Что такое Bitcoin Layer-2 и как они работают? Примеры и сравнения

 Bitcoin Layer-2

Вывод

• Bitcoin Layer-2 - это подсистемы, работающие вне сети и предназначенные для повышения масштабируемости, скорости и экономической эффективности сети Bitcoin без изменения ее основного протокола.
• Системы уровня 2 могут принимать различные формы, включая сайдчейны, каналы состояния и объединения.
• К наиболее известным проектам уровня 2 относятся Lightning Network, Stacks и Rootstock.
• Несмотря на свой вклад в эффективность, Bitcoin Layer-2 сталкиваются с такими проблемами, как фрагментация ликвидности, проблемы с совместимостью и недостаточное обучение пользователей.

Биткоин — самая безопасная и широко распространённая блокчейн- сеть в мире. Однако она не была разработана для обработки тысяч транзакций в секунду. Растущий спрос приводит к перегрузке сети, и основная сеть Bitcoin сталкивается с проблемой низкой скорости транзакций и высоких комиссий, что создаёт серьёзную угрозу её будущему.

Эта проблема масштабируемости открыла путь решениям Bitcoin Layer-2. Они обеспечивают более быстрые и дешёвые транзакции, сохраняя при этом привязку к блокчейну Bitcoin для обеспечения окончательности и доверия. Короче говоря, они повышают производительность без ущерба для безопасности. 

Понимание решений по масштабированию Bitcoin Layer-2 критически важно для всех участников сети. В этой статье мы кратко рассмотрим Bitcoin Layer-2, объясним, как они работают и что предлагают.

Что такое Bitcoin Layer-2?

Bitcoin Layer-2 - это масштабируемые решения, построенные на основе блокчейна Bitcoin и повышающие эффективность сети за счёт обработки некоторых транзакций вне блокчейна.

Эти решения снижают нагрузку на основной блокчейн, сохраняя при этом надёжную защиту Bitcoin. После завершения транзакций Layer-2 они окончательно обрабатываются на базовом уровне.

Важно отметить, что Layer-2 не меняют основной протокол Биткойна. Вместо этого они предоставляют параллельные системы, способные обрабатывать несколько транзакций более эффективно.

 Эти системы затем объединяют данные в пакеты и записывают их в основной блокчейн, тем самым снижая нагрузку на Bitcoin, сохраняя при этом его принцип доверия записанным в блоки данным.

3 типа решений Bitcoin Layer-2

Существует несколько способов масштабирования Bitcoin с помощью решений уровня 2. Наиболее популярные из них включают сайдчейны, каналы состояния и роллапы.

Сайдчейны (Sidechains)

Сайдчейны (Sidechains) - это отдельные блокчейны, работающие параллельно с сетью Биткойн. Они полностью автономны и обладают собственным механизмом консенсуса, но взаимодействуют с Биткойном посредством двусторонней привязки.

Эта система позволяет пользователям блокировать BTC в основной цепочке и получать эквивалентные токены в сайдчейне.

Эти активы затем можно использовать для более быстрых или сложных транзакций. Например, сайдчейн может поддерживать смарт-контракты или предлагать более низкие комиссии за транзакции.

Сайдчейны привязаны к Биткоину, но, поскольку у них есть собственные механизмы консенсуса, пользователи должны доверять валидаторам сайдчейна для поддержания целостности сети.

Каналы состояния (State Channels)

Далее следуют каналы состояния (State Channels). Это сети офчейн-транзакций, которые позволяют участникам совершать транзакции конфиденциально и мгновенно, не затрагивая основной блокчейн для каждого взаимодействия.

Вместо этого в цепочке записываются только начальный и конечный балансы.

Каналы состояния высокоэффективны для микротранзакций и частых платежей между фиксированным кругом участников.

Они идеально подходят для игр, сервисов с оплатой по факту использования и любых других сценариев, где требуется совершать множество двусторонних транзакций. Однако они требуют, чтобы обе стороны оставались онлайн и отвечали на запросы до закрытия канала.

Rollups

Роллапы (Rollup) обрабатывают сотни или тысячи транзакций вне сети и передают только пакеты этих транзакций на базовый уровень Bitcoin для финализации. Это снижает перегрузку основной сети.

Это может показаться похожим на сайдчейны, но ключевое отличие заключается в том, что rollup не имеют собственного механизма консенсуса: они полагаются на сеть Bitcoin для обеспечения безопасности и работают как сателлит, а не как автономный блокчейн. 

Существует два основных типа роллапов: оптимистичные роллапы, которые предполагают достоверность, если только они не оспорены, и роллапы с нулевым разглашением (zk-rollups), которые используют криптографические доказательства для гарантии корректности.

Оба этих решения обеспечивают высокую масштабируемость и прозрачность без изменения правил консенсуса Биткойна. Хотя роллапы стали популярными в Ethereum, новые исследования и разработки добавляют возможности роллапов в Биткойн.

Преимущества Bitcoin Layer-2

Решения уровня 2 предлагают экосистеме Bitcoin множество преимуществ:

• Более высокая скорость и более низкие комиссии: прежде всего, они увеличивают пропускную способность транзакций за счёт переноса активности за пределы базового уровня. Следовательно, это снижает комиссию за газ и улучшает пользовательский опыт.
• Новые возможности: более того, протоколы уровня 2 открывают новые возможности использования BTC. Хотя сам Bitcoin обладает ограниченными возможностями написания скриптов, протоколы уровня 2 позволяют создавать смарт-контракты, децентрализованные финансовые приложения и более гибкие варианты оплаты.
• Децентрализация: они поддерживают децентрализацию, позволяя пользователям сохранять контроль над своими активами.
• Повышенная конфиденциальность: Bitcoin Layer-2 также повышает конфиденциальность. Поскольку большинство взаимодействий происходит вне сети, в публичном реестре регистрируется меньше информации.

Риски и проблемы

Несмотря на всю многообещающую перспективу, Bitcoin Layer-2 не лишен рисков. 

• Предположения о безопасности: они могут отличаться от основных, особенно в сайдчейнах или новых схемах объединения. Пользователи должны оценить модель доверия каждого решения, прежде чем вносить туда средства.
• Сложный пользовательский опыт: многие решения второго уровня требуют отдельных кошельков, инфраструктуры и обучения. Для массового внедрения этим решениям необходима безупречная интеграция с биткоин-кошельками и биржами.
• Технические проблемы: экосистема всё ещё развивается. Некоторые протоколы являются экспериментальными и могут столкнуться с техническими проблемами. 
• Неопределенность регулирования: наконец, неопределенность регулирования в отношении некастодиальных платформ или кросс-чейн переводов может повлиять на их развитие.

Известные проекты Bitcoin Layer-2

В настоящее время активно или в стадии разработки находятся несколько крупных проектов по масштабированию Bitcoin с использованием архитектуры Layer 2. Каждый проект имеет свой уникальный подход и вариант использования.

Lightning Network

• Мгновенные и дешевые транзакции
• Используется для микроплатежей

Lightning Network - самое известное и широко распространённое решение Bitcoin Layer-2. Оно использует каналы состояний для обеспечения практически мгновенных транзакций с низкими комиссиями.

Открыв платёжный канал, пользователи могут отправлять неограниченное количество транзакций, пока канал остаётся открытым.

Сеть Lightning идеально подходит для микроплатежей, таких как онлайн-чаевые, подписки и розничные покупки. Её растущее распространение включает интеграцию с крупными кошельками, биржами и даже системами точек продаж.

Однако маршрутизация платежей через сеть может быть сложной, и пользователям приходится управлять ликвидностью канала.

Stacks

• Доказательство консенсуса передачи (Proof of Transfer consensus)
• Открывает новые возможности использования языка Clarity

Stacks - это платформа смарт-контрактов второго уровня, которая объединяет DeFi, NFT и приложения с Bitcoin. Она использует уникальный механизм консенсуса, называемый Proof of Transfer (PoX), который привязывает транзакции к Bitcoin, обеспечивая при этом гибкость разработки смарт-контрактов.

Stacks представляет язык программирования Clarity, позволяющий разработчикам создавать безопасные и предсказуемые децентрализованные приложения. Собственный токен сети, STX, поддерживает экосистему и стимулирует участие пользователей.

Stacks идеально подходит для пользователей и разработчиков, желающих воспользоваться безопасностью Bitcoin, одновременно исследуя программируемые варианты использования, традиционно присущие Ethereum.

Rootstock

• Быстрые транзакции и функции смарт-контрактов
• Совместимость с EVM

Rootstock (RSK) - это сайдчейн Bitcoin, разработанный для поддержки смарт-контрактов, совместимых с Ethereum. Он использует двустороннюю привязку, позволяющую BTC перемещаться в сеть RSK в виде rBTC, обеспечивая быстрые транзакции и функционал смарт-контрактов.

RSK предлагает разработчикам Ethereum привычный интерфейс, упрощая разработку на базе Bitcoin с использованием существующих инструментов и фреймворков. Цель сайдчейна - объединить безопасность Bitcoin с универсальностью приложений, совместимых с EVM.

Сравнение Layer-2 проектов

Rollups на Bitcoin

Несмотря на то, что обновления Bitcoin всё ещё находятся на ранней стадии разработки, они уже привлекли значительное внимание. Проекты и исследователи изучают, как реализовать zk-rollups или optimistic rollups таким образом, чтобы это соответствовало консервативному пути обновления Bitcoin.

Некоторые предлагаемые проекты предполагают использование Taproot, недавнего софтфорка Bitcoin, для повышения масштабируемости и реализации поведения, подобного роллапам.

Другие же фокусируются на модульных роллапах, привязанных к Bitcoin, предлагая альтернативы централизованным мостам с минимальным уровнем доверия.

Эти решения вскоре могут стать более зрелыми и открыть новую эру масштабируемости Bitcoin и возможностей смарт-контрактов без ущерба для безопасности.

Проблемы Bitcoin Layer-2

Несмотря на свои преимущества, Bitcoin Layer-2 сталкивается с рядом постоянных проблем. Среди основных проблем можно выделить:

• Фрагментация ликвидности: поскольку активы распределены по разным уровням 2, перемещение средств или доступ к единообразным ценам на разных платформах может быть затруднен.
• Взаимодействие: многие экосистемы уровня 2 работают изолированно, что ограничивает кроссплатформенную функциональность. Надёжное соединение этих экосистем находится в процессе разработки.
• Обучение и адаптация: пока пользователям сложно разобраться с принципами работы на Bitcoin Layer-2, внедрение будет идти медленно. Разработчикам следует сосредоточиться на улучшении пользовательского опыта и доступности.

Вывод

Базовый уровень Bitcoin ориентирован на безопасность и децентрализацию, но испытывает трудности с обработкой растущего числа ежедневных транзакций.

Чтобы удовлетворить глобальный спрос, решения Bitcoin Layer-2 предлагают более высокую пропускную способность и более гибкие способы взаимодействия с сетью.

От платёжных платформ, таких как Lightning Network, до систем на основе смарт-контрактов, таких как Stacks и Rootstock, технологии Layer-2 уже формируют будущее Bitcoin.

Несмотря на сохраняющиеся сложности, эти технологии сделают Bitcoin более масштабируемым, программируемым и доступным для пользователей по всему миру.