu pour relier les couches de première et de deuxième niveaux. Les technologies courantes reliant les blockchains de première et de deuxième niveaux sont :
Examen des indicateurs de la technologie de connexion de la couche 1 et de la couche 2:
3.2 Références à la structure de von Neumann pour observer le développement de la blockchain
La "machine mondiale" qu'est la blockchain peut être comparée et analysée par rapport à la structure de von Neumann des ordinateurs traditionnels. Les cinq composants principaux d'un ordinateur basé sur la structure de von Neumann sont : l'unité arithmétique et logique, le contrôleur, la mémoire, les dispositifs d'entrée et les dispositifs de sortie. Il existe également des composants similaires dans un système blockchain.
Quelques comparaisons :
4. État actuel de la construction du Layer2 de Bitcoin
4.1 Projets Bitcoin de deuxième couche déjà en cours
4.2 Bit