Waterdrip Capital: Quá khứ, hiện tại và tương lai của BTC Layer2

Lịch sử tổng sức mạnh tính toán của mạng BCH, nguồn hình ảnh: https://explorer.btc.com/zh-CN/bch/insights-hashrate 

Giải pháp Layer2: Trên thực tế, việc thay đổi trực tiếp BTC là rất phức tạp và cộng đồng có sự phản kháng lớn. Giải pháp được chấp nhận nhiều hơn của cộng đồng là Xây dựng lớp mới dựa trên BTC tương thích và không ảnh hưởng đến hệ thống BTC, đồng thời 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 tập lệnh BTC, các nhà phát triển có thể xây dựng hệ thống tương thích với BTC ở lớp BTC phía trên, thực hiện một số lượng lớn giao dịch bên ngoài BTC và chỉ Dữ liệu trạng thái cuối cùng được ghi vào BTC, loại giải pháp này được gọi là BTC Lớp 2.

Mục tiêu và lịch sử phát triển của BTC Layer 2

BTC Layer2 Là 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 và tăng khả năng mở rộng để giải quyết một loạt vấn đề mà BTC gặp phải.

Mục tiêu phát triển của Layer2:

Cải thiện giao dịch tốc độ:Layer2 cố gắng tăng tốc độ giao dịch của Bitcoin bằng cách tối ưu hóa quá trình xử lý giao dịch, phân nhóm các giao dịch ngoài chuỗi và sử dụng công nghệ mới nhất để đồng bộ hóa và xác minh từng giao dịch ngoài chuỗi, từ đó mở rộng ứng dụng và quảng bá phạm vi toàn cầu của Bitcoin bên trong.

Giảm chi phí giao dịch: Layer2 xử lý các giao dịch theo đợt trong chuỗi BTC, chỉ gửi kết quả cuối cùng sau khi giao dịch được hoàn thành. Trạng thái được ghi vào BTC, còn 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, giúp 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 Layer2 nhằm mục đích giảm bớt khả năng mở rộng của các vấn đề tình dục cơ bản trên blockchain của Bitcoin, khiến nó có nhiều khả năng hơn để đối phó với sự tăng trưởng trong tương lai về khối lượng giao dịch.

Trong những năm gần đây, Layer2 là một trong những chủ đề đầu tư quan trọng nhất trong ngành tiền điện tử, nhưng trong hầu hết các trường hợp, nó đặc biệt đề cập đến Layer2 Tuy nhiên, kế hoạch mở rộng của BTC sớm hơn nhiều so với sự xuất hiện của đề xuất mở rộng của Ethereum, thậm chí Ethereum đã 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. Nó bắt nguồn từ việc neo hai chiều (Two-way Peg), nghĩa là cho phép tài sản chuyển giao liền mạch trên cả hai chuỗi. Đề xuất này đã đặt nền móng cho công nghệ sidechain tiếp theo.

Năm 2014, Blockstream được thành lập và bắt đầu nghiên cứu, phát triển công nghệ sidechain để cải thiện khả năng mở rộng của Bitcoin.

Năm 2015, sách trắng của Lightning Network được phát hành và Tadge Dryja và Joseph Poon là tác giả của sách trắng. Lightning Network là 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 blockchain, chỉ cần ghi lại trạng thái cuối cùng trên BTC.

Vì thiết kế của BTC tương đối đơn giản và không có khả năng mở rộng linh hoạt nên giải pháp BTC Layer2 ban đầu khó có thể thực sự nhúng Bitcoin ... Vì vậy, nó không gây ra phản ứng lớn.

Cho đến năm 2017, SegWit (Segregated Witness) đã được nâng cấp và kích hoạt, giải quyết vấn đề về tính linh hoạt của giao dịch trong chuỗi khối Bitcoin và đặt nền tảng cho Công nghệ lớp 2. Sự phát triển mang lại nhiều khả năng.

Kể từ năm 2018, các nhà phát triển đã dần bắt đầu triển khai các nút Lightning Network và đã thu được một lượng người dùng cũng như sự hỗ trợ nhất định. Theo thống kê từ trang web bitcoinvisuals, tính đến ngày 4 tháng 6 năm 2023, số lượng nút trong Lightning Network đã vượt quá 18.000, có thể đáp ứng các khoản thanh toán Có hơn 70.000 kênh, dung lượng mạng hơn 5.000 Bitcoin và giá trị 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 của Bitcoin và đưa BTC Layer2 đến với công chúng. Có rất nhiều dự án xây dựng BTC Layer2, nổi tiếng nhất là Lightning Network.

Lightning Network

Lightning Network được đề xuất lần đầu tiên bởi Joseph Poon vào năm 2015 và Thaddeus Dryja đã đi tiên phong trong sách trắng của họ. Lightning Network sử dụng công nghệ kênh thanh toán vi mô để thực hiện 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 có nhu cầu giao dịch sẽ mở phòng để giao dịch ngoại tuyến, khi vào phòng, người dùng cầm cố tiền tệ để lấy tờ tiền và sử dụng tờ tiền mới để phân phối số tiền cầm cố của cả hai bên. giao dịch hoàn tất, khi rời khỏi phòng, giao dịch được thanh toán và người dùng dựa vào loại tiền tệ quy đổi ghi chú mới nhất.

Giới thiệu kỹ thuật về Lightning Network

Để xây dựng bảo mật Kênh thanh toán vi mô 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 các chức năng cam kết và thanh toán, tức là một nhóm quỹ ví đa chữ ký. Cả hai bên tham gia giao dịch trước tiên phải gửi tiền trước một khoản tiền phần tiền vào quỹ.Tình hình ban đầu Kế hoạch phân phối giữa hai bên dưới đây bằng với số tiền đặt trước. Mỗi khi giao dịch xảy ra, kết quả phân bổ quỹ được tạo ra sau giao dịch cần phải được cùng nhau xác nhận và phiên bản cũ của kế hoạch phân bổ phải được ký để vô hiệu hóa nó. Khi bất kỳ bên nào cần rút tiền mặt, họ có thể ghi kết quả giao dịch có chữ ký của cả hai bên vào mạng blockchain để được xác nhận. Có thể thấy từ quá trình này rằng các giao dịch BTC chỉ được yêu cầu khi rút tiền. Bên bắt đầu rút tiền sẽ đến muộn hơn bên kia 1.000 khối và bên kia có thể bác bỏ trong khoảng thời gian này.

Quy trình giao dịch của Lightning Network, nguồn ảnh: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8962150 

HTLC thiết lập kênh giao dịch cho cả hai bên, tương tự đến phòng giao dịch. Đặt thời hạn hiệu lực và khoản thanh toán sẽ được tự động giải quyết khi hết thời hạn hiệu lực. Đồng thời, HTLC cũng thống nhất các quy tắc giao dịch đa kênh để thuận tiện cho việc định tuyến giao dịch: Trong Lightning Network, việc thiết lập kênh giao dịch cần có chi phí. Có thể không có kênh giao dịch hiện có giữa hai người dùng bất kỳ. Trong trường hợp này, kênh giao dịch hiện có kênh giao dịch với người khác có thể được sử dụng làm Trung gian, thực hiện giao dịch.

Kênh thanh toán và định tuyến của Lightning Network, nguồn hình ảnh:https://cypherpunks-core.github.io/bitcoinbook/ch12.html 

Tuy nhiên, Lightning Network thời kỳ đầu có những vấn đề sau:

1. Mỗi giao dịch yêu cầu thao tác từ cả hai bên: Trong kênh, mỗi giao dịch đều yêu cầu xác nhận chữ ký từ cả hai bên và không thể chuyển khoản đơn phương

2. Cần có một trò chơi giữa hai bên: 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 bác bỏ trong phạm vi 1000 khối, nếu không việc rút tiền của A sẽ có hiệu lực

3. Quản lý trạng thái kênh: Người dùng cần tự động đồng bộ hóa và sao lưu trạng thái của kênh, nếu không, nếu Bằng cách gửi trạng thái cũ, 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, do những vấn đề trên, The Lightning Network ban đầu yêu cầu người dùng chạy ví nút đầy đủ hoặc sử dụng ví được quản lý hoàn toàn. Ví toàn nút yêu cầu người dùng quản lý thủ công các khóa riêng tạm thời và trạng thái kênh, đồng thời trải nghiệm giao dịch không tốt. Ví được quản lý hoàn toàn, chẳng hạn như Chivo được sử dụng ở El Salvador, có ngưỡng sử dụng thấp và người giám sát tự động hoạt động thay mặt người dùng. Tuy nhiên, người giám sát có quyền kiểm soát khóa riêng của tài khoản người dùng và vấn đề bảo mật 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 Lightning Network hoàn thiện hơn cũng như các cơ sở hỗ trợ đã được phát triển, chẳng hạn như OmniBOLT và ví Lightning Network OBAndroid do nhóm của họ phát triển.

OmniBOLT Omni là ý nghĩa đầy đủ và trọn vẹn, còn BOTL là tên viết tắt của Basis of Lightning Technology. Dựa trên BTC và Lớp Omni, OmniBOLT đề xuất một bộ giao thức Lightning Network hoàn chỉnh. Trong khi mở rộng chức năng thanh toán BTC của Lightning Network, nó cũng có thể phát hành và giao dịch các tài sản đa dạng dựa trên Lớp Omni và hỗ trợ cơ chế tạo lập thị trường tự động (AMM) : Nhà tạo lập thị trường tự động), cho phép người dùng xây dựng và sử dụng các sàn giao dịch phi tập trung trên Lightning Network, sử dụng nhóm quỹ của kênh thanh toán làm thanh khoản. OmniBOTL có 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.

Cấu trúc giao thức OmniBOLT, nguồn hình ảnh: https://omnilaboratory.github.io/obd/#/  ;

OBAndroid  là một ví di động nút đầy đủ chức năng của Lightning Network. Trong ví này, mặc dù người dùng có quyền kiểm soát khóa riêng nhưng họ có thể tự động giám sát các giao dịch, nhanh chóng đồng bộ hóa dữ liệu nút đầy đủ và hỗ trợ trạng thái kênh sao lưu cục bộ và đám mây. Ngoài ra, OBAndroid còn hỗ trợ tài sản Omnilayer được giao dịch thông qua OmniBOTL. OBAndroid làm cho trải nghiệm giao dịch của Lightning Network được người dùng chấp nhận và hạ thấp ngưỡng sử dụng Lightning Network.

Ví nút đầy đủ OBAndroid, nguồn hình ảnh: https://github.com/omnilaboratory/OBAndroid 

Các dự án BTC Lớp 2 khác

Ngoài Lightning Network, còn có các dự án BTC Lớp 2 khác các dự án đang được phát triển Đang phát triển:

Syscoin Được cung cấp bởi SYSLabNhóm đã phân nhánh mã nguồn BTC để phát triển, nhằm mục đích sử dụng tính bảo mật của BTC để tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Hiện tại, nhóm SYSLab đã ra mắt NEVM (Máy ảo nâng cao mạng), một máy ảo được xây dựng bằng cách sử dụng tính bảo mật của PoW của BTC và tương thích với các hợp đồng thông minh Ethereum. Ngoài ra, nhóm SYSLab cũng có kế hoạch khởi động các dự án như ZK và Optimistic's Rollup, và Validium mang bằng chứng dữ liệu trên chuỗi (Bằng chứng dữ liệu). Có rất ít thông tin về dự án Syscoin, gây khó khăn cho việc đánh giá ưu và nhược điểm về mặt kỹ thuật, tuy nhiên, cơ sở mã nguồn của nó được cập nhật thường xuyên và vẫn đang trong quá trình phát triển ổn định.

Lộ trình của Syscoin, nguồn:  https://syscoin.org/news/syscoin-roadmap-2022 

RGB( Thực sự tốt cho Bitcoin) là một hệ thống hợp đồng thông minh BTC được tích hợp với Lightning Network, được Giacomo Zucco và Peter Todd đề xuất 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, tất cả các giao dịch và xác minh mã thông báo đều được xử lý ngoài chuỗi, chỉ yêu cầu xác minh phía khách hàng bởi bên nhận thanh toán. Khách hàng kiểm tra nguồn tiền của người thanh toán bằng BTC và sau khi xác nhận rằng đó là giao dịch hợp lệ, khách hàng sẽ trực tiếp sửa đổi UTXO của cả hai bên đối với giao dịch mà không ghi dữ liệu giao dịch vào blockchain, có đặc điểm bảo vệ quyền riêng tư. Ngoài ra, khách hàng có thể trực tiếp giới thiệu các chức năng của hợp đồng thông minh để đưa ra phán quyết về quy tắc đối với các giao dịch và do không cần sự đồng thuận của nhà nước toàn cầu nên dữ liệu của hợp đồng thông minh không cần phải tải lên chuỗi và quyền riêng tư các tính năng có thể được đảm bảo. Cộng đồng RGB đã phát triển 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 tuyệt vời.

So sánh các giao dịch trên RGB và các giao dịch trên BTC, Hình Nguồn : https://medium.com/@FedericoTenga/under Hiểu-rgb-protocol-7dc7819d3059  ;

So sánh giữa AluVM và các chế độ lập trình khác, nguồn: https://www.rgbfaq.com/glossary/aluvm 

Tóm tắt và triển vọng của Lớp 2 BTC

Mặc dù Bitcoin là loại tiền tệ lâu đời nhất và an toàn nhất trên thế giới, Mạng blockchain nổi tiếng nhất với giá trị thị trường cao nhất đã tiếp tục tăng cường phát triển sinh thái. Ví dụ: mạng lớp thứ hai lớn nhất của nó, Lightning Network, tiếp tục tăng công suất kênh, bản nâng cấp Taproot cải thiện hiệu quả và quyền riêng tư của Bitcoin, đồng thời giao thức Taro giới thiệu các khoản 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 toàn nút và quản lý trạng thái kênh nên ngưỡng sử dụng của Lightning Network cao hơn và người dùng quy mô không tốt bằng Ethereum, nhưng tình hình hiện tại 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 các phiên bản cải tiến của giao thức Lightning Network như OmniBOLT và ví OBAndroid Việc giảm ngưỡng sử dụng sẽ cho phép Lightning Network cuối cùng có được tính bảo mật và khả năng mở rộng tốt. Tính ổn định và dễ sử dụng, nếu được người dùng chấp nhận, có thể đưa giá trị thị trường của BTC lên mức cao hơn.

Đồng thời, chúng ta cần chú ý đến việc phát triển các dự án Lớp 2 khác, chẳng hạn như giải pháp 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 lợi thế mà các giải pháp khác không thể sánh được. Tuy nhiên, so với các dự án mở rộng lớp thứ hai của Ethereum, các dự án này không nổi tiếng, nhận được ít đầu tư hơn và không được nhóm phát triển cốt lõi BTC như Lightning Network hỗ trợ. Việc mở rộng BTC của họ rất có thể sẽ được triển khai muộn hơn Ethereum: Việc triển khai mở rộng, chẳng hạn như giải pháp Rollup của Syscoin. Về mặt sinh thái Lớp 2, có vẻ như hệ sinh thái Ethereum có chu kỳ tốt hơn và được các nhà đầu tư ưa chuộng hơn.

Trong tương lai, chúng ta có thể thấy hệ sinh thái Bitcoin tăng tốc mở rộng. Khi cơ sở hạ tầng Lightning Network ngày càng hoàn thiện và thu hút nhiều sự chú ý hơn, các dự án dựa trên Lightning Network như OmniBOLT và RGB có thể được hưởng lợi từ nó và có được nền tảng phát triển tốt hơn, nhiều người dùng hơn và thậm chí là nhiều khoản đầu tư hơn. Các dự án BTC Lớp 2 như Syscoin tương thích với Ethereum cũng sẽ được hưởng lợi từ hệ sinh thái lớp thứ hai Ethereum đang phát triển nhanh chóng và đẩy nhanh tiến độ lộ trình của chúng. Ngoài ra, cuộc thảo luận về kế hoạch mở rộng BTC chưa bao giờ dừng lại: mạng lớp thứ hai zk-rollups dựa trên Bitcoin do John Light đề xuất vào năm 2022 có thể sẽ 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 trên Lightning Network, điều này có thể có nghĩa là hệ sinh thái Bitcoin sẽ mở rộng về thanh toán, DeFi, NFT, v.v. Bên ngoài lĩnh vực này, hãy mở ra một hướng đi mới và thu hút nhiều người dùng hơn.

[1] Nakamoto, Satoshi. "Sách trắng về Bitcoin." URL: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf-(: 17.07.2019) (2008).

[2] Poon, Joseph và Thaddeus Dryja. "Mạng lưới bitcoin Lightning: Thanh toán tức thời ngoài chuỗi có thể mở rộng." (2016).

[3] "Kiến trúc máy khách của Lightning Network ." URL:  https://bolt.fun/guide/architecture 

[4 ] Lin, Jian-Hong, và những người khác. "Mạng lưới sét: con đường thứ hai hướng tới việc tập trung hóa nền kinh tế bitcoin." Tạp chí Vật lý mới 22.8 (2020): 083022.

[5] Tăng kích thước khối BTC thảo luận: https://bitcoin-development.narkive.com/3MPEfZHu/elopment-block- size- tăng