比特幣一直是加密貨幣的核心。但是，根據設計，它每秒處理的事務數量有限，導致交易時間變慢和費用增加，尤其是在高需求期間。
這種可擴展性問題因區塊獎勵的週期性減半而變得更加複雜，這降低了對礦工的激勵，並可能導致更高的交易費用。
那麼，比特幣如何在不犧牲其核心原則的情況下演變以滿足快速擴大的去中心化金融生態系統的需求呢？這就是比特幣第二層解決方案的用途所在。
讓我們潛入並探索比特幣L2的世界。
為什麼需要比特幣的第二層解決方案(L2s)？
您可能想知道為什麼我們需要比特幣的 L2，因為已經有這麼多更快的鏈和生態系統似乎可以很好地處理 DeFi 活動。
要回答這個問題，我們需要瞭解比特幣目前的局限性、它的歷史背景以及它為加密空間帶來的獨特價值。
比特幣的主要限制：
- 可擴展性：由於比特幣的10分鐘區塊時間和1 MB區塊大小，比特幣每秒只能處理約7-10筆交易（TPS）。這種吞吐量對於一個全球貨幣來說是不足夠的。因此，在需求高峰期，用戶會遇到延遲和增加的手續費，因為礦工會優先處理手續費較高的交易。
- 有限的可程式性：比特幣的腳本語言被故意限制，這限制了複雜操作或智能合約。
自比特幣初期以來，人們就已經意識到這些限制。比特幣在2009年推出後不久，開發人員便開始努力在比特幣網絡上構建應用程序和層。一個早期的例子是萊特幣，它是作為比特幣的分叉而創建，以提高交易吞吐量。這些嘗試突顯了比特幣本身需要擴展解決方案的需求。
圖片來自幣交易
除了這些挑戰之外，還有比特幣減半機制。每四年，礦工的區塊獎勵減少一半，這可能導致：
- 安全性降低：少數礦工無法負擔持續挖礦，導致網路整體安全性下降。
- 潛在的中心化：只有成本較低的大型礦工才能生存，從而導致更集中的礦工群。
- 交易費用增加：如果比特幣價格的上漲不足以彌補較低的回報，礦工可能會優先考慮優先順序較高的交易，從而增加所有人的交易成本。
這就是L2的作用所在，它提供了幾個優點來彌補比特幣的限制:
- 提高交易輸送量：L2 每秒可以在鏈下處理數百筆交易。
- 低手續費：通過批量處理交易並在主鏈上以組的形式結算，L2層顯著降低了每筆交易的成本。
- 引入可編程性：L2使智能合約功能能夠在不改變比特幣基礎層的情況下實現。
- 更快的確認：L2交易幾乎可以瞬間完成，在主鏈上的最終結算則稍後進行。
但是，當其他鏈原生提供高速和可程式設計性時，為什麼要建立在比特幣上呢？
比特幣和以太坊都面臨來自不斷增長的用戶基礎的高需求挑戰。雖然以太坊支持大多數的DeFi和NFT應用，比特幣主要專注於價值轉移。這種差異影響著如何在每條鏈上實施L2解決方案。
比特幣L2s的工作方式與以太坊L2s不同。比特幣L2s和以太坊L2s之間的基本區別在於它們的主要焦點和用途。
- 比特幣L2主要增強簡單價值轉移和微支付的可擴展性和效率。除了可擴展性外，比特幣L2項目還旨在向比特幣網絡引入可編程性。雖然比特幣本身不支持虛擬機，但L2解決方案正在開發運行虛擬機的執行層。這為比特幣添加了間接的智能合約能力，使其能夠支持更多的應用。
- 乙太坊 L2 旨在擴展涉及智慧合約和應用程式的複雜計算和交互。這裡的目標是處理鏈下的大量交易，同時確保乙太坊主鏈的安全性。
在比特幣上構建的好處包括：
- 捕捉未充分利用的比特幣價值：比特幣供應的一大部分閒置在錢包中。可編程的第二層可以激活這些休眠的資本，為整個比特幣生態系統帶來增加的採用和流動性。
- 利用比特幣的流動性和品牌：比特幣是加密資產中流動性最深的，市值超過1萬億美元。這使得應用程序能夠利用龐大的資金池和成熟的用戶基礎。
- 繼承比特幣的安全性：比特幣的高哈希率和去中心化網絡使其成為最安全的區塊鏈之一。L2解決方案可以利用這一強大的安全模型。
雖然L2可以幫助擴展比特幣的生態系統，而不僅僅是一種價值儲存，但由於缺乏本地驗證，它們目前損害了其核心安全性和去中心化，引入了新的安全假設。儘管存在這些挑戰，L2s為比特幣提供了一種成為更具動態性和可程式設計性的生態系統的方法，同時努力保持其安全性和抗審查性的基本屬性。
Bitcoin L2s的內部運作
在深入研究之前，讓我們澄清Rollups和L2之間的區別：Rollups旨在批量處理和擴展交易，而L2則包括一系列更廣泛的解決方案，旨在提高可擴展性和效率。
簡而言之：每個 L2 都是 Rollup，但並非每個 Rollup 都是 L2。
Rollups旨在批處理和有效擴展交易。 L2包括Rollups，提供更廣泛的功能。 這些功能可能包括智能合約功能、本地代幣，有時還有獨立的驗證機制。 簡而言之，L2可以被視為Rollup加上其他功能。
考慮到這一點，讓我們了解不同類型的比特幣L2s是如何運作的：
狀態通道
狀態通道允許各方進行多個離鏈交易。通道是通過在主鏈上創建多重簽名地址來打開的，雙方都會對其進行資金注入。然後他們可以進行離鏈交易，只有開啟和關閉交易記錄在主鏈上，使整個過程快速和具有成本效益。
當各方決定結束交易時，他們通過將所有離線交易合併成一筆最終交易，並將其記錄在比特幣主網上來關閉通道。這確保了大量的小額交易不會阻塞網絡。
每次有新參與者想要加入時，都會打開一個新的狀態通道。此設置可確保對事務狀態的任何更新都需要所有相關方的同意，從而防止任何一方惡意更新狀態。
這是一個狀態通道的運作方式：
- Alice和Bob在比特幣鏈上創建了一個多簽地址。
- 將比特幣存入此地址。
- 這個設置交易被記錄在區塊鏈上。
- 他們通過私下更新共享賬本來執行交易。
- 每筆交易都由雙方簽署，但不會廣播到區塊鏈。
- 每筆交易後的新結餘都由雙方簽署作為證明。
- 這些帳本的更新仍保持在鏈外。
- 完成後，他們就最終餘額達成一致。
- 他們創建並簽署一個結算交易，反映這個最終餘額。
- 此最終狀態被廣播到鏈上。
- 比特幣鏈驗證並記錄最終交易。
只有開放和結算交易在主鏈上記錄，使過程高效。狀態通道允許在鏈外進行多個快速且便宜的交易，只有初始和最終狀態在區塊鏈上記錄，減輕負擔並提高效率。
比特幣上的狀態通道的一個很好的例子是閃電網絡, 它允許用戶創建雙向支付通道，從而顯著減少擁堵。
Sidechains
Sidechains是在主要的比特幣網絡旁運行的獨立區塊鏈。它們允許進行更複雜的操作和更大的靈活性，因為資產可以在主鏈和側鏈之間移動。側鏈可以遵循不同的規則和共識機制，提高比特幣的功能性而不會過度負擔主鏈。
讓我們通過一個例子來理解這個。
- Alice在比特幣主鏈上的特殊地址鎖定了她的比特幣。
- 此操作將在側鏈上為她添加相等數量的代幣。
- 鎖定交易已記錄在主鏈上。
- 愛麗絲現在可以使用這些側鏈代幣進行交易或運行智能合約。
- 側鏈上的交易根據其自己的規則和共識機制進行處理，獨立於主鏈之外。
- 當愛麗絲想要將她的資產轉移到主鏈上時，她在側鏈上發起一筆轉移。
- 側鏈向主比特幣鏈發送轉移證明。
- 主區塊鏈驗證來自側鏈的證明。
- 驗證通過後，Alice的原始比特幣將在主鏈上解鎖並返回給她。
Sidechains允許進行複雜操作和更大的靈活性，與主要的比特幣網路並行運行。它們減少了主區塊鏈的負載，同時實現了高級功能和可擴展性。
比特幣已經有了像Liquid Network，這使得交易更快、交易更私密，以及Rootstock是一個將比特幣轉換為智能比特幣（RBTC）以部署智能合約的L2，擴展比特幣的應用案例，超越簡單的交易。
Rollups
Rollups將多筆交易批次處理在鏈下，然後將單一摘要交易提交到主鏈。這個過程顯著減少了主鏈上的負載，同時保持安全性。
圖片來自 Global X ETFs
- Rollup將多個交易收集在鏈下。例如，Bob向Carol發送1比特幣，Dave向Emma發送2比特幣。
- Rollup 處理這些交易並在鏈外更新用戶的餘額。
- 匯總將創建批處理交易記錄的摘要，顯示 Bob、Carol、Dave 和 Emma 的最終餘額。
- Rollup將此摘要提交至主比特幣鏈。
- 經過驗證後，區塊鏈會根據此摘要更新餘額。
這使得多筆交易可以在鏈外高效處理，只需要驗證和記錄一個單一摘要在主區塊鏈上。目前，各種項目都旨在在比特幣上實現這一點，但最大的障礙是比特幣的不可編程性。
值得注意的例子包括BOB（基於比特幣構建），一個目前在公共測試網上的兼容EVM的L2；柑橘，最近宣布的一個樂觀的主權滾動計劃使用BitVM（我們將在下一篇文章中介紹）進行結算；Alpen，一個模塊化的滾動層，和比特幣作業系統由索夫林, 旨在創建一個“匯總的超級鏈具有跨滾動兼容性的"。
其中大部分的倡議最初採取樂觀的Rollup方法，可以更快地進行開發和部署，同時受益於比特幣現有的安全模型。然而，包括BOB在內的許多項目已表示，隨著技術的改進，他們打算最終過渡到zk-rollups。
朝向 zk-rollups 的轉變旨在進一步提高長期的可擴展性、隱私和安全性，可能將比特幣的生態系統轉變為與新一代區塊鏈的功能相媲美，同時保持其核心優勢。
比特幣擴展方案比較
結語
比特幣L2s旨在通過提高可擴展性和交易速度來改善網絡活動並利用閒置的比特幣。儘管這些解決方案具有潛力，但由於現有第1層可編程鏈的競爭和固有的安全擔憂，這些解決方案面臨著採用挑戰。
一個主要問題是，比特幣的L2解決方案通常需要額外的信任假設，這使得它們不如乙太坊的L2安全。 本機驗證將允許比特幣直接驗證L2交易，可以簡化安全模型，使比特幣的L2更安全，更高效。
將比特幣（Bitcoin）連接到其第二層也具有挑戰性，因為需要安全可靠的機制。當前的橋樑設計包括像 tBTC 這樣的最小信任解決方案，依賴於多方參與，以及像 WBTC 這樣的保管橋樑，由中央保管員管理。新的提案，如 BitVM，旨在使用先進的 ZK 證明實現無信任橋樑，但在流動性管理和增加的鏈上交易負載方面面臨挑戰。
比特幣L2s的承諾超越了比特幣本身，狀態通道可能適用於EVM和Solana等其他生態系統，以改善遊戲和永續交易等低延遲應用程式
比特幣L2的未來不確定。它們有潛力開啟巨大價值，但也可能面臨採用困難。儘管如此，我們在Gate仍然相信LI.FI我們致力於支持比特幣生態系統的增長和創新。我們已經支持比特幣L2s，如Rootstock和Thorchain用於原生比特幣交換，並正在整合更多應用程式和鏈，為我們的合作夥伴和用戶帶來最佳體驗。
免責聲明：
- 本文轉載自[LI.FI], 所有版權屬於原作者 [Yash Chandak]. 如果有對此轉載的異議，請聯繫Gate 學習團隊將會迅速處理。
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- 文章的翻譯工作由Gate Learn團隊完成。未經提及，複製、分發或抄襲翻譯過的文章是被禁止的。
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- 提高交易輸送量：L2 每秒可以在鏈下處理數百筆交易。
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但是，當其他鏈原生提供高速和可程式設計性時，為什麼要建立在比特幣上呢？
比特幣和以太坊都面臨來自不斷增長的用戶基礎的高需求挑戰。雖然以太坊支持大多數的DeFi和NFT應用，比特幣主要專注於價值轉移。這種差異影響著如何在每條鏈上實施L2解決方案。
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- 比特幣L2主要增強簡單價值轉移和微支付的可擴展性和效率。除了可擴展性外，比特幣L2項目還旨在向比特幣網絡引入可編程性。雖然比特幣本身不支持虛擬機，但L2解決方案正在開發運行虛擬機的執行層。這為比特幣添加了間接的智能合約能力，使其能夠支持更多的應用。
- 乙太坊 L2 旨在擴展涉及智慧合約和應用程式的複雜計算和交互。這裡的目標是處理鏈下的大量交易，同時確保乙太坊主鏈的安全性。
在比特幣上構建的好處包括：
- 捕捉未充分利用的比特幣價值：比特幣供應的一大部分閒置在錢包中。可編程的第二層可以激活這些休眠的資本，為整個比特幣生態系統帶來增加的採用和流動性。
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- 繼承比特幣的安全性：比特幣的高哈希率和去中心化網絡使其成為最安全的區塊鏈之一。L2解決方案可以利用這一強大的安全模型。
雖然L2可以幫助擴展比特幣的生態系統，而不僅僅是一種價值儲存，但由於缺乏本地驗證，它們目前損害了其核心安全性和去中心化，引入了新的安全假設。儘管存在這些挑戰，L2s為比特幣提供了一種成為更具動態性和可程式設計性的生態系統的方法，同時努力保持其安全性和抗審查性的基本屬性。
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簡而言之：每個 L2 都是 Rollup，但並非每個 Rollup 都是 L2。
Rollups旨在批處理和有效擴展交易。 L2包括Rollups，提供更廣泛的功能。 這些功能可能包括智能合約功能、本地代幣，有時還有獨立的驗證機制。 簡而言之，L2可以被視為Rollup加上其他功能。
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狀態通道
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讓我們通過一個例子來理解這個。
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- 此操作將在側鏈上為她添加相等數量的代幣。
- 鎖定交易已記錄在主鏈上。
- 愛麗絲現在可以使用這些側鏈代幣進行交易或運行智能合約。
- 側鏈上的交易根據其自己的規則和共識機制進行處理，獨立於主鏈之外。
- 當愛麗絲想要將她的資產轉移到主鏈上時，她在側鏈上發起一筆轉移。
- 側鏈向主比特幣鏈發送轉移證明。
- 主區塊鏈驗證來自側鏈的證明。
- 驗證通過後，Alice的原始比特幣將在主鏈上解鎖並返回給她。
Sidechains允許進行複雜操作和更大的靈活性，與主要的比特幣網路並行運行。它們減少了主區塊鏈的負載，同時實現了高級功能和可擴展性。
比特幣已經有了像Liquid Network，這使得交易更快、交易更私密，以及Rootstock是一個將比特幣轉換為智能比特幣（RBTC）以部署智能合約的L2，擴展比特幣的應用案例，超越簡單的交易。
Rollups
Rollups將多筆交易批次處理在鏈下，然後將單一摘要交易提交到主鏈。這個過程顯著減少了主鏈上的負載，同時保持安全性。
圖片來自 Global X ETFs
- Rollup將多個交易收集在鏈下。例如，Bob向Carol發送1比特幣，Dave向Emma發送2比特幣。
- Rollup 處理這些交易並在鏈外更新用戶的餘額。
- 匯總將創建批處理交易記錄的摘要，顯示 Bob、Carol、Dave 和 Emma 的最終餘額。
- Rollup將此摘要提交至主比特幣鏈。
- 經過驗證後，區塊鏈會根據此摘要更新餘額。
這使得多筆交易可以在鏈外高效處理，只需要驗證和記錄一個單一摘要在主區塊鏈上。目前，各種項目都旨在在比特幣上實現這一點，但最大的障礙是比特幣的不可編程性。
值得注意的例子包括BOB（基於比特幣構建），一個目前在公共測試網上的兼容EVM的L2；柑橘，最近宣布的一個樂觀的主權滾動計劃使用BitVM（我們將在下一篇文章中介紹）進行結算；Alpen，一個模塊化的滾動層，和比特幣作業系統由索夫林, 旨在創建一個“匯總的超級鏈具有跨滾動兼容性的"。
其中大部分的倡議最初採取樂觀的Rollup方法，可以更快地進行開發和部署，同時受益於比特幣現有的安全模型。然而，包括BOB在內的許多項目已表示，隨著技術的改進，他們打算最終過渡到zk-rollups。
朝向 zk-rollups 的轉變旨在進一步提高長期的可擴展性、隱私和安全性，可能將比特幣的生態系統轉變為與新一代區塊鏈的功能相媲美，同時保持其核心優勢。
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一個主要問題是，比特幣的L2解決方案通常需要額外的信任假設，這使得它們不如乙太坊的L2安全。 本機驗證將允許比特幣直接驗證L2交易，可以簡化安全模型，使比特幣的L2更安全，更高效。
將比特幣（Bitcoin）連接到其第二層也具有挑戰性，因為需要安全可靠的機制。當前的橋樑設計包括像 tBTC 這樣的最小信任解決方案，依賴於多方參與，以及像 WBTC 這樣的保管橋樑，由中央保管員管理。新的提案，如 BitVM，旨在使用先進的 ZK 證明實現無信任橋樑，但在流動性管理和增加的鏈上交易負載方面面臨挑戰。
比特幣L2s的承諾超越了比特幣本身，狀態通道可能適用於EVM和Solana等其他生態系統，以改善遊戲和永續交易等低延遲應用程式
比特幣L2的未來不確定。它們有潛力開啟巨大價值，但也可能面臨採用困難。儘管如此，我們在Gate仍然相信LI.FI我們致力於支持比特幣生態系統的增長和創新。我們已經支持比特幣L2s，如Rootstock和Thorchain用於原生比特幣交換，並正在整合更多應用程式和鏈，為我們的合作夥伴和用戶帶來最佳體驗。
免責聲明：
- 本文轉載自[LI.FI], 所有版權屬於原作者 [Yash Chandak]. 如果有對此轉載的異議，請聯繫Gate 學習團隊將會迅速處理。
- 責任聲明：本文所表達的觀點和意見僅代表作者個人觀點，並不構成任何投資建議。
- 文章的翻譯工作由Gate Learn團隊完成。未經提及，複製、分發或抄襲翻譯過的文章是被禁止的。
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