Sorotan: Apa sebenarnya Bitcoin Layer 2 itu?

Penulis: Fishery Isla, kontributor inti Biteye

Editor: Crush, kontributor inti Biteye

Ketika berbicara tentang Layer 2, kebanyakan orang berpikir tentang proyek Ethereum Layer 2, seperti Arbitrum, Zksync, Optimism, StarkWare, dll., Dan beberapa orang akan mengatakan bahwa konsep Layer 2 berasal dari BitcoinLighting Network dan kemudian diterapkan ke Ethereum oleh Vtalik. Ini semua adalah fakta, tetapi dari perspektif yang berbeda.

Konsep Layer 2 tidak unik untuk Bitcoin atau Ethereum, tetapi merupakan arah umum teknologi penskalaan dalam teknologi Blockchain.

Layer 2 mengacu pada serangkaian solusi off-chain yang dibangun di atas Jaringan Utama dengan tujuan meningkatkan throughput transaksi tanpa mengorbankan Desentralisasi atau keamanan (ketuk papan tulis !!).

Ketika narasi ekspansi BTC terus bergejolak, berbagai proyek BTC Layer 2 telah muncul. Layer 2 secara bertahap bergerak dari rute penskalaan Blockchain yang berorientasi teknologi ke label pemasaran yang tidak jelas.

Artikel ini akan melakukan tinjauan teknis sederhana dari proyek yang ditandai BTC Layer 2 ini. Penting untuk dicatat bahwa di pasar ini didominasi oleh panas, dampak teknologi di pasar seringkali bersifat sekunder. Pada saat yang sama, karena keterbatasan penulis sendiri, beberapa pandangan teknis mungkin berbeda dari dunia luar. Setiap orang dipersilakan untuk bergabung dalam diskusi kelompok.

Teks lengkap bukan merupakan saran investasi.

01、Topik lama yang tidak dapat dihindari Apa perbedaan antara Layer 2 dan Sidechain?

Seperti disebutkan di atas, tujuan teknologi Layer 2 adalah untuk menskalakan Jaringan Utama tanpa mengorbankan Desentralisasi atau keamanan, sehingga ini bukan konsep teknis tunggal dalam arti sempit, tetapi mencakup berbagai solusi dan implementasi yang berbeda.

Saat ini, ada dua jenis teknologi Layer 2 yang paling umum: State Channels dan Rollups.

Saluran Negara adalah ketika saluran antara dua pihak atau lebih didirikan di Jaringan Utama dan kemudian beberapa transaksi dilakukan di dalam saluran, dan transaksi perlu disiarkan di Jaringan Utama hanya ketika saluran terbuka atau tertutup. **

Jaringan Pencahayaan BTC secara resmi mengadopsi skema ini, dalam istilah awam, saluran Jaringan Pencahayaan dapat dipahami sebagai Alamat multisig, Bob dan Alice masing-masing menyetor BTC ke saluran ini (Alamat) di Jaringan Utama, dan kedua pihak melakukan transaksi harian melalui Jaringan Penerangan.

Transaksi sehari-hari ini bukan Jaringan Utama, sehingga menghemat gas mahal, dan suatu hari, ketika kedua belah pihak memutuskan bahwa mereka tidak akan lagi melakukan transaksi, mereka dapat memulai perintah penarikan ke Jaringan Utama, dan tanda tangan pesanan ini dapat membuktikan kepada Jaringan Utama BTC keaslian serangkaian transaksi di luar Jaringan Utama.

Pada titik ini Konsensus keamanan Jaringan Utama masuk ke Penyelesaian dan meminjamkan uang kepada Bob dan Alice, sehingga transaksi yang terjadi di atas Jaringan Pencahayaan memiliki tingkat keamanan Jaringan Utama yang BTC. Saat ini, tidak ada preseden untuk menerapkan Kontrak Cerdas dalam skema ini.

Optimistic Rollups dan Zero-Knowledge Rollups di Ethereum adalah solusi penskalaan Layer 2 Ethereum yang dirancang untuk memindahkan eksekusi kompleks dan menyatakan prosedur tersimpan ke Layer 2 untuk meningkatkan throughput.

Dalam istilah awam, Jaringan Utama memverifikasi bahwa Lapisan 2 secara berkala diserahkan ke Bukti di Jaringan Utama untuk memastikan keaslian buku besar Lapisan 2 (proses verifikasi ini sangat penting).

Dengan cara ini, Jaringan Utama dapat mengendalikan buku besar L2 “secara real time”, dan ketika dana L2 menyeberang kembali ke Jaringan Utama, Konsensus keamanan Jaringan Utama ETH akan masuk, dan kontrak pinjaman Jaringan Utama Lapisan 2 dapat memverifikasi apakah pinjaman dapat dicairkan hanya berdasarkan data yang dihasilkan oleh Jaringan Utama tanpa bergantung pada sumber pihak ketiga.

Membaca ini, saya yakin banyak pembaca dapat menyadari bahwa esensi dari **Layer 2 tradisional adalah jembatan Interaksi Lintas Rantai dengan keamanan yang sama dengan Jaringan Utama. Dengan kesadaran ini, kita dapat mengidentifikasi sidechains dengan sangat baik.

Sidechain mengacu pada pembentukan jaringan Blockchain independen (seperti BSC) di luar Jaringan Utama, dan Konsensus Jaringan Utama tidak dapat mengidentifikasi legitimasi Interaksi Lintas Rantai.

Jembatan Interaksi Lintas Rantai ke Sidechain mengunci aset di Jaringan Utama dan memetakannya ke Sidechain, dan kemudian aset yang dipetakan di Sidechain dapat mewujudkan fungsi seperti transfer transaksi, dan ketika Sidechain kembali ke Jaringan Utama, kontrak jembatan Interaksi Lintas Rantai Jaringan Utama hanya akan memverifikasi keaslian pesan pinjaman yang dikirim oleh Interaksi Sidechain Cross-Chain itu sendiri, dan tidak akan memverifikasi buku besar Sidechain. **

Dengan kata lain, jika pihak proyek Cross-Chain Interaction melakukan kejahatan, tanda-tanda jahat, atau sidechain langsung membuat buku besar palsu, dana di sisi Jaringan Utama akan hilang.

Tidak sulit untuk melihat bahwa menurut definisi L2 tradisional, mengamati apakah Jaringan Utama dapat memverifikasi buku besar di luar Jaringan Utama dapat menentukan apakah rantai adalah kunci untuk Lapisan 2.

Dengan konsep ini, tidak sulit untuk menjelaskan mengapa ETH diluncurkan lebih lambat dari BTC, tetapi dapat mencapai menyalip dan terlebih dahulu membuat Layer 2 secara asinkron.

02, BTC Kesulitan Teknis Layer 2 - Verifikasi

Untuk memahami titik-titik nyeri teknis dari BTC Layer 2, Anda perlu memahami BTC upgrade Taproot yang menciptakan kemungkinan untuk BTC Layer 2.

Taproot pertama kali diusulkan pada tahun 2018 oleh kontributor Bitcoin Core Gregory Maxwell. Taproot adalah peningkatan pada protokol Bitcoin yang awalnya dimaksudkan untuk meningkatkan privasi dan efisiensi transaksi Bitcoin.

Ide inti dari Taproot adalah untuk membuat transaksi dalam berbagai kondisi terlihat seperti transaksi tanda tangan tunggal biasa, sehingga mengurangi pendudukan dan kebocoran data on-chain, dan memungkinkan transaksi yang kompleks (multi-tanda tangan, timelock) untuk melakukan seperti transaksi Bitcoin tunggal.

Taproot dapat meningkatkan Taproot memperkenalkan 2 teknologi penting untuk menciptakan kemungkinan BTC Layer 2 di masa depan.

1. MAST (Pohon Sintaks Abstrak Merklized);

2. Tanda tangan Schnorr;

MAST adalah struktur yang memecah skrip kompleks menjadi beberapa subskrip dan mengaturnya menjadi pohon Merkle, dan hanya ketika kondisi subskrip terpenuhi, nilai hash dan konten subskrip perlu diekspos. Ini menghemat ruang, meningkatkan fleksibilitas, dan meningkatkan privasi.

Tanda tangan Schnorr adalah Digital SignatureAlgorithm yang menggabungkan beberapa penanda tangan menjadi satu penanda tangan dan menghasilkan satu tanda tangan. Ini menyederhanakan transaksi multi-tanda tangan, menurunkan biaya, meningkatkan keamanan, dan meningkatkan privasi.

MAST (Pohon Sintaks Abstrak Merkle)

Pentingnya MAST adalah bahwa sebelum upgrade Taproot, kami hanya dapat menerapkan kondisi skrip yang kompleks dengan menggunakan Alamat P2SH, dan kami harus menghasilkan skrip penebusan dengan nilai hash yang sama dan memasukkannya ke dalam transaksi.

Dan untuk kondisi kompleks P2SH, volume transaksi bisa menjadi luar biasa besar. Alamat P2SH BTC, Anda harus membuat skrip penebusan dengan hash yang sama dan memasukkannya ke dalam transaksi. Jika ada terlalu banyak kondisi pengeluaran yang ditentukan dalam skrip, volume transaksi akan menjadi luar biasa besar.

MAST adalah solusi yang baik untuk masalah ini, itulah sebabnya BTC pengembangan Layer 2 dimungkinkan.

MAST adalah mekanisme yang menggabungkan Merkle Tree dan Abstract Syntax Tree. Ini mirip dengan P2SH, yang membayar skrip yang menentukan hash, kecuali bahwa MAST membayar hash yang menentukan Merkle Root.

MAST merakit sejumlah besar kondisi menjadi pohon hash, yang disebut Pohon Merkle. Di pohon ini, setiap Node adalah hash yang dihitung oleh Node turunannya.

Akar pohon adalah hash yang mewakili himpunan semua kondisi. Dengan cara ini, hanya hash root yang perlu dimasukkan dalam transaksi, dan tidak perlu mencantumkan semua kondisi, yang berperan dalam mengurangi ukuran transaksi.

Pertama, semua skrip (kondisi) di-hash secara terpisah, dan kemudian hash yang dihitung di-hash bersama dengan hash yang berdekatan untuk menghasilkan satu set hash baru. Proses hashing ini diulang sampai hash terakhir dihitung.

Hash ini adalah Merkle Root.

MAST dapat mengaitkan transaksi Bitcoin dengan Merkle Tree, di mana setiap node daun mewakili kondisi untuk membuka kunci Bitcoin.

Untuk menghabiskan Bitcoin yang terkunci ini, Anda perlu membuat skrip pembuka kunci yang sesuai dengan kondisi yang sesuai dengan jalur di Pohon Merkle.

Jaringan hanya perlu memverifikasi apakah kondisi yang sesuai dengan skrip ini termasuk dalam rangkaian kondisi asli Pohon Merkle, yaitu, untuk memverifikasi apakah kondisi ini ada di Pohon Merkle.

Setelah jaringan mengonfirmasi bahwa skrip (dan kondisi yang sesuai) milik Merkle Root, ia tahu bahwa skrip tersebut memenuhi persyaratan untuk mengunci Bitcoin, dan kemudian melanjutkan untuk memverifikasi skrip pembuka kunci. Dengan cara ini kita tidak perlu menyertakan skrip lengkap dalam transaksi, yang mengurangi ukuran transaksi Bitcoin.

Harus dikatakan bahwa meskipun MAST sangat mengurangi ruang yang ditempati oleh skrip transaksi dan memberikan kemungkinan operasi on-chain yang kompleks, logika yang dapat dicapai oleh struktur pohon sintaks relatif terbatas, sehingga beberapa mengklaim bahwa “MAST dapat mengimplementasikan fungsi seperti kontrak pintar pada Bitcoin.” tidak akurat.

Saat ini, BTC Mainnet tidak mendukung implementasi fungsi verifikasi buku besar seperti Ethereum Layer 2, yang berarti bahwa BTC Layer 2 tidak dapat sepenuhnya menyalin arsitektur teknis ETH Layer 2, dan untuk memastikan keamanan jembatan Cross-Chain Interaction, perlu mencari cara lain. **

Jika tanda tangan Schnorr digabungkan dengan MAST, mereka dapat memberikan cara berpikir baru tentang jembatan Cross-Chain Interaction dari BTC Mainnet ke Layer 2, yang saat ini merupakan solusi teknologi utama untuk proyek Layer 2 BTC di pasar.

Tanda Tangan Schnorr

Tanda tangan Schnorr adalah skema Tanda Tangan Digital yang diusulkan oleh Claus Schnorr, yang dikenal karena kesederhanaan dan efisiensinya. Keuntungannya adalah dapat menggabungkan beberapa tanda tangan menjadi satu tanda tangan, sehingga mengoptimalkan proses verifikasi dan otentikasi dalam skenario multi-tanda tangan.

Misalnya, dalam transaksi multisig yang memerlukan 12 tanda tangan, setiap tanda tangan dapat memakan 20 byte penyimpanan, maka total 240 byte diperlukan untuk menyimpan 12 tanda tangan.

Tanda tangan Schnorr, di sisi lain, menggabungkan 12 tanda tangan ini menjadi tanda tangan Schnorr terpadu, yang hanya membutuhkan sekitar 60 byte ruang. Ini menghemat banyak ruang penyimpanan dan dapat digunakan untuk menampung lebih banyak informasi skrip perdagangan.

**Tanda tangan Schnorr memberikan perlindungan privasi untuk semua kontrak multi-tanda tangan n-n. Aplikasi yang paling umum adalah saluran pembayaran Lighting Network, karena pada dasarnya adalah kontrak multisig 2-2.

Dan untuk m-n generik (m

Ambil 2-3 multisig sebagai contoh, yang setara dengan A, B unlock atau B, C unlock atau A dan C unlock. Ini dapat dianggap sebagai skrip multi-kondisi, di mana setiap kondisi adalah 2-2 multis, sehingga juga dapat didefinisikan dalam hal kunci publik agregat daripada multisig eksplisit.

Ini adalah basis Teknologi Lintas Rantai yang digunakan oleh proyek-proyek seperti STX, BEVM, dll.: Interaksi Lintas Rantai dicapai dengan membuat Alamat BTC kontrol dari ratusan Node lapisan 2.

03. Ringkasan: BTC Layer 2 Jalur pengembangan yang layak

Berdasarkan perbandingan sebelumnya, jelas bahwa solusi BTC Layer 2 tidak bisa begitu saja mereplikasi desain Ethereum lapisan kedua, karena ada perbedaan yang melekat di antara keduanya.

Untuk memetakan jalur yang benar ke depan, solusi Layer 2 BTC harus fokus pada esensi inti keamanan, dengan mempertimbangkan atribut unik Bitcoin.

Lapisan dasar Bitcoin menggunakan model UTXO sederhana dengan Block Space terbatas. **

Seperti disebutkan di atas, bahkan dengan MAST, BTC Mainnet masih tidak dapat menerapkan logika validasi OP/ZKP yang terlalu rumit.

Sangat ditakdirkan bahwa BTC, tidak seperti Ethereum Rollups, solusi Bitcoin Layer 2 tidak dapat secara teratur mengirimkan catatan tanggung jawab on-chain untuk verifikasi. Menyimpan data di BitcoinBlockchain hanya dapat digunakan sebagai pos pemeriksaan ketersediaan, bukan untuk validasi aktual.

Ini menjadi perhatian pasar saat ini, bagi BTC percaya, tanpa partisipasi Konsensus BTC dalam verifikasi, narasi BTC Layer 2 hilang, dan bagi pengguna lama ETH, solusi teknis dengan keamanan yang lebih lemah daripada ETH Rollup tidak akan terlalu menarik.

**Masalah kapasitas Interaksi Lintas Rantai Desentralisasi. **

Ini adalah definisi penting dari Layer 2, dan mungkin sulit untuk mencapai jembatan Cross-Chain Interaction yang seaman MainnetConsensus BTC Mainnet. Teknologi BitcoinCross Chain warisan saat ini, seperti hash/timelock, hook, swap, dan Multisig, tidak memberikan jaminan kepercayaan yang memadai.

Kombinasi kontrak MAST dan tanda tangan Schnorr, yang diperkenalkan dalam peningkatan Taproot Bitcoin pada tahun 2021, memberi harapan pada Interaksi Lintas Rantai Bitcoin dari Desentralisasi dan merupakan titik terobosan besar untuk realisasi BTC Layer 2.

Dibandingkan dengan verifikasi on-chain rollup, arah utama yang perlu difokuskan oleh tim BTC Layer 2 adalah meningkatkan keamanan tanda tangan jembatan Cross-Chain Interaction sebanyak mungkin.

Sedangkan untuk mencapai Layer 2 yang sempurna, solusi Layer 2 yang mirip dengan Rollup ETH hanya dapat dicapai jika Bitcoin dapat meningkatkan lapisan BIP, Miner memperbarui kode yang mendasarinya, dan mendukung verifikasi OP/ZKP dan eksekusi komputasi BitcoinMiner. Penting untuk diketahui bahwa ini akan memakan waktu yang sangat lama atau tidak akan pernah diadopsi oleh Penambang.