Bitcoin (Bitcoin), gọi tắt là BTC, là một hệ thống tiền tệ được mã hóa nguồn mở dựa trên sự đồng thuận phi tập trung của chuỗi khối và sử dụng giao tiếp mạng ngang hàng, được duy trì chung bởi các mạng máy tính và các nút được phân phối trên toàn thế giới.
Sách trắng BTC được Satoshi Nakamoto phát hành vào ngày 31 tháng 10 năm 2008 và sau đó vào ngày 3 tháng 1 năm 2009, chuỗi đồng thuận BTC đã tạo ra khối đầu tiên. Tuy nhiên, khi cộng đồng mã hóa và hệ sinh thái phát triển và thịnh vượng, công nghệ BTC ban đầu đã không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng về khả năng mở rộng của hệ thống tiền điện tử. Sự phức tạp và sự phản kháng của cộng đồng đối với việc cải thiện trực tiếp giao thức cơ bản của BTC sẽ làm tăng rủi ro của hệ thống BTC, dẫn đến các hard fork và chia rẽ cộng đồng.
Một giải pháp phù hợp hơn là BTC Layer 2, tức là xây dựng một lớp mới dựa trên BTC mà không thay đổi BTC, tương thích với BTC và đáp ứng nhu cầu về khả năng mở rộng của người dùng. **Bài viết này điều tra BTC Layer 2, giải thích toàn diện về hiện trạng và các vấn đề của BTC, cũng như các giải pháp kỹ thuật, ưu điểm và nhược điểm của BTC Layer 2, đồng thời hướng tới tương lai của nó. **
1. Giới thiệu kỹ thuật về BTC
Cốt lõi của BTC là công nghệ sổ cái phân tán, sử dụng chuỗi khối để lưu trữ dữ liệu giao dịch. Chuỗi khối dựa trên cấu trúc danh sách liên kết con trỏ băm. Mỗi phần của danh sách liên kết là một khối dữ liệu, chứa giá trị băm, dữ liệu giao dịch, dữ liệu thời gian, tham số khai thác và thông tin phiên bản giao thức của khối trước đó. Trong mạng BTC, sức mạnh viết của chuỗi khối mới, nghĩa là quyền ghi sổ, có được bởi các nút tuân theo cơ chế Bằng chứng công việc (PoW) và dựa vào sự cạnh tranh về sức mạnh tính toán. Sau khi nút có được quyền ghi sổ ghi thành công một khối mới, nó sẽ nhận được một lượng Bitcoin nhất định làm phần thưởng, vì vậy quá trình này còn được gọi là khai thác.
Cấu trúc dữ liệu khối của BTC, nguồn hình ảnh:
Nguồn hình ảnh của quy trình ghi sổ BTC:
BTC áp dụng sơ đồ sổ cái dựa trên giao dịch dựa trên hồ sơ chuyển khoản, chỉ ghi lại thông tin chuyển khoản trong chuỗi khối mà không duy trì số dư tài khoản. **Do đó, để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi, các nút cần duy trì một bộ dữ liệu đầu ra giao dịch chưa được sử dụng (Đầu ra giao dịch chưa được xác định, UTXO) cục bộ và cần cung cấp nguồn tiền khi chuyển tài khoản để các nút có thể xác minh tính hợp pháp của các giao dịch.
Sơ đồ UTXO của một tài khoản, nguồn hình ảnh:
BTC sử dụng thuật toán mã hóa và băm bất đối xứng để tổ chức tài khoản, bảo mật và xác minh giao dịch. Một tài khoản bao gồm khóa riêng của tài khoản và khóa chung của tài khoản. Khóa riêng của tài khoản là khóa riêng được tạo ngẫu nhiên và khóa chung của tài khoản được tạo bằng cách xử lý khóa riêng thông qua phép nhân đường cong elip. Ngoài ra, địa chỉ của tài khoản được tạo sau khi xử lý khóa chung bằng thuật toán băm. Sau khi giao dịch được ký bởi khóa riêng, nó sẽ được phát tới các nút thông qua mạng ngang hàng. Nút sử dụng khóa chung tương ứng để xác minh giao dịch và sau khi xác minh thành công, giao dịch được đóng gói trong một khối mới.
Chữ ký và xác minh khóa riêng và khóa chung của tài khoản BTC, nguồn hình ảnh:
Nakamoto, Satoshi, “sách trắng Bitcoin.”
Cơ chế đồng thuận của BTC là PoW. Tất cả các nút đều xây dựng một tiêu đề khối mới sao cho giá trị băm của nó nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị đích nhất định. Nút đầu tiên tìm thấy tiêu đề khối đủ điều kiện có quyền ghi sổ kế toán cho khối tiếp theo. Bằng cách điều chỉnh kích thước của giá trị mục tiêu, thời gian tạo khối có thể được điều chỉnh gián tiếp. Giá trị mục tiêu càng lớn, việc khai thác càng đơn giản và thời gian tạo khối càng ngắn; giá trị mục tiêu càng nhỏ, việc khai thác càng khó và thời gian tạo khối càng lâu. BTC dự kiến thời gian tạo khối của mỗi khối là 10 phút, do đó BTC sẽ điều chỉnh lại giá trị mục tiêu sau mỗi khối trong năm 2016, tức là điều chỉnh độ khó khai thác.
Ví dụ về quy trình Proof Of Work, nguồn hình ảnh:
2. Tình trạng hiện tại của BTC và các vấn đề gặp phải
BTC là hệ thống tiền kỹ thuật số đầu tiên được cộng đồng tiền điện tử toàn cầu công nhận rộng rãi. Kể từ năm 2013, giá trị thị trường của BTC đã chiếm hơn một nửa tổng giá trị thị trường của tiền điện tử quanh năm và nó là một nhà lãnh đạo xứng đáng trong lĩnh vực tiền điện tử.
Tỷ lệ vốn hóa thị trường BTC, nguồn:
Từ lâu, BTC đã được người dùng săn đón vì tính tiên phong và tính bảo mật cao, tuy nhiên với sự gia tăng của người dùng tiền điện tử, BTC khó có thể đáp ứng các yêu cầu của người dùng về phí thấp, tiện lợi, thời gian thực, quyền riêng tư bảo vệ và các tài sản đa dạng của hệ thống tiền điện tử. Và nhu cầu ngày càng tăng đối với các ứng dụng đa dạng. Về lâu dài, tỷ lệ giá trị thị trường của BTC trên tổng giá trị thị trường của tiền điện tử đang giảm dần. So với hệ sinh thái thịnh vượng của Ethereum, phí xử lý thấp và TPS (Giao dịch mỗi giây) cao của Solana và các chuỗi công khai khác có giá trị riêng, BTC dường như không có khả năng cạnh tranh cốt lõi nào khác ngoại trừ mức độ phổ biến và bảo mật, đồng thời phải đối mặt với các vấn đề sau:
Tốc độ giao dịch chậm, thời gian xác nhận lâu, chưa đủ tiện lợi:
Dung lượng của mỗi khối BTC là 1 M và dữ liệu của mỗi giao dịch là khoảng 250 B, vì vậy mỗi khối chứa tới 4000 giao dịch. Tính theo thời gian khối dự kiến là 10 phút, TPS của BTC chỉ khoảng 7. Các giao dịch trên BTC cần đợi 6 khối để xác nhận đáng tin cậy, dẫn đến thời gian xác nhận cuối cùng là khoảng 1 giờ. Ngoài ra, việc chuyển BTC chỉ có thể chuyển toàn bộ số dư ra một lần, để thay đổi, bạn cần khai báo chuyển về địa chỉ của chính mình, nếu không sẽ được thưởng cho thợ đào. Điều này không thể đáp ứng nhu cầu giao dịch thuận tiện và tức thời của người dùng.
Phí giao dịch cao:
Khi người dùng sử dụng BTC để thực hiện giao dịch, họ cần trả phí dịch vụ để thu hút các thợ mỏ đóng gói giao dịch, phí dịch vụ càng cao thì tốc độ xác nhận giao dịch càng nhanh. Khi giao dịch bị tắc nghẽn, phí xử lý sẽ trở nên đắt hơn, lên tới hơn 60 đô la Mỹ vào năm 2021. Từ ngày 14 tháng 5 năm 2020 đến ngày 15 tháng 5 năm 2023, phí giao dịch Bitcoin sẽ có giá trung bình là 4,66 USD. Chi phí phí này ngăn nhiều người dùng sử dụng BTC.
Không hỗ trợ lập trình hợp đồng thông minh:
BTC không hỗ trợ xây dựng trực tiếp các ứng dụng phức tạp và chỉ có thể bắt đầu từ lớp giao thức. Tuy nhiên, chi phí phát triển các ứng dụng từ lớp giao thức cao hơn nhiều so với chi phí thông qua các hợp đồng thông minh được tiêu chuẩn hóa. Điều này hạn chế sự phát triển của các ứng dụng và tài sản đa dạng của BTC.
Phí BTC, nguồn:
3. Cải thiện sức đề kháng của BTC và giải pháp Lớp 2
khó khăn kỹ thuật:
Các vấn đề mà BTC gặp phải xuất phát từ việc các giải pháp kỹ thuật cũ không thể đáp ứng được nhu cầu hiện tại, ngay cả khi tinh chỉnh trực tiếp trên BTC cũng không thể giải quyết triệt để các vấn đề mà thay vào đó sẽ phát sinh các vấn đề mới. Nếu BTC được mở rộng, mỗi khối được tăng từ 1 M lên 100 M và TPS được tăng lên 700, nó sẽ tạo ra gần 5 T dữ liệu sổ cái mới mỗi năm, điều này sẽ làm tăng ngưỡng cho các nút hoạt động và ảnh hưởng đến mức độ. phi tập trung hóa hệ thống, làm tăng rủi ro hệ thống. Ngay cả khi không tính đến kích thước của dữ liệu sổ cái, được tính toán dựa trên băng thông Internet trung bình là 13 Mb/giây và kích thước của mỗi giao dịch trong một khối là 250 B, giới hạn trên TPS của BTC là 13 Mb/giây/8 Mb/250 B ≈ 6815 , không thể sử dụng trên Polkadot , Solana và các chuỗi công cộng khác có thể hỗ trợ hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn TPS cạnh tranh. Bitcoin Cash (BCH) mở rộng kích thước khối của BTC và tăng kích thước khối của BTC.Tuy nhiên, lỗi máy khách BCH thường xuyên xảy ra và nó làm tăng chi phí vận hành của nút đầy đủ, điều này mang lại rủi ro tập trung. Vào năm 2019, để chống lại những kẻ tấn công khai thác lỗ hổng mã BCH, các nhóm khai thác BCH đã phát động một cuộc tấn công 51% để sửa đổi dữ liệu giao dịch.
Kháng chiến cộng đồng:
**Giữa tính bảo mật và khả năng mở rộng, cộng đồng BTC ưu tiên tính bảo mật. **Các nhà phát triển lõi BTC thận trọng về rủi ro kỹ thuật, vì vậy họ rất thận trọng trong đề xuất mở rộng trực tiếp BTC. Phần mở rộng đơn giản nhất là tăng kích thước của mỗi khối BTC. Đề xuất tăng kích thước khối BTC đã được nhiều người dùng, thợ mỏ và nhà phát triển ủng hộ kể từ năm 2015. Bằng cách tăng dung lượng khối, người dùng có thể đạt được tốc độ giao dịch nhanh hơn và những người khai thác có thể tính thêm phí giao dịch. Tuy nhiên, một số nhà phát triển, đứng đầu là Wladimir van der Laan, trưởng nhóm phát triển BTC, không đồng ý với phương pháp mở rộng này và các giải pháp hỗ trợ như Segregated Witness và Lightning Network. Cuộc tranh luận về việc mở rộng khối đã gây ra sự chia rẽ trong cộng đồng BTC. Cuối cùng, sau khi BTC giới thiệu công nghệ nâng cấp cách ly, một số người đã từ chối nâng cấp công nghệ này. Vào tháng 8 năm 2017, nó đã gây ra một hard fork BTC và BCH có nguồn gốc. Sau hard fork của BCH, giới hạn khối được tăng lên 8 triệu, sau đó tăng lên 32 triệu, với TPS trung bình khoảng 120. Ngoài ra, vào năm 2018, cộng đồng BCH lại chia rẽ do sự khác biệt trong lộ trình nâng cấp công nghệ và hard fork ra khỏi BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Đợt fork này đã khiến tổng sức mạnh tính toán của mạng BCH giảm mạnh và nó chưa đạt đến mức sức mạnh tính toán trước đợt fork. Giới hạn trên của kích thước khối của BSV đã được tăng lên 4 G, nhưng thiếu người khai thác và người dùng, đồng thời kém an toàn hơn nhiều so với BTC.
Lịch sử phân nhánh của BTC, nguồn hình ảnh:
Tổng lịch sử sức mạnh tính toán của mạng BCH, nguồn hình ảnh:
Sơ đồ lớp 2:
Trên thực tế, việc thay đổi BTC trực tiếp phức tạp và sức đề kháng của cộng đồng cao, giải pháp được cộng đồng chấp nhận nhiều hơn là xây dựng một lớp mới dựa trên BTC, tương thích và không ảnh hưởng đến hệ thống BTC trong khi giải quyết các vấn đề trên. BTC có tính bảo mật cực cao, sử dụng BTC làm lớp lõi, dựa vào dữ liệu khối BTC và sử dụng các tập lệnh BTC, các nhà phát triển có thể xây dựng một hệ thống tương thích với BTC ở lớp trên của BTC và đặt một số lượng lớn giao dịch bên ngoài BTC. dữ liệu trạng thái được ghi vào BTC. Loại sơ đồ này được gọi là BTC Lớp 2.
4. Mục tiêu và lịch sử phát triển của lớp BTC thứ hai
BTC Layer 2 đề cập đến công nghệ mở rộng lớp thứ hai của Bitcoin (BTC), loại công nghệ này nhằm mục đích tăng tốc độ giao dịch của Bitcoin, giảm phí xử lý, tăng khả năng mở rộng và giải quyết một loạt vấn đề mà BTC gặp phải.
Mục tiêu phát triển Layer2:
Tăng tốc độ giao dịch: Lớp 2 cố gắng tăng tốc độ giao dịch của Bitcoin bằng cách tối ưu hóa phương thức xử lý giao dịch, xử lý hàng loạt giao dịch trong chuỗi và sử dụng công nghệ ghép nối mới nhất để đồng bộ hóa và xác minh từng giao dịch trong chuỗi, từ đó mở rộng phạm vi toàn cầu của Bitcoin. ứng dụng và khuyến mãi bên trong.
Giảm chi phí giao dịch: Lớp 2 xử lý các giao dịch theo lô trong chuỗi BTC và chỉ ghi trạng thái cuối cùng của giao dịch vào BTC. Các giao dịch trung gian và trạng thái ở trạng thái cuối cùng và trạng thái ban đầu tồn tại ngoài chuỗi và không được đồng bộ hóa trên BTC, giảm phí giao dịch và giảm gánh nặng cho chuỗi khối cơ bản của Bitcoin.
Tăng khả năng mở rộng: Việc giới thiệu công nghệ Lớp 2 nhằm mục đích giảm bớt vấn đề về khả năng mở rộng của chuỗi khối cơ bản của Bitcoin, giúp nó có nhiều khả năng xử lý sự tăng trưởng khối lượng giao dịch trong tương lai.
Trong những năm gần đây, Lớp 2 là một trong những chủ đề đầu tư quan trọng nhất trong ngành công nghiệp tiền điện tử, nhưng nó đặc biệt đề cập đến kế hoạch mở rộng Lớp 2 của Ethereum trong hầu hết các tình huống. Tuy nhiên, kế hoạch mở rộng của BTC sớm hơn nhiều so với đề xuất mở rộng của Ethereum. được tạo ra sau khi đề xuất cải tiến BTC của Vitalik Buterin bị từ chối.
Vào năm 2012, khái niệm Pegged Sidechains lần đầu tiên được đề xuất, bắt nguồn từ Two-way Peg, cho phép tài sản được chuyển liền mạch giữa hai chuỗi. Đề xuất này đã đặt nền móng cho công nghệ sidechain sau này.
Vào năm 2014, Blockstream được thành lập để bắt đầu nghiên cứu và phát triển công nghệ sidechain nhằm cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin.
Vào năm 2015, sách trắng Lightning Network đã được phát hành và Tadge Dryja và Joseph Poon là tác giả của sách trắng. Lightning Network là một giải pháp tách các giao dịch nhỏ khỏi chuỗi chính. Bằng cách tạo kênh thanh toán hai chiều, không cần ghi lại các giao dịch trung gian trên chuỗi khối và chỉ cần ghi lại trạng thái cuối cùng trên BTC.
Bởi vì thiết kế của BTC tương đối đơn giản, không linh hoạt và không thể mở rộng quy mô, nên rất khó để sơ đồ BTC Lớp 2 ban đầu được nhúng vào Bitcoin, vì vậy nó không gây ra tác động lớn.
Cho đến năm 2017, SegWit (Segregated Witness) đã được nâng cấp và kích hoạt, giúp giải quyết vấn đề về tính linh hoạt của giao dịch trong chuỗi khối Bitcoin và giúp phát triển công nghệ Lớp 2.
Kể từ năm 2018, các nhà phát triển đã dần dần bắt đầu triển khai các nút Lightning Network và đã có được một số người dùng và hỗ trợ nhất định. Theo thống kê từ trang web bitcoinvisuals, kể từ ngày 4 tháng 6 năm 2023, số lượng nút trong Lightning Network đã vượt quá 18.000 và số lượng kênh thanh toán có thể đáp ứng vượt quá 70.000. Dung lượng mạng vượt quá 5.000 bitcoin, trị giá hơn 100 triệu đô la Mỹ.
Gần đây, sự xuất hiện của tiêu chuẩn mã thông báo BRC-20 đã làm phong phú thêm hệ sinh thái liên quan đến Bitcoin, đồng thời đưa BTC Lớp 2 ra mắt công chúng. Có nhiều dự án xây dựng BTC Layer 2, nổi tiếng nhất là Lightning Network.
5. Mạng Lightning
Lightning Network lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2015 bởi Joseph Poon và Thaddeus Dryja trong sách trắng của họ. Lightning Network sử dụng công nghệ kênh thanh toán vi mô để đặt một số lượng lớn giao dịch bên ngoài chuỗi khối Bitcoin và chỉ đặt các liên kết chính trên chuỗi để xác nhận. Quy trình giao dịch như sau: người dùng cần giao dịch mở phòng giao dịch ngoại tuyến, khi vào phòng, người dùng cam kết tiền tệ để lấy hóa đơn và sử dụng hóa đơn mới để phân phối tiền cam kết của cả hai bên. Sau giao dịch hoàn tất, khi hết phòng, giao dịch được giải quyết.
Giới thiệu kỹ thuật về Lightning Network
Để xây dựng một kênh thanh toán vi mô an toàn và đáng tin cậy, Lightning Network sử dụng Hợp đồng đáo hạn trình tự có thể phục hồi (RSMC) và Hợp đồng khóa thời gian (Hợp đồng khóa thời gian băm, HTLC) làm công nghệ chính.
RSMC cung cấp chức năng cam kết và thanh toán, tức là nhóm quỹ ví đa chữ ký. Cả hai bên tham gia giao dịch gửi trước một phần tiền vào nhóm quỹ. Trong trường hợp ban đầu, kế hoạch phân phối của cả hai bên bằng nhau số tiền được lưu trữ trước. Mỗi khi một giao dịch xảy ra, cần phải cùng nhau xác nhận kết quả phân phối quỹ được tạo ra sau giao dịch và đồng thời ký để vô hiệu hóa phiên bản cũ của kế hoạch phân phối. Khi bất kỳ bên nào cần rút tiền mặt, anh ta có thể viết kết quả giao dịch có chữ ký của cả hai bên vào mạng blockchain để được xác nhận. Từ quy trình này, chúng ta có thể thấy rằng các giao dịch BTC chỉ được yêu cầu khi rút tiền mặt. Bên bắt đầu rút tiền đầu tiên đến muộn hơn 1000 khối so với bên kia và bên kia có thể bác bỏ trong khoảng thời gian này.
Quá trình giao dịch của Lightning Network, nguồn ảnh:
HTLC thiết lập kênh giao dịch cho cả hai bên, tương tự như phòng giao dịch, thiết lập thời hạn hiệu lực và tự động thanh toán khi hết thời hạn hiệu lực. Đồng thời, HTLC cũng đồng ý về các quy tắc giao dịch chéo kênh để tạo điều kiện định tuyến giao dịch: Trong Lightning Network, việc thiết lập các kênh giao dịch cần có chi phí và có thể không có kênh giao dịch hiện có nào giữa hai người dùng. các kênh tồn tại với những người khác có thể được sử dụng làm trung gian, thực hiện các giao dịch.
Các kênh thanh toán và định tuyến của Lightning Network, nguồn ảnh:
Tuy nhiên, Lightning Network ban đầu có các vấn đề sau:
Mỗi giao dịch yêu cầu hai bên hoạt động: Trong kênh, mỗi giao dịch yêu cầu cả hai bên xác nhận chữ ký và không thể chuyển đơn phương
Cần có một trò chơi giữa hai bên của giao dịch: nếu A và B thực hiện giao dịch và A sử dụng kết quả giao dịch cũ để bắt đầu rút tiền, B chỉ có thể gửi phiên bản cập nhật của kết quả giao dịch dưới dạng phản bác trong vòng 1000 khối, nếu không thì việc rút tiền của A sẽ có hiệu lực
Quản lý trạng thái kênh: Người dùng cần tự động đồng bộ hóa và sao lưu trạng thái của kênh, nếu không, nếu trạng thái cũ được gửi, đối tác có thể bắt đầu phản bác gian lận, yêu cầu khiếu nại và lấy tất cả tài sản trong kênh
Trên thực tế, các phiên bản đầu tiên của Lightning Network yêu cầu người dùng chạy ví toàn nút hoặc sử dụng ví lưu ký đầy đủ do các vấn đề đã nói ở trên. Ví đầy đủ nút yêu cầu người dùng quản lý khóa riêng tạm thời và trạng thái kênh theo cách thủ công và trải nghiệm giao dịch không tốt. Các ví được quản lý hoàn toàn, chẳng hạn như Chivo được sử dụng ở El Salvador, có ngưỡng sử dụng thấp và người quản lý tự động hoạt động thay mặt người dùng. Tuy nhiên, người quản lý có quyền kiểm soát khóa cá nhân của tài khoản người dùng và tính bảo mật của nó rất đáng lo ngại . Khi các nhà phát triển tiếp tục phát triển Lightning Network, các vấn đề trên đang dần được giải quyết và một Lightning Network hoàn thiện hơn cũng như các phương tiện hỗ trợ đã được phát triển, chẳng hạn như OmniBOLT và ví OBAndroid Lightning Network do nhóm của họ phát triển.
Tất cả CHỐT
Omni có nghĩa là hoàn thiện và trọn vẹn, còn BOTL là tên viết tắt của Basis of Lightning Technology. Dựa trên BTC và Omni Layer, OmniBOLT đề xuất một giao thức Lightning Network hoàn chỉnh. Trong khi mở rộng chức năng của Lightning Network để thanh toán BTC, nó cũng có thể phát hành và giao dịch các tài sản đa dạng dựa trên Omni Layer, đồng thời hỗ trợ cơ chế tạo lập thị trường tự động (AMM: Thị trường tự động maker), cho phép người dùng sử dụng nhóm quỹ của kênh thanh toán làm thanh khoản trên Lightning Network để xây dựng và sử dụng các sàn giao dịch phi tập trung. OmniBOTL có một tầm nhìn lớn, nhưng hiện tại, công nghệ này rất phức tạp, liên quan đến nhiều giao thức và hệ thống, đồng thời có thể có rủi ro về lỗ hổng và cần thêm thời gian để kiểm tra tính bảo mật của nó.
Kiến trúc giao thức OmniBOLT, nguồn hình ảnh:
OBAndroid là ví di động nút đầy đủ tính năng của Lightning Network. Trong ví này, trong khi người dùng có quyền kiểm soát khóa riêng, nó có thể tự động giám sát các giao dịch, nhanh chóng đồng bộ hóa dữ liệu toàn nút và hỗ trợ trạng thái kênh sao lưu cục bộ và đám mây. Ngoài ra, OBAndroid cũng hỗ trợ các tài sản Omnilayer được giao dịch thông qua OmniBOTL. OBAndroid làm cho trải nghiệm giao dịch của Lightning Network được người dùng chấp nhận, hạ thấp ngưỡng sử dụng Lightning Network.
Ví nút đầy đủ OBAndroid, nguồn hình ảnh:
6. Các dự án lớp 2 BTC khác
Ngoài Lightning Network, còn có các dự án BTC Lớp 2 khác đang được phát triển:
Syscoin được phát triển bởi nhóm SYSLab forking mã nguồn BTC, nhằm tận dụng tính bảo mật của BTC và tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Hiện tại, nhóm SYSLab đã ra mắt NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), một máy ảo được xây dựng bằng cách sử dụng tính bảo mật của PoW của BTC, tương thích với các hợp đồng thông minh Ethereum. Ngoài ra, nhóm SYSLab cũng có kế hoạch ra mắt Rollup của ZK và Optimistic, Validium với Bằng chứng dữ liệu trên chuỗi và các dự án khác. Dự án Syscoin có ít thông tin, khó đánh giá ưu nhược điểm về mặt kỹ thuật, tuy nhiên thư viện mã nguồn của nó được cập nhật thường xuyên và vẫn đang phát triển ổn định.
Lộ trình của Syscoin, nguồn:
RGB (Really Good for Bitcoin) là một hệ thống hợp đồng thông minh BTC được tích hợp với Lightning Network, được đề xuất bởi Giacomo Zucco và Peter Todd vào năm 2016. RGB tận dụng BTC để duy trì khả năng chống kiểm duyệt và chống lại các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi. Trong RGB, giao dịch và xác minh tất cả các mã thông báo được xử lý ngoài chuỗi và chỉ bên nhận thanh toán mới cần thực hiện xác minh khách hàng. Khách hàng kiểm tra nguồn tiền của người thanh toán bằng BTC và sau khi xác nhận rằng giao dịch hợp lệ, nó sẽ trực tiếp sửa đổi UTXO của cả hai bên mà không ghi dữ liệu giao dịch vào chuỗi khối, có tính năng bảo vệ quyền riêng tư. Ngoài ra, khách hàng có thể trực tiếp giới thiệu chức năng của hợp đồng thông minh để đánh giá các quy tắc của giao dịch và vì không cần phải có sự đồng thuận của nhà nước toàn cầu nên dữ liệu của hợp đồng thông minh không cần phải tải lên chuỗi và tính năng riêng tư cũng có thể được đảm bảo. Cộng đồng RGB đã phát triển một máy ảo hợp đồng thông minh hoàn chỉnh Turing AluVM (đơn vị logic thuật toán VM), có khả năng mở rộng, bảo mật và bảo vệ quyền riêng tư tốt.
So sánh giao dịch trên RGB và giao dịch trên BTC, nguồn:
So sánh AluVM với các chế độ lập trình khác, nguồn:
7. Tóm tắt và triển vọng BTC Layer2
Mặc dù Bitcoin là mạng chuỗi khối sớm nhất, an toàn nhất, nổi tiếng nhất và có giá trị cao nhất trên thế giới, nhưng sự phát triển sinh thái của nó vẫn tiếp tục sâu rộng. Ví dụ: dung lượng kênh của mạng lớp thứ hai lớn nhất của nó, Lightning Network, tiếp tục phát triển, bản nâng cấp Taproot cải thiện hiệu quả và quyền riêng tư của Bitcoin và giao thức Taro giới thiệu thanh toán stablecoin và NFT gốc trên chuỗi cho Lightning Network . Tuy nhiên, so với số lượng Bitcoin trên chuỗi Ethereum, dung lượng Bitcoin của Lightning Network tương đối thấp và do đồng bộ hóa dữ liệu nút đầy đủ và quản lý trạng thái kênh, ngưỡng sử dụng của Lightning Network cao và người dùng quy mô không tốt bằng Ethereum, nhưng Hiện trạng này có thể cho thấy tiềm năng tăng trưởng rất lớn. Với sự phát triển hơn nữa của hệ sinh thái liên quan đến Lightning Network, sự phát triển liên tục của phiên bản cải tiến của giao thức Lightning Network như OmniBOLT và ví OBAndroid hạ thấp ngưỡng sử dụng sẽ làm cho Lightning Network cuối cùng có tính bảo mật và khả năng mở rộng tốt. Nó được người dùng chấp nhận vì độ tin cậy và dễ sử dụng, điều này có thể đưa giá trị thị trường của BTC lên một mức cao hơn.
Đồng thời, chúng ta cũng cần chú ý đến sự phát triển của các dự án Lớp 2 khác, chẳng hạn như sơ đồ RGB với khả năng bảo vệ quyền riêng tư tự nhiên và Syscoin tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Các dự án này không nổi tiếng như Lightning Network, nhưng chúng cũng có thể giải quyết các vấn đề mà BTC gặp phải và có những ưu điểm mà các giải pháp khác không thể sánh được. Tuy nhiên, so với các dự án mở rộng hạng hai của Ethereum, các dự án này không đủ nổi tiếng, nhận được ít đầu tư hơn và không nhận được sự hỗ trợ của nhóm phát triển cốt lõi BTC như Lightning Network. có thể muộn hơn Ethereum Việc triển khai các tiện ích mở rộng, chẳng hạn như giải pháp Rollup của Syscoin. Xét về hệ sinh thái Lớp 2, có vẻ như hệ sinh thái Ethereum có vòng tròn đạo đức tốt hơn và được các nhà đầu tư ưa chuộng hơn.
Trong tương lai, chúng ta có thể thấy sự mở rộng nhanh chóng của hệ sinh thái Bitcoin. Khi cơ sở hạ tầng Lightning Network cải thiện và thu hút ngày càng nhiều sự chú ý, các dự án dựa trên Lightning Network như OmniBOLT và RGB có thể hưởng lợi từ nó, đạt được nền tảng phát triển tốt hơn, nhiều người dùng hơn và thậm chí nhiều khoản đầu tư hơn. Và các dự án BTC lớp 2 tương thích với Ethereum như Syscoin cũng sẽ được hưởng lợi từ sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái lớp thứ hai của Ethereum và đẩy nhanh tiến độ lộ trình của nó. Ngoài ra, cuộc thảo luận về kế hoạch mở rộng BTC vẫn chưa dừng lại: mạng hai lớp zk-rollups dựa trên Bitcoin do John Light đề xuất vào năm 2022 có thể mang lại nhiều chức năng hơn, khả năng mở rộng cao hơn và quyền riêng tư tốt hơn trong khi vẫn duy trì tính chất phi tập trung của nó; Block, một công ty do cựu Giám đốc điều hành Twitter Jack Dorsey lãnh đạo, đang thúc đẩy cải thiện tính thanh khoản của Lightning Network, điều này có thể có nghĩa là hệ sinh thái Bitcoin sẽ phổ biến hơn trong thanh toán, DeFi, NFT, v.v. Ngoài lĩnh vực này, hãy mở ra một hướng đi mới cho nhiều người dùng hơn.
Xem bản gốc
Nội dung chỉ mang tính chất tham khảo, không phải là lời chào mời hay đề nghị. Không cung cấp tư vấn về đầu tư, thuế hoặc pháp lý. Xem Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm để biết thêm thông tin về rủi ro.
Thảo luận chuyên sâu về quá khứ, hiện tại và tương lai của BTC Layer2
Bitcoin (Bitcoin), gọi tắt là BTC, là một hệ thống tiền tệ được mã hóa nguồn mở dựa trên sự đồng thuận phi tập trung của chuỗi khối và sử dụng giao tiếp mạng ngang hàng, được duy trì chung bởi các mạng máy tính và các nút được phân phối trên toàn thế giới.
Sách trắng BTC được Satoshi Nakamoto phát hành vào ngày 31 tháng 10 năm 2008 và sau đó vào ngày 3 tháng 1 năm 2009, chuỗi đồng thuận BTC đã tạo ra khối đầu tiên. Tuy nhiên, khi cộng đồng mã hóa và hệ sinh thái phát triển và thịnh vượng, công nghệ BTC ban đầu đã không thể đáp ứng nhu cầu của người dùng về khả năng mở rộng của hệ thống tiền điện tử. Sự phức tạp và sự phản kháng của cộng đồng đối với việc cải thiện trực tiếp giao thức cơ bản của BTC sẽ làm tăng rủi ro của hệ thống BTC, dẫn đến các hard fork và chia rẽ cộng đồng.
Một giải pháp phù hợp hơn là BTC Layer 2, tức là xây dựng một lớp mới dựa trên BTC mà không thay đổi BTC, tương thích với BTC và đáp ứng nhu cầu về khả năng mở rộng của người dùng. **Bài viết này điều tra BTC Layer 2, giải thích toàn diện về hiện trạng và các vấn đề của BTC, cũng như các giải pháp kỹ thuật, ưu điểm và nhược điểm của BTC Layer 2, đồng thời hướng tới tương lai của nó. **
1. Giới thiệu kỹ thuật về BTC
Cốt lõi của BTC là công nghệ sổ cái phân tán, sử dụng chuỗi khối để lưu trữ dữ liệu giao dịch. Chuỗi khối dựa trên cấu trúc danh sách liên kết con trỏ băm. Mỗi phần của danh sách liên kết là một khối dữ liệu, chứa giá trị băm, dữ liệu giao dịch, dữ liệu thời gian, tham số khai thác và thông tin phiên bản giao thức của khối trước đó. Trong mạng BTC, sức mạnh viết của chuỗi khối mới, nghĩa là quyền ghi sổ, có được bởi các nút tuân theo cơ chế Bằng chứng công việc (PoW) và dựa vào sự cạnh tranh về sức mạnh tính toán. Sau khi nút có được quyền ghi sổ ghi thành công một khối mới, nó sẽ nhận được một lượng Bitcoin nhất định làm phần thưởng, vì vậy quá trình này còn được gọi là khai thác.
Cấu trúc dữ liệu khối của BTC, nguồn hình ảnh:
Nguồn hình ảnh của quy trình ghi sổ BTC:
BTC áp dụng sơ đồ sổ cái dựa trên giao dịch dựa trên hồ sơ chuyển khoản, chỉ ghi lại thông tin chuyển khoản trong chuỗi khối mà không duy trì số dư tài khoản. **Do đó, để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi, các nút cần duy trì một bộ dữ liệu đầu ra giao dịch chưa được sử dụng (Đầu ra giao dịch chưa được xác định, UTXO) cục bộ và cần cung cấp nguồn tiền khi chuyển tài khoản để các nút có thể xác minh tính hợp pháp của các giao dịch.
Sơ đồ UTXO của một tài khoản, nguồn hình ảnh:
BTC sử dụng thuật toán mã hóa và băm bất đối xứng để tổ chức tài khoản, bảo mật và xác minh giao dịch. Một tài khoản bao gồm khóa riêng của tài khoản và khóa chung của tài khoản. Khóa riêng của tài khoản là khóa riêng được tạo ngẫu nhiên và khóa chung của tài khoản được tạo bằng cách xử lý khóa riêng thông qua phép nhân đường cong elip. Ngoài ra, địa chỉ của tài khoản được tạo sau khi xử lý khóa chung bằng thuật toán băm. Sau khi giao dịch được ký bởi khóa riêng, nó sẽ được phát tới các nút thông qua mạng ngang hàng. Nút sử dụng khóa chung tương ứng để xác minh giao dịch và sau khi xác minh thành công, giao dịch được đóng gói trong một khối mới.
Chữ ký và xác minh khóa riêng và khóa chung của tài khoản BTC, nguồn hình ảnh:
Nakamoto, Satoshi, “sách trắng Bitcoin.”
Cơ chế đồng thuận của BTC là PoW. Tất cả các nút đều xây dựng một tiêu đề khối mới sao cho giá trị băm của nó nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị đích nhất định. Nút đầu tiên tìm thấy tiêu đề khối đủ điều kiện có quyền ghi sổ kế toán cho khối tiếp theo. Bằng cách điều chỉnh kích thước của giá trị mục tiêu, thời gian tạo khối có thể được điều chỉnh gián tiếp. Giá trị mục tiêu càng lớn, việc khai thác càng đơn giản và thời gian tạo khối càng ngắn; giá trị mục tiêu càng nhỏ, việc khai thác càng khó và thời gian tạo khối càng lâu. BTC dự kiến thời gian tạo khối của mỗi khối là 10 phút, do đó BTC sẽ điều chỉnh lại giá trị mục tiêu sau mỗi khối trong năm 2016, tức là điều chỉnh độ khó khai thác.
Ví dụ về quy trình Proof Of Work, nguồn hình ảnh:
2. Tình trạng hiện tại của BTC và các vấn đề gặp phải
BTC là hệ thống tiền kỹ thuật số đầu tiên được cộng đồng tiền điện tử toàn cầu công nhận rộng rãi. Kể từ năm 2013, giá trị thị trường của BTC đã chiếm hơn một nửa tổng giá trị thị trường của tiền điện tử quanh năm và nó là một nhà lãnh đạo xứng đáng trong lĩnh vực tiền điện tử.
Tỷ lệ vốn hóa thị trường BTC, nguồn:
Từ lâu, BTC đã được người dùng săn đón vì tính tiên phong và tính bảo mật cao, tuy nhiên với sự gia tăng của người dùng tiền điện tử, BTC khó có thể đáp ứng các yêu cầu của người dùng về phí thấp, tiện lợi, thời gian thực, quyền riêng tư bảo vệ và các tài sản đa dạng của hệ thống tiền điện tử. Và nhu cầu ngày càng tăng đối với các ứng dụng đa dạng. Về lâu dài, tỷ lệ giá trị thị trường của BTC trên tổng giá trị thị trường của tiền điện tử đang giảm dần. So với hệ sinh thái thịnh vượng của Ethereum, phí xử lý thấp và TPS (Giao dịch mỗi giây) cao của Solana và các chuỗi công khai khác có giá trị riêng, BTC dường như không có khả năng cạnh tranh cốt lõi nào khác ngoại trừ mức độ phổ biến và bảo mật, đồng thời phải đối mặt với các vấn đề sau:
Tốc độ giao dịch chậm, thời gian xác nhận lâu, chưa đủ tiện lợi:
Dung lượng của mỗi khối BTC là 1 M và dữ liệu của mỗi giao dịch là khoảng 250 B, vì vậy mỗi khối chứa tới 4000 giao dịch. Tính theo thời gian khối dự kiến là 10 phút, TPS của BTC chỉ khoảng 7. Các giao dịch trên BTC cần đợi 6 khối để xác nhận đáng tin cậy, dẫn đến thời gian xác nhận cuối cùng là khoảng 1 giờ. Ngoài ra, việc chuyển BTC chỉ có thể chuyển toàn bộ số dư ra một lần, để thay đổi, bạn cần khai báo chuyển về địa chỉ của chính mình, nếu không sẽ được thưởng cho thợ đào. Điều này không thể đáp ứng nhu cầu giao dịch thuận tiện và tức thời của người dùng.
Phí giao dịch cao:
Khi người dùng sử dụng BTC để thực hiện giao dịch, họ cần trả phí dịch vụ để thu hút các thợ mỏ đóng gói giao dịch, phí dịch vụ càng cao thì tốc độ xác nhận giao dịch càng nhanh. Khi giao dịch bị tắc nghẽn, phí xử lý sẽ trở nên đắt hơn, lên tới hơn 60 đô la Mỹ vào năm 2021. Từ ngày 14 tháng 5 năm 2020 đến ngày 15 tháng 5 năm 2023, phí giao dịch Bitcoin sẽ có giá trung bình là 4,66 USD. Chi phí phí này ngăn nhiều người dùng sử dụng BTC.
Không hỗ trợ lập trình hợp đồng thông minh:
BTC không hỗ trợ xây dựng trực tiếp các ứng dụng phức tạp và chỉ có thể bắt đầu từ lớp giao thức. Tuy nhiên, chi phí phát triển các ứng dụng từ lớp giao thức cao hơn nhiều so với chi phí thông qua các hợp đồng thông minh được tiêu chuẩn hóa. Điều này hạn chế sự phát triển của các ứng dụng và tài sản đa dạng của BTC.
Phí BTC, nguồn:
3. Cải thiện sức đề kháng của BTC và giải pháp Lớp 2
khó khăn kỹ thuật:
Các vấn đề mà BTC gặp phải xuất phát từ việc các giải pháp kỹ thuật cũ không thể đáp ứng được nhu cầu hiện tại, ngay cả khi tinh chỉnh trực tiếp trên BTC cũng không thể giải quyết triệt để các vấn đề mà thay vào đó sẽ phát sinh các vấn đề mới. Nếu BTC được mở rộng, mỗi khối được tăng từ 1 M lên 100 M và TPS được tăng lên 700, nó sẽ tạo ra gần 5 T dữ liệu sổ cái mới mỗi năm, điều này sẽ làm tăng ngưỡng cho các nút hoạt động và ảnh hưởng đến mức độ. phi tập trung hóa hệ thống, làm tăng rủi ro hệ thống. Ngay cả khi không tính đến kích thước của dữ liệu sổ cái, được tính toán dựa trên băng thông Internet trung bình là 13 Mb/giây và kích thước của mỗi giao dịch trong một khối là 250 B, giới hạn trên TPS của BTC là 13 Mb/giây/8 Mb/250 B ≈ 6815 , không thể sử dụng trên Polkadot , Solana và các chuỗi công cộng khác có thể hỗ trợ hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn TPS cạnh tranh. Bitcoin Cash (BCH) mở rộng kích thước khối của BTC và tăng kích thước khối của BTC.Tuy nhiên, lỗi máy khách BCH thường xuyên xảy ra và nó làm tăng chi phí vận hành của nút đầy đủ, điều này mang lại rủi ro tập trung. Vào năm 2019, để chống lại những kẻ tấn công khai thác lỗ hổng mã BCH, các nhóm khai thác BCH đã phát động một cuộc tấn công 51% để sửa đổi dữ liệu giao dịch.
Kháng chiến cộng đồng:
**Giữa tính bảo mật và khả năng mở rộng, cộng đồng BTC ưu tiên tính bảo mật. **Các nhà phát triển lõi BTC thận trọng về rủi ro kỹ thuật, vì vậy họ rất thận trọng trong đề xuất mở rộng trực tiếp BTC. Phần mở rộng đơn giản nhất là tăng kích thước của mỗi khối BTC. Đề xuất tăng kích thước khối BTC đã được nhiều người dùng, thợ mỏ và nhà phát triển ủng hộ kể từ năm 2015. Bằng cách tăng dung lượng khối, người dùng có thể đạt được tốc độ giao dịch nhanh hơn và những người khai thác có thể tính thêm phí giao dịch. Tuy nhiên, một số nhà phát triển, đứng đầu là Wladimir van der Laan, trưởng nhóm phát triển BTC, không đồng ý với phương pháp mở rộng này và các giải pháp hỗ trợ như Segregated Witness và Lightning Network. Cuộc tranh luận về việc mở rộng khối đã gây ra sự chia rẽ trong cộng đồng BTC. Cuối cùng, sau khi BTC giới thiệu công nghệ nâng cấp cách ly, một số người đã từ chối nâng cấp công nghệ này. Vào tháng 8 năm 2017, nó đã gây ra một hard fork BTC và BCH có nguồn gốc. Sau hard fork của BCH, giới hạn khối được tăng lên 8 triệu, sau đó tăng lên 32 triệu, với TPS trung bình khoảng 120. Ngoài ra, vào năm 2018, cộng đồng BCH lại chia rẽ do sự khác biệt trong lộ trình nâng cấp công nghệ và hard fork ra khỏi BSV (Bitcoin Satoshi Vision). Đợt fork này đã khiến tổng sức mạnh tính toán của mạng BCH giảm mạnh và nó chưa đạt đến mức sức mạnh tính toán trước đợt fork. Giới hạn trên của kích thước khối của BSV đã được tăng lên 4 G, nhưng thiếu người khai thác và người dùng, đồng thời kém an toàn hơn nhiều so với BTC.
Lịch sử phân nhánh của BTC, nguồn hình ảnh:
Tổng lịch sử sức mạnh tính toán của mạng BCH, nguồn hình ảnh:
Sơ đồ lớp 2:
Trên thực tế, việc thay đổi BTC trực tiếp phức tạp và sức đề kháng của cộng đồng cao, giải pháp được cộng đồng chấp nhận nhiều hơn là xây dựng một lớp mới dựa trên BTC, tương thích và không ảnh hưởng đến hệ thống BTC trong khi giải quyết các vấn đề trên. BTC có tính bảo mật cực cao, sử dụng BTC làm lớp lõi, dựa vào dữ liệu khối BTC và sử dụng các tập lệnh BTC, các nhà phát triển có thể xây dựng một hệ thống tương thích với BTC ở lớp trên của BTC và đặt một số lượng lớn giao dịch bên ngoài BTC. dữ liệu trạng thái được ghi vào BTC. Loại sơ đồ này được gọi là BTC Lớp 2.
4. Mục tiêu và lịch sử phát triển của lớp BTC thứ hai
BTC Layer 2 đề cập đến công nghệ mở rộng lớp thứ hai của Bitcoin (BTC), loại công nghệ này nhằm mục đích tăng tốc độ giao dịch của Bitcoin, giảm phí xử lý, tăng khả năng mở rộng và giải quyết một loạt vấn đề mà BTC gặp phải.
Mục tiêu phát triển Layer2:
Tăng tốc độ giao dịch: Lớp 2 cố gắng tăng tốc độ giao dịch của Bitcoin bằng cách tối ưu hóa phương thức xử lý giao dịch, xử lý hàng loạt giao dịch trong chuỗi và sử dụng công nghệ ghép nối mới nhất để đồng bộ hóa và xác minh từng giao dịch trong chuỗi, từ đó mở rộng phạm vi toàn cầu của Bitcoin. ứng dụng và khuyến mãi bên trong.
Giảm chi phí giao dịch: Lớp 2 xử lý các giao dịch theo lô trong chuỗi BTC và chỉ ghi trạng thái cuối cùng của giao dịch vào BTC. Các giao dịch trung gian và trạng thái ở trạng thái cuối cùng và trạng thái ban đầu tồn tại ngoài chuỗi và không được đồng bộ hóa trên BTC, giảm phí giao dịch và giảm gánh nặng cho chuỗi khối cơ bản của Bitcoin.
Tăng khả năng mở rộng: Việc giới thiệu công nghệ Lớp 2 nhằm mục đích giảm bớt vấn đề về khả năng mở rộng của chuỗi khối cơ bản của Bitcoin, giúp nó có nhiều khả năng xử lý sự tăng trưởng khối lượng giao dịch trong tương lai.
Trong những năm gần đây, Lớp 2 là một trong những chủ đề đầu tư quan trọng nhất trong ngành công nghiệp tiền điện tử, nhưng nó đặc biệt đề cập đến kế hoạch mở rộng Lớp 2 của Ethereum trong hầu hết các tình huống. Tuy nhiên, kế hoạch mở rộng của BTC sớm hơn nhiều so với đề xuất mở rộng của Ethereum. được tạo ra sau khi đề xuất cải tiến BTC của Vitalik Buterin bị từ chối.
Vào năm 2012, khái niệm Pegged Sidechains lần đầu tiên được đề xuất, bắt nguồn từ Two-way Peg, cho phép tài sản được chuyển liền mạch giữa hai chuỗi. Đề xuất này đã đặt nền móng cho công nghệ sidechain sau này.
Vào năm 2014, Blockstream được thành lập để bắt đầu nghiên cứu và phát triển công nghệ sidechain nhằm cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin.
Vào năm 2015, sách trắng Lightning Network đã được phát hành và Tadge Dryja và Joseph Poon là tác giả của sách trắng. Lightning Network là một giải pháp tách các giao dịch nhỏ khỏi chuỗi chính. Bằng cách tạo kênh thanh toán hai chiều, không cần ghi lại các giao dịch trung gian trên chuỗi khối và chỉ cần ghi lại trạng thái cuối cùng trên BTC.
Bởi vì thiết kế của BTC tương đối đơn giản, không linh hoạt và không thể mở rộng quy mô, nên rất khó để sơ đồ BTC Lớp 2 ban đầu được nhúng vào Bitcoin, vì vậy nó không gây ra tác động lớn.
Cho đến năm 2017, SegWit (Segregated Witness) đã được nâng cấp và kích hoạt, giúp giải quyết vấn đề về tính linh hoạt của giao dịch trong chuỗi khối Bitcoin và giúp phát triển công nghệ Lớp 2.
Kể từ năm 2018, các nhà phát triển đã dần dần bắt đầu triển khai các nút Lightning Network và đã có được một số người dùng và hỗ trợ nhất định. Theo thống kê từ trang web bitcoinvisuals, kể từ ngày 4 tháng 6 năm 2023, số lượng nút trong Lightning Network đã vượt quá 18.000 và số lượng kênh thanh toán có thể đáp ứng vượt quá 70.000. Dung lượng mạng vượt quá 5.000 bitcoin, trị giá hơn 100 triệu đô la Mỹ.
Gần đây, sự xuất hiện của tiêu chuẩn mã thông báo BRC-20 đã làm phong phú thêm hệ sinh thái liên quan đến Bitcoin, đồng thời đưa BTC Lớp 2 ra mắt công chúng. Có nhiều dự án xây dựng BTC Layer 2, nổi tiếng nhất là Lightning Network.
5. Mạng Lightning
Lightning Network lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2015 bởi Joseph Poon và Thaddeus Dryja trong sách trắng của họ. Lightning Network sử dụng công nghệ kênh thanh toán vi mô để đặt một số lượng lớn giao dịch bên ngoài chuỗi khối Bitcoin và chỉ đặt các liên kết chính trên chuỗi để xác nhận. Quy trình giao dịch như sau: người dùng cần giao dịch mở phòng giao dịch ngoại tuyến, khi vào phòng, người dùng cam kết tiền tệ để lấy hóa đơn và sử dụng hóa đơn mới để phân phối tiền cam kết của cả hai bên. Sau giao dịch hoàn tất, khi hết phòng, giao dịch được giải quyết.
Giới thiệu kỹ thuật về Lightning Network
Để xây dựng một kênh thanh toán vi mô an toàn và đáng tin cậy, Lightning Network sử dụng Hợp đồng đáo hạn trình tự có thể phục hồi (RSMC) và Hợp đồng khóa thời gian (Hợp đồng khóa thời gian băm, HTLC) làm công nghệ chính.
RSMC cung cấp chức năng cam kết và thanh toán, tức là nhóm quỹ ví đa chữ ký. Cả hai bên tham gia giao dịch gửi trước một phần tiền vào nhóm quỹ. Trong trường hợp ban đầu, kế hoạch phân phối của cả hai bên bằng nhau số tiền được lưu trữ trước. Mỗi khi một giao dịch xảy ra, cần phải cùng nhau xác nhận kết quả phân phối quỹ được tạo ra sau giao dịch và đồng thời ký để vô hiệu hóa phiên bản cũ của kế hoạch phân phối. Khi bất kỳ bên nào cần rút tiền mặt, anh ta có thể viết kết quả giao dịch có chữ ký của cả hai bên vào mạng blockchain để được xác nhận. Từ quy trình này, chúng ta có thể thấy rằng các giao dịch BTC chỉ được yêu cầu khi rút tiền mặt. Bên bắt đầu rút tiền đầu tiên đến muộn hơn 1000 khối so với bên kia và bên kia có thể bác bỏ trong khoảng thời gian này.
Quá trình giao dịch của Lightning Network, nguồn ảnh:
HTLC thiết lập kênh giao dịch cho cả hai bên, tương tự như phòng giao dịch, thiết lập thời hạn hiệu lực và tự động thanh toán khi hết thời hạn hiệu lực. Đồng thời, HTLC cũng đồng ý về các quy tắc giao dịch chéo kênh để tạo điều kiện định tuyến giao dịch: Trong Lightning Network, việc thiết lập các kênh giao dịch cần có chi phí và có thể không có kênh giao dịch hiện có nào giữa hai người dùng. các kênh tồn tại với những người khác có thể được sử dụng làm trung gian, thực hiện các giao dịch.
Các kênh thanh toán và định tuyến của Lightning Network, nguồn ảnh:
Tuy nhiên, Lightning Network ban đầu có các vấn đề sau:
Mỗi giao dịch yêu cầu hai bên hoạt động: Trong kênh, mỗi giao dịch yêu cầu cả hai bên xác nhận chữ ký và không thể chuyển đơn phương
Cần có một trò chơi giữa hai bên của giao dịch: nếu A và B thực hiện giao dịch và A sử dụng kết quả giao dịch cũ để bắt đầu rút tiền, B chỉ có thể gửi phiên bản cập nhật của kết quả giao dịch dưới dạng phản bác trong vòng 1000 khối, nếu không thì việc rút tiền của A sẽ có hiệu lực
Quản lý trạng thái kênh: Người dùng cần tự động đồng bộ hóa và sao lưu trạng thái của kênh, nếu không, nếu trạng thái cũ được gửi, đối tác có thể bắt đầu phản bác gian lận, yêu cầu khiếu nại và lấy tất cả tài sản trong kênh
Trên thực tế, các phiên bản đầu tiên của Lightning Network yêu cầu người dùng chạy ví toàn nút hoặc sử dụng ví lưu ký đầy đủ do các vấn đề đã nói ở trên. Ví đầy đủ nút yêu cầu người dùng quản lý khóa riêng tạm thời và trạng thái kênh theo cách thủ công và trải nghiệm giao dịch không tốt. Các ví được quản lý hoàn toàn, chẳng hạn như Chivo được sử dụng ở El Salvador, có ngưỡng sử dụng thấp và người quản lý tự động hoạt động thay mặt người dùng. Tuy nhiên, người quản lý có quyền kiểm soát khóa cá nhân của tài khoản người dùng và tính bảo mật của nó rất đáng lo ngại . Khi các nhà phát triển tiếp tục phát triển Lightning Network, các vấn đề trên đang dần được giải quyết và một Lightning Network hoàn thiện hơn cũng như các phương tiện hỗ trợ đã được phát triển, chẳng hạn như OmniBOLT và ví OBAndroid Lightning Network do nhóm của họ phát triển.
Tất cả CHỐT
Omni có nghĩa là hoàn thiện và trọn vẹn, còn BOTL là tên viết tắt của Basis of Lightning Technology. Dựa trên BTC và Omni Layer, OmniBOLT đề xuất một giao thức Lightning Network hoàn chỉnh. Trong khi mở rộng chức năng của Lightning Network để thanh toán BTC, nó cũng có thể phát hành và giao dịch các tài sản đa dạng dựa trên Omni Layer, đồng thời hỗ trợ cơ chế tạo lập thị trường tự động (AMM: Thị trường tự động maker), cho phép người dùng sử dụng nhóm quỹ của kênh thanh toán làm thanh khoản trên Lightning Network để xây dựng và sử dụng các sàn giao dịch phi tập trung. OmniBOTL có một tầm nhìn lớn, nhưng hiện tại, công nghệ này rất phức tạp, liên quan đến nhiều giao thức và hệ thống, đồng thời có thể có rủi ro về lỗ hổng và cần thêm thời gian để kiểm tra tính bảo mật của nó.
Kiến trúc giao thức OmniBOLT, nguồn hình ảnh:
OBAndroid là ví di động nút đầy đủ tính năng của Lightning Network. Trong ví này, trong khi người dùng có quyền kiểm soát khóa riêng, nó có thể tự động giám sát các giao dịch, nhanh chóng đồng bộ hóa dữ liệu toàn nút và hỗ trợ trạng thái kênh sao lưu cục bộ và đám mây. Ngoài ra, OBAndroid cũng hỗ trợ các tài sản Omnilayer được giao dịch thông qua OmniBOTL. OBAndroid làm cho trải nghiệm giao dịch của Lightning Network được người dùng chấp nhận, hạ thấp ngưỡng sử dụng Lightning Network.
Ví nút đầy đủ OBAndroid, nguồn hình ảnh:
6. Các dự án lớp 2 BTC khác
Ngoài Lightning Network, còn có các dự án BTC Lớp 2 khác đang được phát triển:
Syscoin được phát triển bởi nhóm SYSLab forking mã nguồn BTC, nhằm tận dụng tính bảo mật của BTC và tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Hiện tại, nhóm SYSLab đã ra mắt NEVM (Network-Enhanced Virtual Machine), một máy ảo được xây dựng bằng cách sử dụng tính bảo mật của PoW của BTC, tương thích với các hợp đồng thông minh Ethereum. Ngoài ra, nhóm SYSLab cũng có kế hoạch ra mắt Rollup của ZK và Optimistic, Validium với Bằng chứng dữ liệu trên chuỗi và các dự án khác. Dự án Syscoin có ít thông tin, khó đánh giá ưu nhược điểm về mặt kỹ thuật, tuy nhiên thư viện mã nguồn của nó được cập nhật thường xuyên và vẫn đang phát triển ổn định.
Lộ trình của Syscoin, nguồn:
RGB (Really Good for Bitcoin) là một hệ thống hợp đồng thông minh BTC được tích hợp với Lightning Network, được đề xuất bởi Giacomo Zucco và Peter Todd vào năm 2016. RGB tận dụng BTC để duy trì khả năng chống kiểm duyệt và chống lại các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi. Trong RGB, giao dịch và xác minh tất cả các mã thông báo được xử lý ngoài chuỗi và chỉ bên nhận thanh toán mới cần thực hiện xác minh khách hàng. Khách hàng kiểm tra nguồn tiền của người thanh toán bằng BTC và sau khi xác nhận rằng giao dịch hợp lệ, nó sẽ trực tiếp sửa đổi UTXO của cả hai bên mà không ghi dữ liệu giao dịch vào chuỗi khối, có tính năng bảo vệ quyền riêng tư. Ngoài ra, khách hàng có thể trực tiếp giới thiệu chức năng của hợp đồng thông minh để đánh giá các quy tắc của giao dịch và vì không cần phải có sự đồng thuận của nhà nước toàn cầu nên dữ liệu của hợp đồng thông minh không cần phải tải lên chuỗi và tính năng riêng tư cũng có thể được đảm bảo. Cộng đồng RGB đã phát triển một máy ảo hợp đồng thông minh hoàn chỉnh Turing AluVM (đơn vị logic thuật toán VM), có khả năng mở rộng, bảo mật và bảo vệ quyền riêng tư tốt.
So sánh giao dịch trên RGB và giao dịch trên BTC, nguồn:
So sánh AluVM với các chế độ lập trình khác, nguồn:
7. Tóm tắt và triển vọng BTC Layer2
Mặc dù Bitcoin là mạng chuỗi khối sớm nhất, an toàn nhất, nổi tiếng nhất và có giá trị cao nhất trên thế giới, nhưng sự phát triển sinh thái của nó vẫn tiếp tục sâu rộng. Ví dụ: dung lượng kênh của mạng lớp thứ hai lớn nhất của nó, Lightning Network, tiếp tục phát triển, bản nâng cấp Taproot cải thiện hiệu quả và quyền riêng tư của Bitcoin và giao thức Taro giới thiệu thanh toán stablecoin và NFT gốc trên chuỗi cho Lightning Network . Tuy nhiên, so với số lượng Bitcoin trên chuỗi Ethereum, dung lượng Bitcoin của Lightning Network tương đối thấp và do đồng bộ hóa dữ liệu nút đầy đủ và quản lý trạng thái kênh, ngưỡng sử dụng của Lightning Network cao và người dùng quy mô không tốt bằng Ethereum, nhưng Hiện trạng này có thể cho thấy tiềm năng tăng trưởng rất lớn. Với sự phát triển hơn nữa của hệ sinh thái liên quan đến Lightning Network, sự phát triển liên tục của phiên bản cải tiến của giao thức Lightning Network như OmniBOLT và ví OBAndroid hạ thấp ngưỡng sử dụng sẽ làm cho Lightning Network cuối cùng có tính bảo mật và khả năng mở rộng tốt. Nó được người dùng chấp nhận vì độ tin cậy và dễ sử dụng, điều này có thể đưa giá trị thị trường của BTC lên một mức cao hơn.
Đồng thời, chúng ta cũng cần chú ý đến sự phát triển của các dự án Lớp 2 khác, chẳng hạn như sơ đồ RGB với khả năng bảo vệ quyền riêng tư tự nhiên và Syscoin tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Các dự án này không nổi tiếng như Lightning Network, nhưng chúng cũng có thể giải quyết các vấn đề mà BTC gặp phải và có những ưu điểm mà các giải pháp khác không thể sánh được. Tuy nhiên, so với các dự án mở rộng hạng hai của Ethereum, các dự án này không đủ nổi tiếng, nhận được ít đầu tư hơn và không nhận được sự hỗ trợ của nhóm phát triển cốt lõi BTC như Lightning Network. có thể muộn hơn Ethereum Việc triển khai các tiện ích mở rộng, chẳng hạn như giải pháp Rollup của Syscoin. Xét về hệ sinh thái Lớp 2, có vẻ như hệ sinh thái Ethereum có vòng tròn đạo đức tốt hơn và được các nhà đầu tư ưa chuộng hơn.
Trong tương lai, chúng ta có thể thấy sự mở rộng nhanh chóng của hệ sinh thái Bitcoin. Khi cơ sở hạ tầng Lightning Network cải thiện và thu hút ngày càng nhiều sự chú ý, các dự án dựa trên Lightning Network như OmniBOLT và RGB có thể hưởng lợi từ nó, đạt được nền tảng phát triển tốt hơn, nhiều người dùng hơn và thậm chí nhiều khoản đầu tư hơn. Và các dự án BTC lớp 2 tương thích với Ethereum như Syscoin cũng sẽ được hưởng lợi từ sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái lớp thứ hai của Ethereum và đẩy nhanh tiến độ lộ trình của nó. Ngoài ra, cuộc thảo luận về kế hoạch mở rộng BTC vẫn chưa dừng lại: mạng hai lớp zk-rollups dựa trên Bitcoin do John Light đề xuất vào năm 2022 có thể mang lại nhiều chức năng hơn, khả năng mở rộng cao hơn và quyền riêng tư tốt hơn trong khi vẫn duy trì tính chất phi tập trung của nó; Block, một công ty do cựu Giám đốc điều hành Twitter Jack Dorsey lãnh đạo, đang thúc đẩy cải thiện tính thanh khoản của Lightning Network, điều này có thể có nghĩa là hệ sinh thái Bitcoin sẽ phổ biến hơn trong thanh toán, DeFi, NFT, v.v. Ngoài lĩnh vực này, hãy mở ra một hướng đi mới cho nhiều người dùng hơn.