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科技

Drivechain:一种通过可定制化侧链完成比特币扩容的方案

LayerTwo Labs 2023-07-01

随着MEME的狂热,比特币生态中以ordi为代表将比特币网络拥堵程度又拉高到了一个全新的高度,5月9号时全网未确认交易达到354817笔,甚至在一天内连着出现了两次整整1小时没有出块的网络卡死情况,一度引起了社区的恐慌。

比特币因为其本身技术框架的限制,以及所处在数字黄金的位置,导致比特币生态的发展速度与玩法非常缓慢,随着meme币的爆火,比特币网络缓慢的问题也就成为了房间里的大象,比特币主网TPS每秒只能进行7笔交易,以太坊为15,而VISA则超过1700,以太坊的Layer2 Optimism 理论TPS可达到 2000,比特币的TPS远远无法实现中本聪对它“一种点对点式的电子现金系统”的定义。

在此之前有人提议粗暴的扩容方式是直接将比特币区块从1MB扩大,尽管每个区块容纳的交易数量多了,但是出块时间依然不会改变,从而会直接撑爆普通的节点存储空间,增大节点运营压力后导致大量矿工流失从而提高了比特币中心化的风险。

来源:https://twitter.com/mrcoolbp/status/1417213646409814021

比特币扩容问题多年以来都是人们争论的焦点,但鲜少有人知道,这个议题早在2008年11月初,也就是比特币白皮书刚发布不到两天的时候就被人提起。

当时中本聪在密码学邮件组首次现身并提出比特币的概念之后,James A. Donald率先给予了回复。这位加拿大自由主义者指出,我们十分需要这样一种系统,但它似乎无法依照需求进行扩容。如果数百万人同时进行交易,那就会耗费大量的宽带。

对此中本聪解释说,在网络超负荷之前,用户只要使用简易支付验证(SPV)检查双花就能保证交易安全;同时他相信,宽带问题并没有那么严重,“假设每笔普通交易的大小为1KB。而2008财年,Visa共处理了370亿笔交易,平均每天1亿笔。这么大的交易量本该消耗100G的宽带,也可以说是12个DVD或者两部HD影片的大小。想要网络规模真的扩大到这种程度,可能还需要好几年,到时候,在网络上发布HD影片根本不算什么事儿。”

有很多人用上面这段话来说明中本聪曾有链上扩容的计划,并认为他有信心比特币扩容后可以达到Visa的水平。不过这里提到的更多是区块容量方面的问题,而非现如今大家普遍关注的焦点,1MB区块大小的限制。那是因为,当时的比特币系统区块大小上限默认为32MB;别说交易量寥寥无几的早期阶段,这一大小即便是放在今天的交易水平也是绰绰有余。

至于后来为什么会设置限制,上限为什么是1MB,大家都不太清楚。2010年中本聪添加规则的时候,甚至没有向任何人提起,只是悄无声息地在两次比特币升级中实现了1MB的限制。

2010年10月3日,比特币核心开发人员Jeff Garzik在比特币论坛上发布了可增加比特币区块大小的补丁,并建议对区块大小进行扩容。但中本聪以无法与网络兼容为由回绝了Jeff,同时表示,如果我们更接近这种需要的时候,可以放到稍后阶段慢慢改变。而这一放,就让扩容问题尘封到2013年左右才再次被人提起。随着比特币的爆火和出圈,扩容问题已经成为比特币网络的命门,可以这么说,1MB是中本聪亲手给比特币网络套上的枷锁,现在,如何打破枷锁成为当务之急~

比特币史前技术积淀

可能听完比特币网络扩容的背景,很多小伙伴还是不理解:究竟什么是比特币网络扩容?为什么要进行比特币网络扩容?

在比特币网络上每个区块大小是一兆,大概能容纳一千多条交易的信息,如果你上一个比特币区块链浏览器上去观看的话,你会查到现在每一个区块大概都是一兆左右,已经达到了区块容量的上限,如果比特币的网络的转账越来越多,很多交易就不会在交易发生后第一个发生的区块被打包和确认。可能要等好几个区块或者时间更长,在比特币的历史上曾经遭遇过几次粉尘攻击,粉尘攻击就是有人制造出大量的小额转账,使得网络中有大量的待确认的交易,导致正常的转账不能够被确认,确认时间被延迟,影响网络的正常运转。很多交易者的交易等待两天或者是更久才得到确认,虽然粉尘攻击是非常极端的例子,但是看现在的比特币的网络,正常的转账量,已经远远超出了他能够承受的最大的容量,每个区块大小现在都是一兆,所以扩大比特币区块容量,突破现有一兆大小的限制,这个过程叫做扩容。

为什么要对比特币网络进行扩容?伴随着ordi的出圈,很多比特币网络的忠实支持者和建设者其实如鲠在喉:一方面brc20带来了大量的流量和关注度,另一方面也给比特币网络本身带来极大的拥堵和压力,比特币网络目前每秒只能处理有限数量的交易。随着比特币的普及和用户数量的增加,交易量也随之增加。然而,限制了每秒处理交易数量的区块大小和区块确认时间,导致了交易拥堵和延迟确认的问题。因此,只有扩容比特币网络才可以提高交易速度,才能够更好地应对日益增长的交易需求。

同时,比特币网络上的交易费用是根据交易的大小和优先级来计算的。由于每个区块中只能容纳有限数量的交易,竞争成为了用户想要尽快确认交易的手段之一。这导致了高交易费用的问题,尤其是在网络拥堵时。通过扩容比特币网络,可以增加每个区块中可以容纳的交易数量,从而降低交易费用,并使更多的用户能够负担得起使用比特币进行交易。

为了解决比特币网络的拥堵问题,很多建设者和og在扩容方向上已经做出了不同的尝试:

Stacks

Stacks采用金字塔形的堆栈,底层是比特币基础结算层,然后是增加了智能合约和可编程性的Stacks,最上层是增加可扩展性和速度的Hiro。它使用自己的智能合约语言Clarity,并将历史交易记录写入到了比特币网络中,因此Stacks是一个比特币的Layer 2(以前Stacks也称自己为Layer 1)。Stacks发行有自己的代币STX也是近期表现最好的资产之一。

Rootstock/RIF

Rootstock(RSK)是比特币上的一条兼容EVM的侧链,它和比特币使用相同的SHA-256算法,比特币矿工在进行挖矿的时候可以进行“合并挖矿”(Merged Mining),不需要额外的资源消耗,同时可以获得Rootstock中的交易手续费收入。Rootstock中的原生代币是一种比特币锚定币Smart BTC(RBTC),也用于支付交易的手续费。RIF(Rootstock基础设施,RIF)则是一个建立在Rootstock之上的平台,旨在为开发者提供区块链基础设施和服务,包括域名、存储、身份验证等,以支持dApp的开发和部署。虽然Rootstock除RBTC外并没有发行其它代币,但Rootstock和RIF由同一家公司IOV Labs开发,RIF发行有自己的代币$RIF。

Liquid Network

Liquid Network是 Blockstream 在2018年9月推出的一种侧链技术(也称自己为Layer 2),旨在为比特币用户提供更快、更便捷的交易体验,同时保证交易的安全性和隐私性。它由包括交易所、金融机构以及其它以比特币为重点的公司组成的 Liquid 联合委员会维护和治理。除了快速、便宜、隐私的转账功能外,Liquid Network还可以实现各种类型的智能合约功能,如搭建DeFi应用(DEX Sideswap、借贷平台Hodl Hodl等)、发行稳定币、发行证券代币、铸造NFT、进行多签交易等。

Lightning Network

比特币Lightning Network(闪电网络)是一种比特币Layer 2协议,通过在交易双方之间建立支付通道来提高比特币的交易速度和隐私性。

支付通道建立后,双方可以发送链下交易来进行交易,交易仅记录在通道的双方之间,不需要在比特币网络中进行确认,因此交易速度快、费用低。交易的双方可以随时将交易记录提交到比特币网络上进行结算,从而实现比特币的转移。

Statechains

Statechains是一种用于BTC链下转移的扩容技术,它与闪电网络类似,但又不完全相同。在闪电网络中,资产的转移是通过通道的所有权转移的,但在Statechains中资产的转移是通过BTC存款(UTXO)私钥(临时密钥)的所有权转移的。Statechains首先会在存款者和状态链实体之间创建一个拥有多个私钥的多重签名钱包,这些私钥掌握了与之相关联的比特币。私钥的持有者可以在Statechain上创建交易记录,将私钥转移给其他人,从而实现比特币资产的转移。Statechain中的交易也不需要每笔确认,从而提高交易速度,减少手续费。

Drivechain

Drivechain是一个比特币开放式侧链协议,可以根据不同的需求定制不同的侧链。它的设计来自于两个比特币改进提案,BIP 300“哈希率托管”(Hashrate Escrows)通过“Container UTXOs”将3-6个月的交易数据压缩成32字节,BIP 301“联合盲挖”(Blind Merged Mining)。和RSK一样,网络的安全性也通过联合挖矿的方式,由现有的比特币矿工维护。

Drivechain的出现是为了在保持比特币的安全性和去中心化的情况下,与以太坊、Zcash、比特币分叉链等竞争,为比特币引入更多功能,这些侧链也使用比特币的锚定币,用于转账等功能。

在以上几种比特币扩容方案中,Stacks和RSK较为通用,RSK支持EVM,链上应用中的资金更多,但近期只有Stacks的数据增长较快。

在主要用于BTC支付的几种方案中,Lightning Network中的BTC最多,Liquid Network同时在积极筹备DeFi、NFT等用例,Statechains的应用有限,如果从为比特币生态繁荣的角度来看,只有Drivechain能够达到为比特币扩容的目的。

每一个 Layer2 的 sidechain 会每三个月打包一次 Hash 发送给 layer1 的BTC 矿工,矿工审核之后会得到那个 sidechain 的三个月内的交换费用

那么Drivechain是如何扩大比特币生态的容量的呢?

Drivechain (BIP300) 是由 LayerTwo Labs 创始人兼首席执行官 Paul Sztorc 自 2013 年以来创建和开发的BTC协议的升级版。2022年12月,Drivechain的开发公司Layer2 Labs才宣布完成300万美元的种子轮融资,

Drivechain 允许开发人员通过连接到BTC网络的 sidechains 创建他们想要的任何区块链应用程序,在sidechain上,开发人员可以完全自由地制作任何Token、代币、智能合约、区块大小、共识模型(PoW、PoS)、用例、DApp、UX 和UI、功能和规则,没有任何限制。

也就是说,你可以在 sidechains创建你想要的任何区块链应用程序,由于 Drivechain将sidechains视为第 2 层,将 BTC 视为Layer1,这样我们也可以顺利地避开比特币区块1MB大小的限制,从而达到扩容的目的。绕开比特币本身,构建sidechain在目前来看,不失为一个绝妙的构思:一方面每个Sidechain都是它自己的区块链,Sidechain可以被编程为具有任何代币、特性、规则和共识机制,甚至是 PoS 或 DPoS,另一方面,随着时间的推移,通过 Drivechain可以构建出一个蓬勃发展的生态系统,在这个生态系统中,容量限制将不再是致命缺陷,相反,无限的可扩展性将成为绝对的优势。

Drivechain 是近两年来比特币二层网络扩展的技术热点之一。许多业内人士认为,这项技术有可能在根本上解决区块链的扩容问题,因此 Drivechain 在比特币生态圈中都有较高的热度。然而,由于其更高的技术门槛和开发难度,采用这项技术的区块链项目仍为少数。

尽管如此,比特币网络近 7年软分叉升级次数急剧下跌、耗时越来越长,创新速度愈来越慢:

Nostr 创始人 @fiatjaf 怎么看待 Drivechain ?

Not activating Drivechain is an attack on Bitcoin.

传统的线性架构的区块链,在维持良好的多中心化与安全性的前提下,在底层上的吞吐容量有根本的瓶颈问题。因此这些区块链项目的扩容方案,一种是以牺牲多中心化的记账方式来换取整个链的吞吐容量,一种是依赖侧链、分片等第二层(Layer 2)技术来处理小额交易。要根本性地获得更好的底层链效率,需要采取与完全不同的架构。Drivechain就是较被看好的潜在挑战者。Drivechain 相对于传统线性区块链的优势是非常明显的,主要在于可延展性和交易吞吐量上。

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About LayerTwo Labs

LayerTwoLabs 由比特币重大升级提案BIP300、BIP301提出者、耶鲁大学经济学家 Paul Sztorc 领衔创办,比特币核心开发者CryptAxe(2016-至今)、Luke Dashjr(2012-至今)联袂开发,北美比特币OG亿万富翁参与投资,POW共识机制创造者、HashCash、BlockStream创办人 Adam Back,Nostr 创始人 @fiatjaf 大力支持。

LayerTwoLabs目标旨在推动比特币重大升级提案BIP300、BIP301,通过DriveChain来让比特币具备高度可拓展性、隐私、更好的UX体验,同时支持多种侧链开发,旨在把去中心化应用和区块链的其他拓展功能引入比特币生态,以实现比特币长期健康发展。

LayerTwoLabs已经完成400万美金天使轮融资,主要投资者均为比特币核心开发者和早期贡献者,其中包括亿万富翁、北美区块链行业早期参与者等知名人士LAYER 2 LABS RAISES $3M AT LAUNCH TO SUPERCHARGE BITCOIN'S ECOSYSTEM


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