Биткоин Layer 2: что это, как работает и какие есть нюансы

Кое-что важное:

— Биткоин (Bitcoin) — это первая в мире, функциональная и полностью децентрализованная «пиринговая (P2P) валюта», и сейчас это самая крупная блокчейн-платформа по рыночной капитализации;

— Для максимальной безопасности и децентрализации сеть пожертвовала масштабируемостью, что вызвало высокие комиссии и медленные транзакции по мере увеличения числа пользователей;

— Bitcoin Layer 2s решения нацелены на повышение масштабируемости при сохранении стандартов децентрализации и безопасности, что улучшает пользовательский опыт и открывает новые возможности для инноваций на базе Биткоина.

С момента своего создания в 2008 году Биткоин (BTC) привлек внимание частных лиц, правительств и традиционных финансовых институтов. Как первая децентрализованная криптовалюта и крупнейшая блокчейн-платформа по рыночной доле, Биткоин прочно закрепил за собой статус ведущей криптовалюты.

Однако рост Биткоина не был гладким: с увеличением популярности сети возникла серьезная проблема перегрузки. В периоды пиковых нагрузок чрезмерные комиссии и длительность ожидания сделали Биткоин неподходящим для небольших повседневных транзакций. Эти проблемы явно продемонстрировали острую необходимость в решении вопроса масштабируемости Биткоина для того, чтобы справиться с возрастающим давлением на сеть.

В этой статье вы узнаете, что такое решения второго уровня для Биткоина (Layer 2), как они работают, их основные варианты использования и некоторые из ведущих сетей второго уровня для Биткоина на сегодняшний день.

Термины Layer 1 и Layer 2 помогают различать различные сети внутри одной блокчейн-экосистемы. Сеть уровня Layer 1 – известная также как «родительская цепочка» или «основная сеть» (mainnet) в разных контекстах – является фундаментальной блокчейн-сетью. В отличие от нее, решения второго уровня (Layer 2) представляют собой вторичные сети, построенные на основе архитектуры уровня Layer 1.

Цель решений Layer 2 заключается в снижении нагрузки на Layer 1, обходя его технические ограничения, но при этом используя его сильные стороны. Таким образом, Bitcoin Layer 2 – это сети, работающие поверх основной блокчейн-сети, которые в первую очередь предназначены для увеличения пропускной способности сети для обработки транзакций, но также могут улучшать удобство использования и другими способами.

Представьте Биткоин как профессора с большим количеством экзаменационных работ, которые нужно проверить, то есть транзакций, которые нужно обработать. Блокчейн второго уровня – это эффективный ассистент преподавателя, который выполняет основную часть работы по проверке работ, прежде чем вернуть их профессору для официального занесения в журнал.

Таким образом, Layer 2 обрабатывает транзакции вне основной цепочки, прежде чем отправить их обратно для добавления в блокчейн Биткоина.

Увеличение масштабируемости

Биткоин-сеть требует около 10 минут для завершения одного набора транзакций, что составляет в среднем только семь транзакций в секунду (TPS).

Это вызывает заторы в сети во время пиковых нагрузок и приводит к резкому росту комиссий за транзакции. Например, в апреле 2021 года пользователи платили более $62 за транзакцию. Для больших транзакций это приемлемо, но для микроплатежей и точек продаж это катастрофа.

Более того, масштабирование самого блокчейна Биткоина фактически невозможно, так как это потребовало бы компромисса в безопасности или децентрализации согласно концепции трилеммы блокчейна, предложенной Виталиком Бутериным.

По сути, трилемма блокчейна заключается в том, что любая блокчейн-сеть может оптимизировать только два из трех основных столпов: децентрализацию, безопасность и скорость/масштабируемость. И так как для сети биткоин были выбраны первые два столпа, она вынуждена была пожертвовать масштабируемостью.

Эта проблема не была актуальной, когда объемы транзакций были низкими. Но по мере того как все больше пользователей по всему миру начали использовать Биткоин, неспособность сети к масштабированию вызвала узкие места в производительности. Пользователи сталкивались с этой перегрузкой сети в виде высоких комиссий и большой длительности обработки транзакций.

Решения второго уровня для Биткоина (Bitcoin Layer 2) улучшают масштабируемость, обрабатывая транзакции вне основной цепочки (off-chain), чтобы разгрузить основной уровень (Layer 1).

Увеличение полезности

Учитывая назначение как цифровой валюты, архитектура Биткоина ориентирована только на два конкретных варианта использования. А именно, он позволяет осуществлять цензуроустойчивые, децентрализованные P2P-транзакции и предоставляет технологическую базу для того, чтобы Биткоин оставался дефляционным средством сбережения.

Конечно, это ограниченное основное функциональное назначение является одной из ключевых особенностей Биткоина, а не ошибкой. Оно является частью того, что делает сеть настолько надежной и устойчивой к взломам.

С другой стороны, отсутствие функциональности может затруднить разработчикам инновации и развитие революционной технологической базы Биткоина. Значительное расширение функциональных возможностей сети путем создания уровней Layer 2 предоставляет реальный способ раскрыть дополнительные варианты использования. Используя сети второго уровня, пользователи с кошельками Биткоина могут воспользоваться такими элементами web3, как умные контракты, DeFi-сервисы и цифровые активы/NFT.

Это объясняет, какие преимущества уровни Layer 2 предлагают пользователям Биткоина, но как именно они это делают?

Хотя общая цель решений Layer 2 одинакова — помощь сети биткоина в обработке транзакций — они различаются по способу достижения этой цели.

State Channels (Каналы состояния)

Каналы состояния — это решения второго уровня, которые помогают пользователям обходить высокие комиссии за транзакции. В этом методе пользователи создают сквозные зашифрованные «каналы» для отправки и получения платежей. Эти каналы работают как микрорегистры, фиксируя все транзакции, происходящие внутри них.

Каналы состояния держат все транзакции внутри них вне основной цепочки (off-chain), только сообщая начальные и конечные балансы участников в основную сеть, когда канал закрывается. Таким образом, участники могут совершать повторяющиеся транзакции с отдельными лицами или бизнесами, не оплачивая высокие комиссии за каждую отдельную транзакцию.

Цепочки Rollup

Цепочки Rollup — это решение второго уровня, которое перемещает множество транзакций с основного уровня (Layer 1) на отдельную сеть, консолидирует их в один пакет данных и отправляет этот пакет обратно для добавления в основной блокчейн.

Важно отметить, что существует два типа цепочек Rollup: оптимистичные (Optimistic) и на основе доказательств с нулевым разглашением (ZK).

Оптимистичные Rollup предполагают, что все собранные транзакции действительны, если не доказано обратное. В отличие от них, ZK Rollup создают единственное криптографическое доказательство, называемое «доказательством валидности» (validity proof), которое подтверждает корректность всех собранных транзакций.

Сайдчейны

Сайдчейн — это независимый блокчейн со своими механизмами консенсуса, который подключается к основному уровню (Layer 1) через двухсторонний мост. Этот мост важен, так как он позволяет передавать активы между цепочками. Поскольку сайдчейн фактически является своим собственным блокчейном, он может поддерживать другие решения второго уровня (Layer 2) на своей основе.

Инноваторы и разработчики в экосистеме биткоина за последние годы разработали несколько решений второго уровня, исследуя обсуждаемые концепции и направления.

The Lightning Network

Запущенная в 2018 году, Lightning Network использует «каналы состояния» для обеспечения микротранзакций поверх первого уровня Биткоина.

Для использования Lightning Network участники отправляют и получают платежи в BTC через зашифрованные P2P-каналы, которые по сути являются смарт-контрактами. Чтобы проиллюстрировать: для отправки 0.1 BTC вашему другу, вы создаете канал с ним и пополняете его на необходимую сумму. После завершения всех транзакций вы можете закрыть канал. Система остается эффективной, отправляя в сеть биткоина только начальные и конечные балансы канала.

Rootstock (RSK)

Rootstock (RSK) — это сайдчейн, который внедрил смарт-контракты в блокчейн Биткоина. Он работает через так называемый двухсторонний пег (двухсторонняя привязка). Для пояснения: когда пользователь отправляет биткоин в Rootstock, он становится заблокированным, умным биткоином на Rootstock (RBTC) в кошельке пользователя RSK. Отправка RBTC в обратном направлении позволяет пользователю вывести свои биткоины из обычной сети.

Rootstock заявляет, что может обрабатывать до 300 TPS, что является значительным улучшением по сравнению со скоростью транзакций биткоина. Платформа также примечательна своей совместимостью с Ethereum Virtual Machine (EVM). Уточним, что EVM — это виртуальный компьютер, отвечающий за выполнение смарт-контрактов и обновление состояния блокчейна Ethereum. Иными словами, Rootstock может взаимодействовать со всей экосистемой dApps на Ethereum.

Протокол Stacks

Stacks стал одним из самых успешных решений второго уровня для Биткоина с момента выхода на основную сеть в 2018 году под названием Blockstack. Протокол позволяет использовать самовыполняющиеся смарт-контракты, которые можно разворачивать поверх Биткоина без внедрения форка. Для этого протокол использует микроблоки для повышения скорости и уникальный механизм Proof-of-Transfer (PoX), чтобы привязывать их к блокам на первом уровне. Он предоставляет доступный, простой в использовании метод для запуска смарт-контрактов и децентрализованных приложений в экосистеме Биткоина.

Liquid Network

Liquid Network — это сайдчейн второго уровня Биткоина, работающий на платформе Elements с открытым исходным кодом. У сети есть собственный нативный актив, Liquid (L-BTC), и она управляется распределенной федерацией компаний, бирж и других заинтересованных сторон, связанных с Биткоином.

Хотя большинство существующих решений второго уровня наследуют высокий уровень безопасности и надежности, они пока не так проверены на прочность, как сам Биткоин. Будучи независимыми сетями, они вводят новый набор рисков и вызовов.

Например, в 2022 году пользователи Lightning столкнулись с уникальной ошибкой «неприписанного маршрутизации платежей» из-за бага. В результате они взаимодействовали с неисправными узлами, не осознавая проблему долгое время.

Кроме того, федеративные сайдчейны, такие как Liquid Network, все еще находятся на начальных стадиях развития и принятия на рынке. В отличие от Биткоина, у которого тысячи майнеров по всему миру, у них значительно меньше узлов (в случае Liquid — 15), подписывающих и подтверждающих транзакции. Это означает, что решения второго уровня для Биткоина могут быть часто более централизованными, чем основная сеть.

#crypto #cryptocurrency #cryptocurrences #cryptolife #cryptowallet#bitcoin #btc #coinbase #криптовалюта #крипта #крипторынок#криптовалюты #криптокошелек #крипто_словарь #биткоинновости#биткойн

Ссылка на источник: