原文标题：Bitcoin Layer 2 Uncovered: Exploring Its Growth & Key Projects To Watch In 2024
原文作者：Malanii Oleh
原文来源：hacken
编译：白话区块链
最近比特币再次创下历史新高，达到73000美元，并且即将进行减半，再次吸引了大众的关注。这种硬件密集型的工作证明架构虽然安全，但不具备可扩展性。网络每秒只能处理少量交易，因此对于日常点对点交易效率不高。然而，情况正在发生变化，我们不是在谈论一个新的Token，而是一个全新的维度——比特币第二层（L2）。
L2是一个覆盖在主链之上的网络，可以处理一批交易，将主链的最重要的任务移出，从而提高整体吞吐量。
1、为什么比特币需要L2
根据可扩展性三难问题，没有网络可以同时安全、去中心化和快速。能源密集型的PoW比特币无疑是所有区块链中最安全的。超过75000个核心节点使其极度去中心化。这是一种权衡吗？它无法处理超过3-4笔交易每秒。
比特币是按照这种方式设计的，在15年前创建时，这些数字似乎足够了。中本聪建议每10分钟产生一个区块，作为一个例子，平衡网络延迟、传播时间和计算效率。虽然隔离见证（SegWit）升级确实扩大了区块大小，但仍然不够。举例来说，以太坊的区块创建时间约为20秒。
尽管比特币处于领先地位，但实际上人们并没有像以太坊或Uniswap那样频繁地使用比特币进行日常转账，即使比特币网络上的平均交易费用为4.96美元，现在比以太坊的10.51美元低两倍。结果，比特币中的大部分巨额资金仍然处于未被利用和休眠状态。此外，随着Ordinals和BRC-20等NFT在比特币上的兴起，仅仅加剧了第一层网络的压力，导致更多拥堵和费用增加。
尽管比特币目前的市场份额约为50％，但这一数字在长期内稳步下降。而且这个差距可能会变得更大。以太坊正在快速向着全数据分片迈进（正如我们在这篇文章中所解释的，这可能真正改变游戏规则），而比特币不能落后。外部竞争正加大力度，要求提供更好的可扩展性解决方案。
2、理解 L2 解决方案
L2 解决方案是建立在底层网络之上或旁边的技术，可以促进主链之外的交易。实施 L2 的两种最流行方法是状态通道和侧链；其他方法包括合并挖矿链和权益证明链。
状态通道
状态通道是由智能合约管理的协议，创建了结合了链上结算和链下流程的支付通道。
侧链
侧链是替代区块链，在其中用户通常会发送预先存在的比特币（作为封装币）来参与。在侧链中，用户可以按照自己的意愿进行交易。从侧链返回主链的转账通过“猜测与反驳”（即随着时间推移断言并逐渐确认交易）进行，确保侧链与比特币市场价格之间的1:1比率。
3、盘点头部比特币 L2 解决方案
1）闪电网络（Lightning Network，简称LN）
闪电网络（LN）通过几乎零费用实现快速的比特币转账。它通过在发送方和接收方之间建立支付通道来工作，使用多重签名交易和时间锁定。支付通道基本上是存放资金的存款箱，用于特定的一组个体之间进行链下交易。
LN上的交易通过节点之间的通道“跳跃”以达到目的地。为了实现这一点，它采用了类似Tor中继的洋葱路由。因此，LN提供了高度的匿名性。
历史背景
一个重要的观点是：LN在比特币社区中得到了长期的支持。中本聪传达了使用通道进行高频交易的想法；随后，迈克·赫恩进一步发展了这个想法。2016年，白皮书发表了，数十名开发人员在Scaling Bitcoin Milan会议上就LN的方向达成了共识。2017年，在LN推出之前，隔离见证被实施为最后的里程碑。
闪电网络的限制
理论上，LN可以处理数百万次每秒的交易，但LN的采用尚未达到这个水平。LN的总锁定价值如下：
由于LN上几乎零费用，节点没有太多的激励来持续运行。节点可能会离线，通道可以单方面关闭，存在安全风险，大额交易并不实际。此外，比特币价格波动意味着大多数人不会在LN通道中持有他们的BTC太长时间，而是来回转移（每个通道的创建都需要单独的链上交易）。
总的来说，闪电网络并没有成为比特币可扩展性的终极解决方案，主要是由于设计和运营方面的挑战。许多人甚至认为它是过时的解决方案。它默认没有智能合约（RGB项目致力于通过LN在比特币上引入智能合约）。然而，可以说它是目前最好的比特币第二层解决方案，或者至少是最广泛使用的。
2）Liquid Network
Liquid Network是最大的L2比特币侧链，TVL为2.6亿美元。它由Blockstream于2018年推出。区块的创建需要1-2分钟；速度是以高度集中为代价的。实际上，该侧链为各种信任方（主要是交易平台和市场制造商等企业）提供了比特币结算机制。它使用了名为L-BTC的比特币封装币作为货币，并作为私有链运行。在其核心，Liquid网络类似于一座桥，每个比特币都对应着一个L-BTC。
Liquid Network的局限性
Liquid Network实际上并没有解决可扩展性三难问题，因为它的去中心化程度不够。在TVL中的3,836个比特币中，99.5%或3,817个比特币存储在一个地址中，即bc1…ff4aj4。这种中心化程度是由于其作为联邦的设计。对Liquid的诚实批评是，它在某种程度上违背了加密货币的初衷，因为它只有大约60名成员。
总的来说，Liquid网络不太适合零售投资者，并且对交易对手的信任要求很高。尽管如此，Liquid希望通过允许任何时候进行交换（即通过AQUA钱包）或在其链内部对各种资产进行Token化，吸引日常用户加入。
3）Rootstock（RSK）
Rootstock是另一个比特币侧链，在TVL中有2,721个比特币。对于发送到RSK的每个比特币，它都会发行一个名为RBTC的Token，保持1:1的锚定。与Liquid的主要区别在于RSK专注于智能合约。事实上，该区块链兼容EVM，意味着它可以托管常见的DeFi应用程序（例如，借代、质押）。根据其更新的白皮书，新区块可以在30秒内生成，最大Rootstock采用了一种综合的方法，着重于用户、开发者和矿工，以发展其生态系统。其优势之一是用户友好的设计，以及支持数十种钱包/ dApps，使RBTC-BTC交换变得容易。对于开发者，它提供了250万美元的补助金。RSK将自己定位为现有比特币矿工的低 hanging fruit。特别是，矿工可以在称为合并挖矿的过程中利用相同的基础设施获得高额奖励。在2023年，Uniswap扩展到了RSK。
Rootstock的局限性
自将近十年前推出以来，根网尚未征服大众（尽管它是最受欢迎的第二层解决方案之一）。除了公众接受度之外，可以说将以太坊智能合约引入混合体系使RBTC所有者更容易受到黑客攻击，而不仅仅是持有BTC。部署到根网的项目必须确保其智能合约不包含任何第三方审计的漏洞。除此之外，网络去中心化程度的情况仍然未知，因为数据不容易获取。我们不要忘记，根网是作为一个联邦设立的。因此，它依赖于中央托管机构来确保安全。
4）Stacks Network（STX）
Stacks是一个拥有1.55亿美元TVL的比特币第二层侧链。它采用Proof of Transfer（PoX）共识机制，并使用本地STXToken作为货币。质押对于激活PoX机制至关重要。STX持有者质押他们的Token，并以BTC作为奖励获得收益。与RSK类似，Stacks提供智能合约支持；但它使用Clarity作为编程语言。其优势之一是拥有一套相当完善的生态系统，包括数十个应用程序和工具以及一个活跃的开发者社区。此外，STX位居全球前25名最有价值的加密货币之列。
质押如何支持PoX？
Proof of Transfer（PoX）机制依赖于网络稳定性以激活。矿工在“准备阶段”期间确认PoX锚定区块以启动奖励周期。锚定区块的选择确定了PoX奖励集合，但矿工需要在其链状态中拥有它，以便挖掘从其下降的区块。如果PoX锚定区块丢失，那么SIP-007中概述的恢复程序涉及到矿工通过PoB（Proof of Burn）挖掘一个链来“绕过”它。系统设计通过鼓励质押来解决这个问题，从而帮助矿工确定丢失的区块是否真的不可用，或者只是没有传播给他们。
Stacks的局限性
矿工使用加权的密码选择通过加密的排序进行竞争以附加区块。排序是一种使用密码学选择参与者的去中心化方法，这对于共识是至关重要的。
在当前模型中，由于区块生成速率与比特币的速率相关联，慢的比特币区块和Stacks分叉会破坏链上应用程序，导致交易确认延迟高达10-30分钟。微区块无法加速交易时间，因为在下一次排序之前，确认存在不确定性，从而导致孤立交易。此外，Stacks分叉与比特币分叉无关，可以进行廉价的重新组织，加上连接不良的矿工通过排除其他人的区块提交来操纵排序结果。幸运的是，Stacks对这些问题很清楚，并正在Nakamoto升级和相关SIP中解决这些问题。
Nakamoto提供了什么？
Nakamoto提出的重大改变是将区块生成与加密排序分离，从而使交易确认时间缩短到几秒钟。在交易确认后，Stacks将不再独立分叉，确保交易撤销与撤销比特币交易一样具有挑战性。此外，对排序算法的修改阻止了比特币矿工作为Stacks矿工获得优势。这些改变包括将Stacks的任期变化与比特币区块到达分离开来，要求各质押者合作验证和签署每个Nakamoto Stacks区块，并采用比特币MEV解决方案以惩罚区块提交审查。
总的来说，通过Nakamoto升级，Stacks L2希望实现交易吞吐量的增加和100%的交易最终性。这是一个有希望的发展，可以将Stacks提升为最精致的 L2 解决方案。
4、比特币 L2 解决方案的比较
Stacks、闪电网络、Liquid和RSK被统称为L2中的“四巨头”。它们在游戏中时间最长，因此受到了最广泛的采用。更为新颖的L2包括Babylon、MintLayer、Ark、Botanix和RGB。特别是，RGB致力于让闪电网络支持智能合约。
5、比特币L2的局限性
大多数比特币第二层解决方案仍处于早期开发阶段，特别是与其他L2解决方案（如Polygon、ZKSync等）相比。许多侧通道并没有足够的去中心化，而是由联合开发，并依赖于中央托管机构。
目前没有一种比特币 L2 解决方案实际上解决了类似的三难问题。这总是需要进行权衡。
闪电网络是开放的，不引入新的Token，但缺乏全球虚拟机。Liquid没有引入新的Token，具有全球虚拟机，但是是一个联邦组织。Stacks既开放又支持全球虚拟机，但引入了新的Token。
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此外，当前技术缺乏采用。比特币 L2 解决方案仅处理了比特币交易的一小部分，但分析师认为这一份额未来可能增加到25％。
6、结论
总而言之，比特币 L2 解决方案对释放比特币网络的潜力至关重要。比特币的大量资金被低效利用，主要用作价值存储。要成为注定要成为的不受信任的金融系统，必须利用建立在主网之上或旁边的技术。
这样，第一层可以保持其极高的安全性和去中心化性，而比特币 L2 解决方案可以为更广泛的比特币原生交易和Web3应用提供快速和可扩展的比特币交易和智能合约。
目前，脱链的闪电网络是最受欢迎和去中心化的 L2 解决方案——快速且廉价，但只限于简单的交易。侧链解决方案在智能合约支持方面提供了更多的功能，但去中心化程度较低。特别是，Stacks（STX）有潜力成为终极的比特币 L2 解决方案。
