什么是比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)？比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)如何運作？
要點
比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)可解決可擴展性挑戰(zhàn)、提高交易速度并降低手續(xù)費。比特幣Layer 2協(xié)議的示例包括閃電網(wǎng)絡(luò)、Rootstock、Stacks和Liquid Network。
Layer 2網(wǎng)絡(luò)通常采用狀態(tài)通道、側(cè)鏈和區(qū)塊鏈匯總等擴容機制。
除了解決可擴展性問題外，Layer 2解決方案還實現(xiàn)了更高的可編程性，可供開發(fā)人員在比特幣區(qū)塊鏈上開發(fā)更多的去中心化金融服務(wù)和其他Web3服務(wù)。
簡介
作為加密貨幣領(lǐng)域的先驅(qū)，比特幣已成為市值最大、最熱門的加密貨幣。不過，盡管擁有這一領(lǐng)先地位，比特幣熱度的日益增長也帶來了一些挑戰(zhàn)，其中最突出的即為可擴展性問題。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，比特幣加密貨幣社區(qū)推出了比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)，此類協(xié)議旨在提高可擴展性、降低交易成本并為比特幣生態(tài)系統(tǒng)帶來新的可能性。
什么是比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)？
比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)是建立在比特幣區(qū)塊鏈之上的協(xié)議。它們通常旨在解決主鏈所面臨的性能問題或其他限制。Layer 2協(xié)議在主鏈之外處理交易，提供更高的可擴展性和可編程性及支持各種DApp的擴展功能等優(yōu)勢。
為什么要推出比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)？
比特幣的設(shè)計初衷是成為一個去中心化的安全支付系統(tǒng)，但其在可擴展性方面卻面臨限制。事實證明，在成交量較高的時期，平均10分鐘的出塊時間和每秒7筆交易(TPS)的吞吐量無法滿足用戶的交易需求，從而會導(dǎo)致手續(xù)費增加并出現(xiàn)延遲。
比特幣區(qū)塊鏈有限的腳本語言也限制了其支持復(fù)雜智能合約和去中心化應(yīng)用程序(DApp)的能力。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的概念應(yīng)運而生。
比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)如何運作
Layer 2解決方案基于鏈下處理原則運作，即在主鏈之外處理交易，從而減輕了Layer 1網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。通過創(chuàng)建鏈下通道，用戶可以進(jìn)行多筆交易，而無需將每筆交易直接添加至區(qū)塊鏈中。這種鏈下處理方法不僅提高了交易吞吐量，還最大限度地降低了手續(xù)費，讓微交易和銷售點交易變得更加切實可行。
支撐比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)功能的機制包括狀態(tài)通道、匯總鏈和側(cè)鏈。
1.狀態(tài)通道
依托狀態(tài)通道，閃電網(wǎng)絡(luò)等Layer 2解決方案可賦能用戶創(chuàng)建用于收發(fā)款項的端到端加密通道。這些通道內(nèi)的交易在鏈下進(jìn)行，只需向主網(wǎng)報告期初和期末余額，從而減少網(wǎng)絡(luò)擁堵并提高交易效率。
2.區(qū)塊鏈匯總
區(qū)塊鏈匯總（包括樂觀匯總和零知識匯總）可將多筆交易在鏈下合并為一條數(shù)據(jù)，然后再將其添加至主鏈中。這種方法不僅提高了可擴展性，還可以顯著提高交易吞吐量。
3.側(cè)鏈
側(cè)鏈?zhǔn)菗碛凶约旱墓沧R機制的獨立區(qū)塊鏈，通過雙向跨鏈橋連接至Layer 1區(qū)塊鏈。這種連接不僅可以實現(xiàn)區(qū)塊鏈之間的資產(chǎn)劃轉(zhuǎn)、支持更多Layer 2解決方案，還可以拓展比特幣網(wǎng)絡(luò)的功能。
比特幣Layer 2解決方案示例
比特幣生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)推出了多個Layer 2解決方案，各方案均有助于提高可擴展性及引入新的功能。
1.閃電網(wǎng)絡(luò)
閃電網(wǎng)絡(luò)于2018年推出，它采用狀態(tài)通道，在比特幣Layer 1網(wǎng)絡(luò)之上實現(xiàn)了微交易。閃電網(wǎng)絡(luò)在鏈下處理多筆交易，并在主鏈上結(jié)算期初和期末余額，以此來提高交易速度并降低交易成本。
2.Rootstock (RSK)
Rootstock是一條側(cè)鏈，開創(chuàng)了比特幣區(qū)塊鏈上智能合約的先河。它支持用戶將比特幣發(fā)送至Rootstock網(wǎng)絡(luò)，隨后，這部分比特幣將成為用戶RSK錢包中鎖定的Smart Bitcoin (RBTC)，從而提高交易速度并降低交易成本。
3.Stacks Protocol
Layer 2區(qū)塊鏈Stacks Protocol（原名為Blockstack）可為比特幣區(qū)塊鏈上的智能合約和DApp提供支持。Stacks利用微區(qū)塊來提高交易速度，并采用傳輸證明(PoX)機制，將交易與比特幣區(qū)塊鏈聯(lián)系起來。
4.Liquid Network
Liquid Network是一條比特幣Layer 2側(cè)鏈，它采用雙向錨定機制，支持用戶來回劃轉(zhuǎn)比特幣。當(dāng)BTC被劃轉(zhuǎn)至Liquid Network時，將以1:1的比例兌換為Liquid BTC (L-BTC)。該鏈還支持代幣和其他數(shù)字資產(chǎn)的發(fā)行。
比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)除可擴展性以外的其他用例
比特幣Layer 2解決方案不僅解決了可擴展性問題，還為比特幣生態(tài)系統(tǒng)帶來了諸多新用例和新功能。
1.提高可編程性：Layer 2解決方案將復(fù)雜的智能合約功能引入比特幣網(wǎng)絡(luò)，從而為去中心化金融(DeFi)服務(wù)、非同質(zhì)化代幣(NFT)和其他Web3應(yīng)用程序的開發(fā)提供支持。
2.比特幣DeFi：閃電網(wǎng)絡(luò)和Stacks等Layer 2解決方案促進(jìn)了比特幣區(qū)塊鏈上去中心化金融的發(fā)展，支持用戶進(jìn)行資產(chǎn)管理、原子交換、借貸和交易。
3.解決區(qū)塊鏈三元悖論：比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)有助于克服區(qū)塊鏈三元悖論，即平衡去中心化、安全性和可擴展性。比特幣網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先考慮去中心化和安全性，而Layer 2解決方案則負(fù)責(zé)解決可擴展性問題。
比特幣Layer2網(wǎng)絡(luò)的崛起
近來，比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的重要性日益凸顯，多項重大進(jìn)展表明，此類網(wǎng)絡(luò)已被廣泛采用和整合。例如，幣安宣布于2023年完成與閃電網(wǎng)絡(luò)的整合，讓用戶能夠利用Layer 2擴容解決方案進(jìn)行比特幣提現(xiàn)和充值。此舉表明，Layer 2解決方案在整個加密貨幣生態(tài)系統(tǒng)中的重要性日益凸顯。
展望未來，隨著該領(lǐng)域的不斷發(fā)展，比特幣Layer 2解決方案有望爆發(fā)出巨大潛能。比特幣生態(tài)系統(tǒng)前所未有的增長和創(chuàng)新在加密貨幣社區(qū)內(nèi)有目共睹，而Layer 2網(wǎng)絡(luò)在推動這一進(jìn)步方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
為什么比特幣需要Layer2網(wǎng)絡(luò)
根據(jù)可擴展性三難問題，沒有網(wǎng)絡(luò)可以同時安全、去中心化和快速。能源密集型的 PoW 比特幣無疑是所有區(qū)塊鏈中最安全的。超過 75000 個核心節(jié)點使其極度去中心化。這是一種權(quán)衡嗎？它無法處理超過 3-4 筆交易每秒。
比特幣是按照這種方式設(shè)計的，在 15 年前創(chuàng)建時，這些數(shù)字似乎足夠了。中本聰建議每 10 分鐘產(chǎn)生一個區(qū)塊，作為一個例子，平衡網(wǎng)絡(luò)延遲、傳播時間和計算效率。雖然隔離見證（SegWit）升級確實擴大了區(qū)塊大小，但仍然不夠。舉例來說，以太坊的區(qū)塊創(chuàng)建時間約為 20 秒。
盡管比特幣處于領(lǐng)先地位，但實際上人們并沒有像以太坊或 Uniswap 那樣頻繁地使用比特幣進(jìn)行日常轉(zhuǎn)賬，即使比特幣網(wǎng)絡(luò)上的平均交易費用為 4.96 美元，現(xiàn)在比以太坊的 10.51 美元低兩倍。結(jié)果，比特幣中的大部分巨額資金仍然處于未被利用和休眠狀態(tài)。此外，隨著 Ordinals 和 BRC-20 等 NFT 在比特幣上的興起，僅僅加劇了第一層網(wǎng)絡(luò)的壓力，導(dǎo)致更多擁堵和費用增加。
盡管比特幣目前的市場份額約為 50％，但這一數(shù)字在長期內(nèi)穩(wěn)步下降。而且這個差距可能會變得更大。以太坊正在快速向著全數(shù)據(jù)分片邁進(jìn)（正如我們在這篇文章中所解釋的，這可能真正改變游戲規(guī)則），而比特幣不能落后。外部競爭正加大力度，要求提供更好的可擴展性解決方案。
理解 L2 解決方案
L2 解決方案是建立在底層網(wǎng)絡(luò)之上或旁邊的技術(shù)，可以促進(jìn)主鏈之外的交易。實施 L2 的兩種最流行方法是狀態(tài)通道和側(cè)鏈；其他方法包括合并挖礦鏈和權(quán)益證明鏈。
狀態(tài)通道
狀態(tài)通道是由智能合約管理的協(xié)議，創(chuàng)建了結(jié)合了鏈上結(jié)算和鏈下流程的支付通道。
側(cè)鏈
側(cè)鏈?zhǔn)翘娲鷧^(qū)塊鏈，在其中用戶通常會發(fā)送預(yù)先存在的比特幣（作為封裝幣）來參與。在側(cè)鏈中，用戶可以按照自己的意愿進(jìn)行交易。從側(cè)鏈返回主鏈的轉(zhuǎn)賬通過「猜測與反駁」（即隨著時間推移斷言并逐漸確認(rèn)交易）進(jìn)行，確保側(cè)鏈與比特幣市場價格之間的 1:1 比率。
結(jié)語
比特幣Layer 2網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)有效解決了比特幣面臨的可擴展性挑戰(zhàn)，此類解決方案有助于提高交易速度、降低手續(xù)費并解鎖新功能。除了可擴展性方面的改進(jìn)以外，比特幣Layer 2解決方案還實現(xiàn)了更高的可編程性，為比特幣區(qū)塊鏈上的DeFi服務(wù)和資產(chǎn)管理等鋪平了道路。
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