Etter hvert som Bitcoin blir stadig mer populært, sliter det opprinnelige designet, som kun støtter syv transaksjoner i sekundet, ofte med skalerbarheten. Dette fører til høyere gebyrer og lengre transaksjonstider. For å møte disse utfordringene er det utviklet Bitcoin Layer Two (L2)-løsninger. Disse løsningene forbedrer Bitcoin-nettverket ved å behandle transaksjoner utenfor hovedblockchain, noe som øker transaksjonskapasiteten samtidig som sikkerheten opprettholdes og nye funksjoner som smarte kontrakter blir muliggjort.
Bruk multichain NewsPulse Wallet-appen, som millioner av brukere stoler på for å trygt og enkelt kunne sende, motta, kjøpe, selge, bytte, bruke og administrere Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH), Ether (ETH) og de mest populære kryptovalutaene, inkludert ERC-20-tokens på Ethereum, Polygon, Avalanche og BNB Smart Chain.
Hva er Bitcoin-løsninger på lag 2?
Bitcoin-lag-2-løsninger (Bitcoin L2-er) er sekundære protokoller som er bygget på toppen av den primære Bitcoin-blokkjeden. Formålet med dem er å løse skalerbarhetsproblemer, øke transaksjonshastigheten og redusere gebyrene. Noen L2-er innfører også smartkontrakt funksjonalitet, noe som utvider Bitcoins potensielle bruksområder. Ved å opprette et eget utførelseslag behandler disse løsningene transaksjoner utenfor kjeden og bruker kun hovedblokkjeden til endelig oppgjør.
Viktige forskjeller mellom Layer 2-løsninger for Bitcoin og Ethereum
Selv om både Bitcoin og Ethereum benytter seg av lag-2-løsninger, skiller de seg fundamentalt fra hverandre på grunn av sine underliggende arkitekturer:
Arv av sikkerhetsinnstillinger: Ethereums L2-løsninger arver sikkerheten direkte fra Ethereums hovednettverk gjennom aktive validatorer. I motsetning til dette er Bitcoins L2-løsninger avhengige av egne sikkerhetsprotokoller, ettersom de ikke har direkte involvering fra validatorene i Bitcoins hovednettverk.
Bekreftelse av transaksjon: Ethereums L2-løsninger benytter avanserte verifiseringsmetoder som svindelbevis og nullkunnskapsbevis, noe Bitcoin foreløpig ikke har. Dette begrenser kompleksiteten i L2-løsninger som kan bygges på Bitcoin sammenlignet med Ethereum.
Funksjonalitet for smarte kontrakter: Ethereum ble utviklet for å støtte smarte kontrakter fra starten av, mens Bitcoin ikke ble det. Derfor har Bitcoin-L2-løsninger ofte som mål å tilføre denne funksjonaliteten, slik at de kan tilby mer enn bare enkle pengeoverføringer.
Bosettingslag: Bitcoin L2-løsninger gjennomfører transaksjoner på Bitcoin-blockchain og utnytter dens «proof-of-work»-konsensusmodell for å sikre sikkerheten. Ethereum L2-løsninger gjennomfører derimot transaksjoner på Ethereums hovednettverk, som bruker en «proof-of-stake»-konsensusmodell.
Hvorfor er det behov for Bitcoin-løsninger på lag 2?
Behovet for Bitcoin-løsninger på lag 2 skyldes begrensningene i Bitcoins grunnlag:
Skalerbarhet og gjennomstrømning: Bitcoins grunnlag kan bare håndtere rundt syv transaksjoner i sekundet, noe som fører til overbelastning og høye gebyrer i travle perioder. L2-løsninger gir mulighet til å skalere uten å svekke Bitcoins sikkerhet.
Høye gebyrer: Høye transaksjonsgebyrer, som i enkelte perioder med stor trafikk har nådd over 120 dollar, gjør små transaksjoner upraktiske. L2-løsninger bidrar til å redusere disse gebyrene.
Funksjoner for smarte kontrakter: Bitcoins grunnlag mangler avansert funksjonalitet for smarte kontrakter, noe som er avgjørende for desentraliserte applikasjoner (dApps) og desentralisert finans (DeFi) plattformer.
Frigjøre kapital: En betydelig del av Bitcoins kapital forblir uutnyttet, ettersom den først og fremst fungerer som en verdibevarer. L2-løsninger har som mål å frigjøre denne kapitalen ved å muliggjøre raskere transaksjoner og innovative bruksområder.
Slik fungerer Bitcoin-løsninger på lag 2
Et blokkjedenettverk består av to lag: utførelseslaget, som behandler transaksjoner, og konsensuslaget, som validerer og godkjenner disse transaksjonene. Bitcoin L2-løsninger utvikler et eget utførelseslag for å håndtere transaksjoner utenfor kjeden, som deretter sendes til Bitcoins konsensuslag for endelig avregning.
Vanlige tilnærminger til Bitcoin Layer 2-løsninger inkluderer:
Statlige kanaler: Brukt av Lightning Network… gjør at statlige kanaler gjør det mulig for to parter å gjennomføre en rekke transaksjoner utenfor blokkjeden. Kun den endelige tilstanden registreres i blokkjeden, noe som øker hastigheten og reduserer kostnadene.
Sidekjeder: Sidekjeder som Liquid Network fungerer som separate blokkjeder knyttet til Bitcoin, og muliggjør raskere transaksjoner og ekstra funksjoner, med periodisk avregning på Bitcoins hovedkjede.
Sammendrag: Disse samler flere transaksjoner utenfor kjeden i én enkelt transaksjon, og skaper et kryptografisk gyldighetsbevis som sendes til Bitcoin-blokkjeden for avregning.
Statlige kanaler
Offentlige kanaler, slik som de som brukes i Lightning Network, gjør det mulig for to parter å gjennomføre et ubegrenset antall Bitcoin-transaksjoner utenfor kjeden, uten at hver enkelt transaksjon registreres på den sentrale Bitcoin-blokkjeden. Denne tilnærmingen øker transaksjonshastigheten betydelig og reduserer kostnadene.
For å åpne en kanal låser de to partene en viss mengde Bitcoin i en flersignatur (multisig) adresse på Bitcoin-blokkjeden. En multisig-adresse på Bitcoin er en type adresse som krever at flere personer godkjenner og signerer en transaksjon, i stedet for bare én. De blir enige om den innledende fordelingen av Bitcoin mellom seg for denne kanalen. Når kanalen er åpen, kan partene foreta et ubegrenset antall transaksjoner utenfor kjeden, og utveksle signerte transaksjonsdata for å oppdatere sine respektive Bitcoin-saldoer i kanalens nåværende tilstand. Disse transaksjonene sendes ikke til Bitcoin-nettverket under denne prosessen.
Når transaksjonen er fullført, signerer de to partene og sender kanalens endelige tilstand til Bitcoin-blokkjeden. Denne endelige tilstanden gjenspeiler den siste avtalte fordelingen av Bitcoin mellom de to partene. Vilkårene for flersignatur er oppfylt, slik at midlene kan fordeles på nytt i henhold til de endelige saldoene.
Sidekjeder
Bitcoin-sideskjeder, som for eksempel Liquid Network, opererer på separate blokkjeder som er knyttet til Bitcoin. Disse sideskjeder bruker egne konsensusmekanismer, noe som muliggjør raskere transaksjoner og ekstra funksjoner, samtidig som de med jevne mellomrom videresender og bekrefter transaksjoner på Bitcoins hovedkjede. Slik fungerer Bitcoin-sideskjeder:
Toveis-pinne: Den grunnleggende teknologien som muliggjør overføring av verdier mellom Bitcoin-hovedkjeden og en sidekjede kalles «two-way peg». For å flytte verdier fra Bitcoin-hovedkjeden til en sidekjede må brukeren først låse sine bitcoins til en spesiell utgangsadresse på Bitcoin-blokkjeden ved å sende en transaksjon. Denne handlingen immobiliserer effektivt bitcoins på hovedkjeden. Sidekjeden oppdager deretter denne låsehendelsen og reagerer ved å prege og frigjøre et tilsvarende beløp av tokens på sidekjeden, ofte referert til som sBTC (sidechain BTC), som representerer de låste bitcoins fra hovedkjeden. Når de er på sidekjeden, kan brukerne fritt overføre og bruke disse tokenene til ulike formål, for eksempel transaksjoner og smarte kontrakter, og dra nytte av sidekjedens raskere og mer effektive konsensusmekanisme. For å returnere eiendeler til Bitcoin-hovedkjeden brenner eller ødelegger brukeren sidekjede-tokens. Denne brennhendelsen oppdages av hovedkjeden, som deretter frigjør de opprinnelig låste bitcoins tilbake til brukerens adresse på hovedkjeden.
Forbund/Validerere: For å administrere og validere prosessen med toveis-pegging på en sikker måte benytter sidekjeder en føderasjon eller en gruppe validatorer. Denne føderasjonen utfører flere viktige funksjoner. Føderasjonen eller gruppen av validatorer spiller en avgjørende rolle i å administrere og sikre den toveis peg-prosessen mellom hovedkjeden og sidekjeden. De overvåker låsing og opplåsing av eiendeler på begge kjeder, og sikrer at transaksjoner registreres nøyaktig. De validerer også at mengden eiendeler som flyttes stemmer overens på begge sider, og forhindrer dermed problemer som dobbeltbruk. Denne føderasjonen kan drives av pålitelige parter, skript med flere signaturer eller smarte kontrakter, som alle arbeider for å opprettholde integriteten og sikkerheten i eiendelsoverføringsprosessen.
Uavhengig konsensus: Et kjennetegn ved sidekjeder er deres uavhengige konsensusmekanisme, som fungerer separat fra Bitcoins hovedkjede. Denne uavhengigheten gjør det mulig for sidekjeder å implementere tilpassede blokkparametere, herunder ulike blokktider, blokkstørrelser og transaksjonskapasitet som er optimalisert for deres spesifikke bruksområder. De bruker unike konsensusalgoritmer som Proof-of-Authority (PoA) eller Delegated Proof-of-Stake (DpoS), som kan være mer effektive eller egnet for sidekjedens formål. I tillegg introduserer sidekjeder avanserte funksjoner som smarte kontrakter, forbedringer av personvernet og andre skalerbarhetsløsninger som ikke er tilgjengelige i Bitcoin-hovedkjeden.
Rollups
Bitcoin-lag-2-rollups fungerer ved å flytte transaksjonsutførelsen og dataene fra den primære Bitcoin-blokkjeden til en egen rollup-kjede eller et eget lag, samtidig som de fortsatt er forankret i Bitcoin for å sikre datatilgjengelighet og konsensus.
De viktigste mekanismene i rollup-teknologien omfatter gjennomføring av transaksjoner på rollup-kjeden, datakomprimering og forankring til Bitcoins første lag. Brukerne sender inn transaksjoner som skal gjennomføres på rollup-kjeden, i stedet for direkte på Bitcoin-blockchain. Rollup-kjeden behandler disse transaksjonene og oppdaterer kontosaldoene tilsvarende. Etter å ha behandlet mange transaksjoner utenfor kjeden, komprimerer rollupen eller «ruller opp» transaksjonsdataene til et kompakt kryptografisk bevis eller forpliktelse, som representerer nettoeffekten av alle disse transaksjonene på tilstanden. Dette komprimerte beviset sendes deretter periodisk til Bitcoin-blockchain som en enkelt transaksjon. En smart kontrakt eller verifiseringsmekanisme på Bitcoins lag 1 kan effektivt validere og anvende tilstandsovergangen representert av rollup-beviset.
Rollups på Bitcoin står imidlertid overfor en sentral utfordring, ettersom det underliggende Bitcoin-laget ikke har innebygd evne til å verifisere de kryptografiske bevisene eller forpliktelsene som genereres av rollup-systemene. Det undersøkes for tiden flere tilnærminger for å muliggjøre rollups på Bitcoin, blant annet såkalte «sovereign rollups» og utvidelser av Bitcoin-script.
Sovereign rollups bruker Bitcoin som et lag for datatilgjengelighet uten å være avhengige av det for gyldighetsbevis. Disse rollups opererer uavhengig, behandler transaksjoner utenfor kjeden og publiserer kun komprimerte transaksjonsdata på Bitcoin. De administrerer sine egne konsensusmekanismer og miljøer for transaksjonsutførelse utenfor kjeden, og bruker Bitcoin til å forankre og lagre de komprimerte rollup-dataene. For å flytte eiendeler som BTC inn og ut av rollupen, brukes et desentralisert peg-system, som sBTC, som er avhengig av en desentralisert gruppe signatører i stedet for Bitcoins basislag.
Ved å utvide Bitcoins skriptspråk og operasjonskoder for å muliggjøre validitetsrollups, kan Bitcoins grunnlag verifisere og håndheve rollupens tilstandsoverganger. Dette vil mest sannsynlig kreve en oppgradering via soft fork til Bitcoin for å legge til nye opkoder som OP_CAT eller WTC for bedre programmerbarhet.
Fordelene ved Bitcoin-løsninger på lag 2
Bitcoins lag 1 er kjent for sin sikkerhet og desentralisering, men har flere begrensninger når det gjelder ytelse. Transaksjoner på Bitcoins hovedkjede tar rundt 10 minutter å bekrefte, mangler smartkontraktfunksjonalitet og medfører ofte høye transaksjonsgebyrer på grunn av overbelastning i nettverket. For å møte disse utfordringene er det utviklet Bitcoin-lag-to-løsninger, som tilbyr en rekke forbedringer som betydelig øker brukervennligheten og funksjonaliteten til Bitcoin-nettverket.
Skalerbarhet: En av de viktigste fordelene med Bitcoin-lag-to-løsninger er deres evne til å øke nettverkets transaksjonskapasitet betydelig. Ved å behandle transaksjoner utenfor hovedblockchainen kan lag-to-prosjekter håndtere et mye høyere transaksjonsvolum per sekund sammenlignet med Bitcoins grunnleggende lag. Denne avlastningen reduserer overbelastningen på hovedkjeden, noe som resulterer i en jevnere og mer effektiv nettverksdrift. Den økte skalerbarheten er avgjørende for en bredere bruk av Bitcoin i daglige transaksjoner og høyfrekvent handel.
Lavere transaksjonsgebyrer: Siden transaksjoner på lag 2 ikke krever at alle transaksjonsdata lagres i Bitcoin-blokkjeden, reduserer de datamengden som må lagres betydelig. Dette fører til lavere transaksjonsgebyrer, noe som gjør mikrotransaksjoner og andre overføringer av små beløp økonomisk lønnsomme. Brukerne drar nytte av de reduserte kostnadene, noe som er spesielt viktig for tjenester som pengeoverføringer og mikrobetalinger, der høye gebyrer kan være avskrekkende.
Raskere bekreftelser: Løsninger på lag 2 gir nærmest øyeblikkelige transaksjonsbekreftelser, noe som står i sterk kontrast til den gjennomsnittlige blokktiden på 10 minutter i Bitcoins hovedkjede. Denne raske bekreftelsestiden er avgjørende for bruksområder som krever rask avregning, for eksempel transaksjoner i kasseapparat og netthandel. Muligheten til å oppnå raskere bekreftelser forbedrer brukeropplevelsen og utvider spekteret av praktiske anvendelser for Bitcoin.
Bedre personvern: Noen implementeringer på lag 2 tilbyr forbedrede personvernfunksjoner. Teknikker som «onion routing» og anonymitet i betalingskanaler gjør det vanskeligere å spore transaksjoner, noe som gir brukerne et høyere nivå av personvern.
Funksjoner for smarte kontrakter: Enkelte Bitcoin-lag-2-prosjekter muliggjør funksjonalitet for smarte kontrakter på toppen av Bitcoin. Dette åpner for nye bruksområder, blant annet dApps og DeFi-protokoller.
Arvet sikkerhet: Løsninger på lag 2 henter en del av sin sikkerhet fra den underliggende Bitcoin-blokkjeden. Ved å knytte transaksjonene til Bitcoins robuste og desentraliserte «proof-of-work»-konsensus, kan nettverk på lag 2 dra nytte av den enorme datakraften som sikrer Bitcoin-nettverket.
Utfordringer ved Bitcoin-løsninger på lag to
Til tross for fordelene står Bitcoin L2-nettverk overfor utfordringer, særlig når det gjelder sikker brokobling mellom Bitcoin og L2-nettverk, samt hastigheten og muligheten til å gjennomføre avregning av transaksjoner på Bitcoin-nettverket. Brokoblinger kan være utsatt for sikkerhetsrisikoer, og det er behov for forbedringer i avregningshastighet og kostnader for å sikre fremtidig skalerbarhet.
Noen av de største utfordringene for Bitcoin L2-løsninger er blant annet:
Sikker brokobling mellom Bitcoin og L2-nettverk: Bitcoin L2-nettverk, som for eksempel sidekjeder, bruker broer for å koble seg til Bitcoins hovedkjede. Disse broene fungerer ved å låse eiendeler på Bitcoin og utstede tilsvarende tokens på L2-kjeden. Denne brokonstruksjonen medfører imidlertid sikkerhetsrisikoer og problemer med brukeropplevelsen. Mange hackinger og tap av kryptovaluta har skjedd på grunn av sårbarheter i broer mellom kjeder.
Transaksjonshastighet og kostnader i Bitcoin-nettverket: Selv om L2-løsninger behandler transaksjoner utenfor kjeden, må de til slutt gjennomføre den endelige avregningen på Bitcoins hovedkjede. Hastigheten og kostnadene ved denne avregningsprosessen på Bitcoins grunnlag er viktige faktorer som påvirker effektiviteten til L2-nettverk.
Opprettholde sikkerheten uten direkte Bitcoin-validering: I motsetning til Ethereum L2-løsninger, der validatorer bekrefter L2-transaksjoner, arver ikke Bitcoin L2-løsninger sikkerheten fullt ut fra Bitcoins noder, som validerer transaksjonene. Bitcoin L2-løsninger må stole på egne, uavhengige sikkerhetsprotokoller, noe som gjør det vanskelig å oppnå samme sikkerhetsnivå som Bitcoins grunnlag.
Risiko for økt sentralisering: Noen L2-løsninger krever at man etablerer betalingskanaler og relénoder, eller driver sin egen konsensusmekanisme. Dette kan føre til at kontrollen konsentreres hos noen få aktører, noe som potensielt kan undergrave Bitcoins desentraliserte prinsipper.
Tekniske utfordringer og integrasjonsproblemer: Å integrere L2-løsninger i Bitcoins eksisterende infrastruktur innebærer betydelige tekniske utfordringer, som å sikre kompatibilitet, opprettholde sikkerhetsstandarder og oppnå enighet i fellesskapet om foreslåtte oppdateringer.
Viktige Bitcoin-prosjekter på lag 2
I takt med at Bitcoin fortsetter å utvikle seg, har det dukket opp flere Layer-2-prosjekter som tar sikte på å løse utfordringene knyttet til skalerbarhet, effektivitet og funksjonalitet. Her er noen av de mest fremtredende Bitcoin L2-prosjektene som for tiden preger bransjen:
1. Lightning Network Lightning Network er uten tvil den mest kjente Layer-2-løsningen for Bitcoin. Den benytter seg av statiske kanaler for å muliggjøre transaksjoner utenfor blokkjeden mellom to parter. Dette gir mulighet for nesten øyeblikkelige og rimelige transaksjoner, noe som forbedrer Bitcoins brukervennlighet i hverdagen betydelig betalinger.
Hovedfunksjoner:
- Transaksjoner utenfor blokkjeden
- Lave gebyrer
- Øyeblikkelig betaling
- Bedre personvern gjennom onion-ruting
Les «Hva er Lightning Network?» i vårt læringssenter for å lære mer om Bitcoin Lightning Network.
2. Liquid NetworkLiquid Network, utviklet av Blockstream, er en Bitcoin-sideskjede som er utviklet for raske og konfidensielle transaksjoner. Den muliggjør utstedelse og overføring av verdipapirer, inkludert Bitcoin og stablecoins, med lavere gebyrer og raskere oppgjørstider sammenlignet med den primære Bitcoin-blokkjeden.
Hovedfunksjoner:
- Toveis-kobling for overføring av Bitcoin
- Konfidensielle transaksjoner
- Utstedelse og forvaltning av eiendeler
- Raske oppgjørstider
3. GrunnstammeRootstock er en Ethereum Virtual Machine (EVM)-kompatibel Bitcoin-sideskjede som benytter Proof-of-Work-konsensus og sammenslått gruvedrift. Den gjør det mulig for Bitcoin-brukere å låse BTC og prege RBTC, noe som utvider Bitcoins funksjonalitet med avanserte funksjoner for smarte kontrakter.
Hovedfunksjoner:
- Funksjonalitet for smarte kontrakter
- Toveis-kobling med Bitcoin
- Kompatibel med Ethereums programmeringsspråk Solidity
- Økt sikkerhet takket være Bitcoins hashrate
4. StablerStacks er en unik Layer-2-løsning som integreres med Bitcoin-blockchain for å muliggjøre smarte kontrakter, desentraliserte applikasjoner og digitale eiendeler. Den benytter en nyskapende konsensusmekanisme kalt Proof of Transfer (PoX), som forankres i Bitcoin for å sikre sikkerheten. Stacks Network har også et eget token, Stacks (STX).
Hovedfunksjoner:
- Smarte kontrakter
- Proof of Transfer (PoX)-konsensus
- Desentraliserte applikasjoner
- Integrasjon med Bitcoins sikkerhetsmodell
5. Wrapped Bitcoin (WBTC) på EthereumWrapped Bitcoin (WBTC) er en Layer-2-løsning som knytter Bitcoin til Ethereum. Den lar brukerne «wrappe» sine BTC til et ERC-20-token, slik at Bitcoin kan brukes i Ethereums DeFi-økosystem.
Hovedfunksjoner:
- Kobler Bitcoin til Ethereum
- Muliggjør bruk av Bitcoin i DeFi-applikasjoner
- Kompatibilitet med ERC-20-tokens
