Sistem Pengetahuan Dasar Jaringan Layer Kedua Bitcoin

Kebangkitan inskripsi Bitcoin telah membawa kehidupan baru ke ekosistem Bitcoin, membuat lebih banyak orang memperhatikan Bitcoin lagi. Beberapa orang berpendapat bahwa ini membuka kotak Pandora dari ekosistem Bitcoin. Di antara banyak perkembangan teknologi dalam ekosistem Bitcoin, pembangunan lapisan kedua adalah yang paling penting. Artikel ini merangkum pengetahuan dasar tentang lapisan kedua Bitcoin, berharap dapat memicu lebih banyak orang untuk menyempurnakan pemikiran terkait dan mendorong perkembangan bidang ini.

Beberapa pandangan berpendapat bahwa dunia blockchain dimulai dengan Bitcoin dan berakhir dengan ekosistem Bitcoin. Ethereum juga dapat dianggap sebagai eksplorasi teknologi sidechain dari Bitcoin.

"Pembangunan lapisan kedua" dan "pembangunan jaringan lapisan kedua" dalam artikel ini pada dasarnya memiliki arti yang sama, di mana pembangunan lapisan kedua adalah konsep yang lebih luas. Untuk menyesuaikan dengan istilah yang umum digunakan di industri, artikel ini juga akan menggunakan ungkapan "pembangunan jaringan lapisan kedua".

1. Misi Layer 2

Untuk memahami masalah dasar yang perlu diselesaikan dalam pembangunan lapisan kedua Bitcoin, kita mulai dari karakteristik dasar sistem blockchain.

1.1 Karakteristik dasar dan kebutuhan blockchain

Kita dapat melihat blockchain sebagai sebuah "komputer dunia". Memahami berbagai karakteristik blockchain dari sudut pandang ini akan lebih jelas. Kita juga akan menganalisis kemungkinan perkembangan "komputer dunia" ini berdasarkan struktur Von Neumann.

Beberapa karakteristik dasar dari blockchain:

Terbuka dan Transparan: Ini adalah karakteristik penyimpanan data dan pelaksanaan instruksi dari "komputer dunia" yang berbasis blockchain, serta kebutuhan internal yang memerlukan partisipasi banyak node terdistribusi di seluruh dunia untuk melakukan perhitungan. Karakteristik ini memenuhi hak pengguna untuk mengetahui data, merupakan hasil dari kebutuhan kolaborasi internal dari "komputer dunia" itu sendiri dan kebutuhan eksternal pengguna.

Desentralisasi: Ini adalah fitur arsitektur dari "komputer dunia" ini. Tingkat desentralisasi dan toleransi kesalahan secara teoritis didukung oleh teori jenderal Bizantium. Sistem non-jenderal Bizantium secara teoritis bukanlah sistem blockchain. Tingkat desentralisasi adalah indikator penting dari keamanan blockchain, dan juga merupakan dasar dari beberapa fitur.

Keamanan: Keamanan terdiri dari kebutuhan internal yang dihasilkan oleh karakteristik arsitektur "komputer dunia" ini dan kebutuhan eksternal yang diperlukan oleh pengguna. Dari sudut pandang mikro, keamanan dijamin oleh teknologi terkait kriptografi, sedangkan dari sudut pandang makro, keamanan dijamin oleh desentralisasi arsitektur, sehingga tidak akan terpengaruh oleh pemalsuan data mikro atau kerusakan arsitektur makro yang memengaruhi keamanan "komputer dunia" ini.

Kekuatan komputasi: Salah satu fungsi utama dari komputer dunia blockchain adalah kekuatan komputasi. Untuk mengukur indikator ini, kita umumnya menggunakan apakah itu Turing lengkap untuk menilai. Beberapa rantai sengaja dirancang tidak Turing lengkap untuk mempertahankan karakteristik utama mereka. Misalnya, jaringan Bitcoin tidak hanya membuat instruksi kodenya tidak Turing lengkap, tetapi juga secara sengaja menghapus beberapa set instruksi selama perkembangan, sehingga menjaga stabilitas dan keamanannya. Semua teknologi Turing lengkap dirancang untuk memperluas kekuatan komputasi blockchain. Dari sudut pandang desain bertingkat, sistem yang sederhana lebih cocok untuk menjadi lapisan dasar.

Kinerja: Dalam hal kemampuan komputasi yang sama, kinerja adalah kemampuan utama lain yang dinilai dalam dunia komputer blockchain. Umumnya diukur dengan TPS, yaitu jumlah transaksi yang diproses per detik.

Penyimpanan: Blockchain digambarkan sebagai "komputer dunia", jadi tentu saja ia memiliki fungsi penyimpanan, yaitu kemampuan untuk merekam data. Saat ini, sebagian besar data disimpan di dalam blok, sementara penyimpanan di luar blok yang lebih profesional masih dalam tahap pengembangan.

Privasi: Privasi adalah kebutuhan tersegmentasi dalam "komputer dunia", yaitu tuntutan untuk menjaga ruang lingkup izin produsen dan pengguna data selama proses komputasi dan penyimpanan ( Kami juga memasukkan ketahanan terhadap sensor dalam bagian privasi ). Ini pada dasarnya didorong oleh kebutuhan eksternal pengguna.

Ada juga indikator komprehensif untuk skalabilitas, yang biasanya merujuk pada skalabilitas seluruh arsitektur. Karakteristik ini mempengaruhi sebagian besar karakteristik dasar. Di tingkat arsitektur, skalabilitas sistem adalah indikator yang sangat penting. Selain itu, akan ada beberapa kemampuan koneksi, atau beberapa kemampuan untuk skenario tertentu lainnya, yang tidak akan dibahas lebih lanjut di sini.

Dalam karakteristik dasar blockchain ini, sebagian besar dibatasi oleh segitiga yang tidak mungkin dalam hubungan perkembangan satu sama lain. Misalnya, dugaan DSS yaitu Desentralisasi (Decentralization, D), Keamanan (Security, S) dan Skalabilitas (Scalability, S).

Dalam sistem terdistribusi, segitiga ketidakmungkinan yang serupa adalah prinsip CAP, CAP mengacu pada dalam sebuah sistem terdistribusi Consistency( konsistensi), Availability( ketersediaan), dan Partition tolerance( toleransi partisi) ketiganya tidak dapat dicapai secara bersamaan. Sistem blockchain adalah sistem terdistribusi yang memiliki masalah jenderal Bizantium, jadi prinsip CAP juga berlaku.

1.2 Peran Pembangunan Lapis Dua

Apa saja peran yang harus diselesaikan dalam pembangunan lapisan kedua? Fungsionalitas apa yang disediakan? Pembangunan lapisan kedua pasti merupakan perluasan dari kekurangan sistem lapisan pertama, dan hal-hal yang tidak cocok untuk diselesaikan di sistem lapisan pertama harus diselesaikan di pembangunan lapisan kedua.

Dari karakteristik blockchain yang dirangkum di atas, dapat diambil kesimpulan awal bahwa perlu untuk memperluas kemampuan dasar ini: terbuka dan transparan, desentralisasi, keamanan, kemampuan komputasi, kinerja ( throughput ), penyimpanan, privasi, dll. Selain kemampuan dasar dari sudut pandang teknis ini, ada masalah ekonomi yang sangat penting yang perlu dipecahkan, yaitu mengurangi biaya, biasanya biaya komprehensif untuk mengeksekusi transaksi di jaringan lapisan pertama cukup tinggi, sehingga perlu menggunakan jaringan lapisan kedua untuk mengurangi biaya ini.

Ringkasnya dalam satu kalimat adalah solusi untuk meningkatkan kapasitas, mengurangi biaya, dan fitur kustomisasi semuanya adalah pembangunan lapisan kedua. Untuk fitur kustomisasi, saat ini masih belum cukup jelas, atau sering kali tersembunyi di antara dua fitur pertama, yang agak membingungkan. Kita bisa memahaminya seperti ini, karakteristik jaringan lapisan pertama memiliki tingkat kebutuhan yang berbeda untuk banyak aplikasi, dan dapat disesuaikan kembali pada lapisan kedua untuk implementasi berbagai fitur tertentu.

Dalam pembangunan lapisan kedua, kemampuan dasar blockchain akan memiliki kompromi yang berbeda, akan mengurangi beberapa fitur, bahkan mengabaikan beberapa fitur, demi peningkatan signifikan dari fitur tertentu. Misalnya: beberapa lapisan kedua akan mengurangi tingkat desentralisasi dan keamanan untuk meningkatkan kinerja; beberapa lapisan kedua untuk meningkatkan throughput, seperti jaringan Lightning, akan mengubah struktur sistem dan cara penyelesaian. Ada juga yang meningkatkan fitur tertentu tanpa mengurangi fitur dasar, seperti cara pengolahan RGB, yang secara signifikan meningkatkan privasi dan ketahanan terhadap sensor, tetapi meningkatkan kesulitan dalam pelaksanaan teknis. Dalam kasus-kasus di bawah ini, kita akan melihat pembangunan lapisan kedua yang secara bersamaan mengurangi atau mengubah beberapa fitur.

Di antara itu, pengurangan biaya seharusnya menjadi kebutuhan dasar dari semua pembangunan lapisan kedua.

1.3 Mengapa perlu melakukan desain berlapis?

Desain berlapis adalah suatu cara dan metodologi bagi manusia untuk menangani sistem kompleks, dengan membagi sistem menjadi beberapa struktur berlapis dan mendefinisikan hubungan serta fungsi antar lapisan, untuk mencapai modularitas, pemeliharaan, dan skalabilitas sistem, sehingga meningkatkan efisiensi dan keandalan desain sistem.

Untuk sistem protokol yang luas dan besar, penggunaan hierarki akan memiliki keuntungan yang jelas. Ini membuatnya lebih mudah dipahami, lebih mudah dibagi untuk diimplementasikan, dan lebih mudah untuk perbaikan modul, dan keuntungan lainnya. Seperti desain model tujuh lapisan ISO/OSI dalam jaringan komputer, tetapi dalam implementasi konkret, beberapa lapisan dapat digabungkan, misalnya, protokol jaringan TCP/IP adalah protokol empat lapisan.

Secara spesifik keuntungan dari pengelompokan protokol:

1.Setiap tingkat itu independen. Suatu tingkat tidak perlu mengetahui bagaimana tingkat berikutnya diimplementasikan, tetapi hanya perlu mengetahui layanan yang disediakan melalui antarmuka antar tingkat. Dengan cara ini, kompleksitas keseluruhan masalah berkurang. Dengan kata lain, cara kerja tingkat sebelumnya tidak mempengaruhi cara kerja tingkat berikutnya, sehingga saat kita mendesain pekerjaan di setiap tingkat, kita hanya perlu memastikan antarmuka tetap sama, dan kita bisa dengan bebas menyesuaikan cara kerja di dalam tingkat tersebut.

2.Fleksibilitas Baik. Ketika ada perubahan pada salah satu lapisan, selama hubungan antarlapisan tetap tidak berubah, maka lapisan di atas atau di bawahnya tidak terpengaruh. Ketika terjadi inovasi teknologi pada suatu lapisan atau ketika ada masalah dalam pekerjaan di salah satu lapisan, tidak akan mempengaruhi pekerjaan lapisan lain, dan saat mengecualikan masalah, hanya perlu mempertimbangkan masalah khusus pada lapisan tersebut.

3.Struktur dapat dipisahkan. Setiap lapisan dapat menggunakan teknologi yang paling cocok untuk diimplementasikan. Perkembangan teknologi sering kali tidak simetris, pembagian yang terstruktur secara hierarkis efektif menghindari efek ember, tidak akan terpengaruh oleh ketidaksempurnaan teknologi di satu sisi yang mempengaruhi efisiensi kerja secara keseluruhan.

4.Mudah untuk diimplementasikan dan dipelihara. Struktur ini membuat implementasi dan debugging sistem yang besar dan kompleks menjadi lebih mudah, karena seluruh sistem sudah dibagi menjadi beberapa subsistem yang relatif independen. Saat melakukan debugging dan pemeliharaan, setiap lapisan dapat di-debug secara terpisah, menghindari situasi di mana masalah tidak dapat ditemukan atau diselesaikan.

5.Dapat mendorong pekerjaan standar. Karena setiap lapisan memiliki fungsi dan layanan yang telah dijelaskan dengan tepat. Manfaat dari standarisasi adalah dapat dengan mudah mengganti salah satu lapisan, yang sangat nyaman untuk penggunaan dan penelitian.

Pemikiran desain modular berlapis adalah metode umum yang digunakan dalam bidang teknologi untuk menangani proyek rekayasa yang besar, memerlukan kolaborasi banyak orang, dan terus-menerus diperbaiki, serta telah teruji oleh praktik dan terbukti efektif.

2. Beberapa Pemikiran Pembangunan Layer2 Bitcoin

Terdapat tiga jalur pembangunan lapisan kedua yang signifikan untuk Bitcoin:

(1) Salah satu adalah jalur perluasan berbasis rantai, mirip dengan lapisan kedua EVM, adalah struktur blockchain;

(2) salah satunya adalah jalur berbasis terdistribusi, yang diwakili oleh jaringan Lightning, adalah struktur terdistribusi.

(3) ada juga jenis yang berbasis sistem terpusat, yang diwakili oleh indeks terpusat, adalah struktur terpusat.

Dua cara pertama memiliki karakteristik yang unik, dan sudah ada beberapa produk yang digunakan serta produk yang sedang dieksplorasi. Untuk cara pertama, karena adanya perkembangan pesat Ethereum dan eksplorasi rantai tiruan Bitcoin lainnya, perluasan lapisan kedua berbasis rantai relatif lebih mudah, dengan lebih banyak referensi kasus. Cara kedua yang berbasis terdistribusi biasanya lebih sulit, dengan perkembangan yang lebih lambat, diwakili oleh jaringan Lightning. Cara ketiga sangat kontroversial, karena tampaknya tidak seperti pembangunan lapisan kedua, tetapi tampaknya telah menyelesaikan fungsi pembangunan lapisan kedua.

Solusi pembangunan lapisan kedua mana yang lebih baik? Kami menggunakan hasil pengujian pasar sebagai ukuran, jaringan lapisan kedua mana yang memiliki Total Value Locked (TVL)( yang lebih tinggi, maka solusi tersebut adalah yang paling optimal. Seiring dengan perkembangan waktu dan teknologi, solusi optimal ini akan menjadi proses yang berubah.

Untuk definisi jaringan lapisan kedua Bitcoin, selama bergantung pada jaringan Bitcoin dan membangun hubungan teknis dengan jaringan Bitcoin, beberapa karakteristik yang lebih unggul dari jaringan lapisan satu Bitcoin, semuanya dianggap sebagai pembangunan jaringan lapisan kedua Bitcoin. Dengan kata lain: selama mengkonsumsi BTC sebagai gas, dengan BTC sebagai aset dasar, sistem yang memperluas kinerja Bitcoin dianggap sebagai pembangunan lapisan kedua. Berdasarkan penilaian ini, kita seharusnya akan mengakui jenis ketiga pembangunan jaringan lapisan kedua, yaitu pembangunan lapisan kedua dengan struktur terpusat.

Perkembangan teknologi Bitcoin itu sendiri, seperti modifikasi OP_RETURN, Taproot, tanda tangan Schnorr, MAST, Tapscript, seharusnya dirancang untuk menghubungkan lapisan satu dan lapisan dua, tidak seharusnya menggunakan teknologi ini untuk mengembangkan fungsi secara berlebihan, karena jaringan lapisan satu tidak akan mengalami terobosan kualitas apapun meskipun diperluas. Pembangunan lapisan dua harus dilakukan. Namun, dalam situasi di mana tidak ada produk lapisan dua Bitcoin yang lebih baik, kemampuan teknis yang menghubungkan lapisan satu dan lapisan dua ini akan digunakan secara berlebihan untuk waktu yang tertentu.

![Sebuah penjelasan tentang dasar-dasar jaringan lapisan kedua Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-086a074fde8e4b3baab62f0dd9a0726c.webp(

) 2.1 Pembangunan lapisan kedua berbasis blockchain

Jaringan imitasi Bitcoin awal melakukan berbagai eksplorasi, seperti "Colorcoin" ### koin warna (, "CovertCoins" dan "MasterCoin"; berbagai jaringan imitasi Bitcoin untuk skalabilitas, seperti BCH ) Bitcoin Cash (, BSV ) Bitcoin SV (, BTG ) Bitcoin Gold (; berbagai teknologi sidechain semuanya didasarkan pada pembangunan perluasan jaringan, dapat dikatakan sebagai semacam lapisan kedua dalam arti yang luas.

Termasuk Ethereum, juga merupakan eksplorasi perbaikan yang berbasis Bitcoin. Menghadapi ketidaksempurnaan Bitcoin: sistem tanpa akun UTXO, bahasa eksekusi yang tidak Turing complete, masalah skalabilitas yang buruk, dan sebagainya, dikembangkan sistem blockchain generasi baru. Eksplorasi Ethereum ini meskipun bukan pembangunan lapisan kedua yang langsung di atas Bitcoin, tetapi secara luas merupakan eksplorasi pembangunan berbasis rantai.

Eksplorasi perbaikan tidak sempurna Ethereum untuk Bitcoin, serta lapisan kedua di atas Ethereum