원제: "비트코인 레이어 2: 비트코인에서 이더리움 재구축" 원제 출처: Xiaozhu Web3

레이어2란?

Layer2라고 하면 사람들은 일반적으로 Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkWare 등 Ethereum의 Layer2 Rollup을 생각합니다. 실제로 Layer2 확장 계획은 2015년 Bitcoin의 Lightning Network 백서에서 시작되었습니다.

비트코인, 이더리움, 솔라나 등의 퍼블릭 체인을 통칭하여 레이어1(Layer1)이라고 합니다. 레이어1의 주요 기능은 보안, 탈중앙화, 최종 상태 결정을 보장하고, 상태 합의를 달성하며, 스마트 계약 규칙을 통해 "암호화 법원" 역할을 하는 것입니다. 중재는 경제적 인센티브의 형태로 레이어 2에 신뢰를 전달합니다.

레이어 2는 최고의 성능을 추구하며 이더리움 트랜잭션을 메인 체인에서 분리하고, 첫 번째 레이어 네트워크의 부담을 줄이고, 비즈니스 처리 효율성을 향상시켜 용량 확장을 달성하는 등 레이어 1의 컴퓨팅 작업 대부분을 수행할 수 있습니다. Layer2는 부분적인 합의만 달성할 수 있지만 다양한 시나리오의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

비트코인레이어2

일반적으로 Layer2는 Layer1에 구축된 독립적인 블록체인 네트워크로, Layer1의 대부분의 트랜잭션을 Layer2로 패키징하여 압력을 줄이고 용량을 확장하려는 목적을 가지고 있습니다.

현재 비트코인 네트워크는 초당 평균 7건의 거래를 처리할 수 있습니다. 이에 비해 web2 세계의 Alipay는 초당 100,000건의 거래를 처리할 수 있습니다. Ordinals 프로토콜로 대표되는 비문 디자인을 통해 비트코인은 체인에 분산형 저장 기능을 제공하고 BRC-20으로 대표되는 새로운 표준은 ERC-721 및 ERC-20과 유사한 비트코인 생태학적 토큰을 실현합니다. 이미 비효율적인 비트코인 네트워크를 더욱 "혼잡"하게 만들었고, 이더리움 레이어 2(롤업 포함)의 등장으로 비트코인 개발자는 이러한 성숙한 경험을 비트코인 생태학적 희망에 이식할 수 있는 기회를 볼 수 있었습니다. 의심할 여지 없이 2024년 가장 큰 서사적 봄바람 중 하나가 될 것입니다.

비트코인 레이어 2 네트워크는 비트코인 생태계 내에서 더 빠르고 효율적인 거래에 대한 증가하는 수요를 충족하도록 설계되었습니다. 특정 거래 처리 작업을 메인넷에서 오프로드함으로써 비트코인 메인넷의 혼잡 문제를 완화하고 거래 확인에 필요한 시간을 크게 줄이는 것을 목표로 합니다.

비트코인 Layer2 개발 및 분류

각 비트코인 블록은 1MB이며, 평균 거래 크기 250바이트를 기준으로 1024*1024 / 250=4194건의 거래만 기록할 수 있습니다. 블록을 생성하는 데 평균 10분이 걸리므로 초당 트랜잭션 수는 4194/10/60=6.99입니다. 이를 우리는 일반적으로 비트코인의 초당 7개 트랜잭션이라고 부릅니다.

여기에는 블록 용량, 트랜잭션 크기, 블록 시간이라는 세 가지 변수가 있으며, 그 중 블록 용량을 변경하여 트랜잭션 속도를 높이는 방법만 가능합니다. 둘째, 속도가 7펜에서 224펜으로 증가합니다. 용량을 늘리고 싶지 않고 거래 속도를 높이고 싶다면 사이드 체인을 통해서만 가능합니다.

Satoshi Nakamoto는 2010년 12월 12일 공개적으로 사라졌을 때 Gavin Andresen에게 비트코인 개발 권한을 넘겼습니다. 그 후 Gavin은 Blockstream Corporation의 CTO인 Gregory Maxwell을 포함한 4명의 개발자에게 코드 관리 권한을 부여했습니다.

Blockstream 회사는 사이드 체인 기술과 라이트닝 네트워크에 중점을 두고 있습니다. Gregory Maxwell에 따르면 Blockstream은 비트코인 개발을 위해 설립되었습니다.

2015년 2월 라이트닝 네트워크 백서가 공개되었고, 2015년 12월에는 Segwit(Segregated Witness) 솔루션이 제안되었습니다. 그 이후로 Gregory Maxwell은 라이트닝 네트워크를 비트코인 로드맵에 작성하여 "분리된 증인 + 라이트닝 네트워크"라는 기술 경로를 형성했습니다. 이 확장 경로는 실제로 블록 크기를 변경하지는 않지만 영리한 설계와 오프체인 처리를 통해 비트코인 확인 속도를 높입니다.

분리된 증인(Segregated Witness)은 거래의 증인 정보가 블록에 기록되지 않는다는 의미로, 블록 크기는 그대로 유지하면서 단일 거래에 포함된 정보의 양을 줄여 더 많은 거래를 수용할 수 있다는 뜻이다.

라이트닝 네트워크는 교환이 빈번한 거래상대방 간에 마진 형태로 선불 풀을 구축합니다. 이 금액을 초과하지 않는 한 모든 거래는 메인 체인 블록에 기록되지 않으며 결제 중에만 거래가 발생하므로, 메인 네트워크의 소규모 거래에 대한 압박.

Segregated Witness 업그레이드 이후 비트코인 블록 크기 제한은 트랜잭션 데이터 블록 제한 1M, 증인 데이터 블록 제한 3M으로 변경되었지만 전체 크기는 4M입니다. 하지만 이 상한선은 지금까지 변함이 없다. 비트코인의 영향력이 계속 커지면서 확장 문제가 부각되고 있는 것이다. 확장은 여전히 비트코인 생태계가 직면한 핵심 이슈 중 하나이며, 현재 비트코인의 주요 확장 방향은 다음과 같습니다.

상태 채널

상태 채널은 서로 다른 사용자 간의 양방향 통신 및 상태 서비스를 구현하기 위해 블록체인에 구축된 가상 채널입니다. 이를 통해 사용자는 매번 블록체인에 거래를 기록하지 않고도 채널 내에서 여러 거래를 수행할 수 있으므로 거래의 효율성과 속도가 크게 향상됩니다. 이러한 채널은 두 명 이상의 사용자가 공동으로 생성할 수 있으며 필요한 경우에만 블록체인의 스마트 계약으로 정산되므로 블록체인 네트워크의 부하와 거래 수수료가 줄어듭니다.

상태 채널의 가장 유명한 예는 위에서 언급한 라이트닝 네트워크입니다. 거래 당사자 모두 첫 번째 거래 중에 오프체인 결제 채널을 설정합니다. 이는 본질적으로 거래 당사자 모두가 공유하는 원장이며 거래를 저장하는 데 사용됩니다. 기록. 거래의 양 당사자는 일정 금액의 자금을 채널에 잠근 다음 개인 키를 통해 거래에 서명합니다.

두 당사자 간의 자금 이체는 체인에서 수행되지 않고 서로의 원장에만 저장됩니다. 한쪽 또는 양쪽 당사자가 채널이 더 이상 필요하지 않다고 결정하면 정산된 잔액이 메인 네트워크에 방송됩니다.

그러나 라이트닝 네트워크는 단순히 두 당사자 간의 직접적인 연결이 아니라 다수의 단일 채널을 직렬로 연결하여 상호 연결된 광범위한 결제 네트워크를 형성할 수 있습니다. 즉, C와 A가 채널을 가지고 있다고 가정하면, C와 B는 채널이 없고, A와 B는 채널이 있다고 가정하면, C는 A를 통해 B와 간접적으로 거래할 수 있고, A는 중개자로서 라우팅 수수료를 부과할 수 있습니다. 라이트닝 네트워크에서 네트워크는 거래를 완료하기 위해 노드가 가장 적고 거래 수수료가 가장 적은 경로를 찾습니다.

사이드 체인

사이드체인은 가장 일반적인 솔루션이며, 오래되고 가장 인기 있는 사이드체인 기술로는 Stacks, Liquid 및 Rootstock이 있습니다.

선도적인 비트코인 사이드 체인 프로젝트로서 스택스는 한편으로는 비트코인 블록체인에 기반을 두고 있는 반면, 이더리움과 유사한 스마트 계약 기능을 독립적인 프로토콜로 도입하고 BTC 블록체인에서 영구적으로 거래를 정산합니다. 비트코인 L2로서의 비트코인은 DeFi 및 NFT와 같은 애플리케이션에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.

전체 시스템을 살펴보면 스택은 실제로 자체 체인, 컴파일러 및 프로그래밍 언어를 갖고 있으며 비트코인과 동기화되어 실행되어 트랜잭션과 무결성을 보장합니다. 그러나 스택스 네트워크에서 sBTC를 발행하여 BTC 크로스체인을 달성하기 위해 "후크" 방법을 사용하기 때문에 이는 본질적으로 중앙 집중식 매핑 방법이며 중앙 집중식 단일 지점에 대한 특정 위험이 있습니다. 동시에, 스택스의 네트워크 채굴에 참여하는 채굴자는 약속된 BTC를 소비하여 네트워크 토큰을 채굴합니다. 이 시스템을 통해 채굴자는 STX 코인과 거래 수수료(거래 수수료)를 얻습니다. ), STX 스테이커는 비트코인을 얻습니다. 이는 채굴자들이 선택에 참여하는 것을 주저하게 만듭니다.

BEVM과 같은 새로운 사이드체인 기술은 완전히 분산된 비트코인 레이어 2 솔루션을 사용합니다.

BEVM은 BTC를 가스로 사용하고 EVM과 호환되는 BTC Layer2입니다. 핵심 목표는 비트코인의 스마트 계약 시나리오를 확장하고 BTC가 비튜링 완전하고 스마트 계약을 지원하지 않는 비트코인 블록체인의 제약을 극복하도록 돕는 것입니다. BTC를 BEVM에서 사용할 수 있도록 BTC를 기본 가스로 사용하는 분산형 애플리케이션은 이 레이어 2에 구축됩니다.

사용자가 비트코인 메인 네트워크에서 BEVM으로 BTC를 전송하면 사용자의 BTC는 1,000개의 노드가 호스팅하는 계약 주소에 입력되고 동시에 BTC Layer2 네트워크인 BEVM에서 다음 비율로 새로운 BTC가 생성됩니다. 1:1.

사용자가 BEVM에서 메인 네트워크로 BTC를 다시 전송하라는 지시를 내리면 BEVM 네트워크 노드는 Mast 계약을 시작하고 1,000개의 자산 보관 노드는 설정된 규칙에 따라 자동으로 서명하고 BTC를 사용자의 주소로 반환합니다. . 전체 프로세스는 완전히 중앙 집중화되고 신뢰할 수 없습니다.

클라이언트 검증

현재 대부분의 퍼블릭 체인은 글로벌 합의 모델(Global Consensus)을 사용합니다. 모든 노드는 모든 트랜잭션을 확인하고 노드 간에 모든 트랜잭션 정보를 전송하며 전체 네트워크는 통일된 글로벌 상태를 공유합니다.

글로벌 합의 모델로 인해 발생하는 문제:

1. 확장성 제한으로 인해 모든 계약 상호 작용을 확인하는 데 비용이 많이 듭니다.

2. 높은 비용으로 인해 더 많은 사용자가 노드 실행에 참여하지 못하고 노드가 중앙 집중화됩니다.

3. 개인정보 보호가 부족하고 거래정보가 공개되지 않습니다.

클라이언트 측 검증(CSV)은 원장 이벤트에 대한 암호화된 약속을 유지하고 실제 이벤트 정보(원장)를 블록체인 외부에 저장하기 위해 합의 계층이 필요합니다.

3. 개인 정보 보호 부족 및 거래 정보 공개.

CSV 표현 프로젝트는 RGB이며, RGB에는 비트코인 UTXO 세트와 동등한 것을 생성하기 위해 모든 거래를 방송하는 글로벌 네트워크가 없습니다. 이는 자산 전송을 수신할 때 RGB 클라이언트가 가장 최근의 상태 전환이 유효한지 확인할 뿐만 아니라 발행 계약의 최초 상태로 거슬러 올라가는 모든 이전 상태 전환에 대해 동일한 확인을 수행해야 함을 의미합니다. 따라서 RGB는 이중지불 공격을 방지하기 위해 거래내역을 상향식으로 점진적으로 검증해야 한다.

RGB는 관련 트랜잭션만 검증하여 확장성을 향상시키지만 결제 확인을 최적화하기 위해 데이터 공유가 필요한 데이터 가용성과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

RGB의 클라이언트는 더 많은 데이터를 저장해야 합니다. 거래를 확인하는 데 사용되는 오프체인 데이터가 손실되면 사용자는 더 이상 키를 사용할 수 없으며 저장해야 합니다.

롤업

ZK Rollup과 Optimistic Rollup은 기본적으로 Ethereum과 유사합니다. Bitcoin은 합의 계층, 데이터 계층 및 결제 계층 역할을 하지만 특히 ZK-Rollup을 지원하려면 대규모 업그레이드가 필요합니다. 이는 커뮤니티 합의를 달성하기 어렵고 비트코인 네트워크의 통화 및 가치 저장 내러티브를 약화시키기 어렵습니다.

ZK Rollup의 대표 프로젝트는 Alpen이고, Optimistic Rollup의 대표 프로젝트는 BitVM입니다. 둘 다 비교적 이상적이며 이론적인 단계에 있습니다.

Sovereign Rollup은 또 다른 "불완전한" 롤업 솔루션입니다. Bitcoin에는 합의 계층과 데이터 가용성 계층만 있습니다. 레이어 2에는 비트코인 네트워크에 저장되지 않고 레이어 2 노드를 통해 확인되는 자체 상태 및 자산 데이터가 있습니다. 기술적으로 구현하기 쉬운 레이어 2에 정산이 이루어지기 때문에 비트코인 커뮤니티에서는 비교적 뜨거운 논의가 이루어지고 있습니다.

Celestia가 개발한 오픈 소스 기술 프레임워크인 Rollkit을 사용하면 개발자는 데이터 가용성 계층과 실행 계층을 사용자 정의할 수 있고 비트코인 네트워크에서 Rollup 데이터를 직접 저장할 수 있으며 개발자가 Sovereign Rollup을 배포할 수 있도록 지원합니다. 따라서 개발자는 Rollkit을 사용하여 비트코인 네트워크에 Rollup 프로토콜을 배포하여 확장성을 개선하고 네트워크 운영 비용을 최소화할 수 있습니다.

전체 체인

옴니체인은 스마트 계약 기술에 관계없이 기본 레이어(Layer 0)를 구축하여 모든 블록체인을 함께 연결하며, 다른 모든 네트워크와 DApp은 이를 기반으로 할 수 있습니다.

풀체인은 모든 것과 호환되는 슈퍼 멀티체인 생태계이므로 비트코인과 호환되는 한 프로젝트 MAP 프로토콜을 대표하는 비트코인의 레이어 2라고도 할 수 있습니다.

MAP 프로토콜은 지점 간 체인 간 상호 운용성을 위한 비트코인 레이어 2 네트워크입니다. 비트코인의 보안 메커니즘을 활용하여 다른 퍼블릭 체인의 자산과 사용자가 비트코인 네트워크와 원활하게 상호 작용할 수 있도록 하여 네트워크 보안을 강화하고 실현합니다. BRC-20 크로스체인 기능.

요약하다

비트코인 레이어 2는 비트코인 자체가 극도로 제한적이고 프로그래밍이 어렵기 때문에 아직 초기 단계에 있습니다. 또한, 온체인 확장은 오랫동안 비트코인 커뮤니티의 문제였습니다. 커뮤니티의 지원은 서로 다른 개발 배경을 가진 팀이나 기관에서 나오므로 조정이 부족하고 협업이 어렵습니다. 비트코인 근본주의와 신흥 비트코인 생태계 사이의 논쟁은 여전히 존재합니다.

장기적으로 롤업 및 스마트 계약을 도입하는 능력은 비트코인 생태계 발전에 매우 중요하며 Inscription Defi와 같은 제품을 생산하여 비트코인 생태계의 혁신과 다양화의 핵심 동인이 될 수 있습니다.

하지만 점점 이더리움과 유사해지고 있는 비트코인은 여전히 우리가 원래 알던 비트코인일까요?