Pengetahuan Dasar Jaringan Layer Kedua Bitcoin

Munculnya inskripsi Bitcoin telah memberikan kehidupan baru bagi ekosistem Bitcoin, menarik perhatian lebih banyak orang kembali kepada Bitcoin. Beberapa orang percaya ini membuka kotak Pandora ekosistem Bitcoin. Di antara banyak perkembangan teknologi dalam ekosistem Bitcoin, pembangunan lapisan kedua sangat penting. Artikel ini merangkum pengetahuan dasar tentang lapisan kedua Bitcoin dengan merujuk pada beberapa artikel terkenal di internet dan berdiskusi dengan beberapa teman. Harapannya bisa menjadi pendorong, menarik lebih banyak orang untuk memperbaiki pemikiran terkait, dan mendorong perkembangan bidang ini.

Dunia blockchain dimulai dengan Bitcoin, dan juga akan berakhir dengan ekosistem Bitcoin. Ethereum pada dasarnya adalah eksplorasi teknologi sidechain dari Bitcoin.

Dalam artikel ini, konsep "pembangunan lapisan kedua" dan "pembangunan jaringan lapisan kedua" digunakan secara umum. Pembangunan lapisan kedua adalah konsep yang lebih luas, tetapi untuk menyesuaikan dengan istilah yang umum digunakan di industri, "pembangunan jaringan lapisan kedua" juga akan digunakan.

1. Misi Layer 2

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

1.1 Karakteristik dasar dan kebutuhan blockchain

Kami mengadopsi konsep yang diajukan oleh Vitalik: blockchain adalah "komputer dunia". Memahami berbagai karakteristik blockchain dari sudut pandang ini akan lebih jelas. Selanjutnya, kami juga akan menganalisis kemungkinan perkembangan "komputer dunia" ini berdasarkan struktur Von Neumann dari komputer.

Beberapa fitur dasar dari blockchain:

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

Desentralisasi: Ini adalah karakteristik 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 karakteristik.

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

Kapasitas Komputasi: Salah satu fungsi utama dari komputer dunia yang berbasis blockchain adalah kapasitas komputasi. Untuk mengukur indikator ini, biasanya digunakan apakah itu Turing lengkap. Beberapa rantai sengaja dirancang agar tidak Turing lengkap untuk mempertahankan karakteristik utama mereka. Misalnya, jaringan Bitcoin, Satoshi Nakamoto tidak hanya membuat instruksi kodenya tidak Turing lengkap, tetapi juga secara sengaja menghapus beberapa set instruksi selama perkembangannya, untuk menjaga stabilitas dan keamanan. Semua teknologi Turing lengkap dirancang untuk memperluas kapasitas komputasi blockchain.

Kinerja: Dengan kemampuan komputasi yang sama, kinerja adalah kemampuan utama lainnya yang dinilai dalam dunia komputer blockchain. Umumnya diukur dengan TPS.

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

Privasi: Privasi adalah kebutuhan tersegmentasi dalam "komputer dunia", yaitu permintaan untuk menjaga batasan hak produsen dan pengguna data selama proses pengolahan dan penyimpanan. Ini pada dasarnya didorong oleh kebutuhan eksternal pengguna.

Ada satu indikator komprehensif yang disebut skalabilitas, yang umumnya merujuk pada skalabilitas seluruh arsitektur, karakteristik ini mempengaruhi sebagian besar karakteristik dasar. Di tingkat arsitektur, skalabilitas sistem adalah indikator yang sangat penting.

Dalam karakteristik dasar blockchain ini, sebagian besar dibatasi oleh hubungan perkembangan yang tidak mungkin berbentuk segitiga. Misalnya, dugaan DSS yaitu desentralisasi ( Decentralization ), keamanan ( Security ), dan skalabilitas ( Scalability ).

Dalam sistem terdistribusi, segitiga tidak mungkin yang serupa adalah prinsip CAP, di mana CAP mengacu pada konsistensi (Consistency), ketersediaan (Availability), dan toleransi partisi (Partition tolerance) yang tidak dapat dicapai secara bersamaan. Sistem blockchain adalah sistem terdistribusi yang memiliki masalah jenderal Bizantium, sehingga juga berlaku untuk prinsip CAP.

1.2 Peran pembangunan lapisan kedua

Apa saja peran yang harus diselesaikan dalam pembangunan lapisan kedua? Fitur apa saja yang disediakan? Pembangunan lapisan kedua harus memperluas kekurangan sistem lapisan pertama, dan menyelesaikan hal-hal yang tidak cocok dilakukan di sistem lapisan pertama, di lapisan kedua.

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

Ringkasnya dalam satu kalimat adalah solusi untuk meningkatkan kapasitas, menurunkan biaya, dan fitur kustomisasi semuanya adalah pembangunan lapisan kedua. Untuk fitur kustomisasi, saat ini masih belum cukup jelas, atau sering tersembunyi di antara dua fitur pertama, ada beberapa yang membingungkan. Kita bisa memahami bahwa karakteristik jaringan lapisan pertama diperlukan dalam tingkat yang berbeda untuk banyak aplikasi, dan bisa menyesuaikan berbagai tingkat implementasi fitur tertentu di atas lapisan kedua.

Dalam pembangunan lapisan kedua, kemampuan dasar blockchain akan memiliki pengorbanan yang berbeda, akan mengurangi beberapa fitur, bahkan mengabaikan beberapa fitur, untuk mendapatkan peningkatan signifikan pada fitur tertentu. Contohnya: beberapa lapisan kedua untuk meningkatkan kinerja, akan mengurangi tingkat desentralisasi, akan mengurangi keamanan; beberapa lapisan kedua untuk meningkatkan throughput, seperti jaringan Lightning, akan mengubah struktur sistem dan cara penyelesaian. Ada juga beberapa yang tidak mengurangi fitur dasar tetapi memperkuat fitur tertentu, seperti cara penanganan RGB, yang jelas meningkatkan privasi dan ketahanan terhadap sensor, tetapi meningkatkan kesulitan implementasi teknis.

Di antara itu, pengurangan biaya harus menjadi kebutuhan dasar untuk semua pembangunan lapisan kedua.

1.3 Mengapa perlu melakukan desain berlapis?

Desain berlapis adalah 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, kemampuan pemeliharaan, dan skalabilitas sistem, sehingga meningkatkan efisiensi dan keandalan desain sistem.

Untuk sistem protokol yang luas dan besar, penggunaan hierarki memiliki keuntungan yang jelas. Ini membuat orang lebih mudah memahami, lebih mudah membagi tugas implementasi, dan lebih mudah melakukan perbaikan modular. Seperti desain model tujuh lapisan ISO/OSI dalam jaringan komputer, tetapi dalam implementasi konkret, beberapa lapisan dapat digabungkan, misalnya, protokol jaringan konkret TCP/IP adalah protokol empat lapisan.

Secara spesifik, kelebihan dari lapisan protokol adalah:

1.Setiap lapisan adalah independen. Suatu lapisan tidak perlu mengetahui bagaimana lapisan berikutnya diimplementasikan, tetapi hanya perlu mengetahui layanan yang disediakan melalui antarmuka antar lapisan. Dengan cara ini, kompleksitas keseluruhan masalah berkurang. Artinya, bagaimana pekerjaan di lapisan sebelumnya dilakukan tidak mempengaruhi pekerjaan di lapisan berikutnya, sehingga saat kita merancang pekerjaan di setiap lapisan, kita hanya perlu memastikan antarmuka tetap sama, dan dapat dengan bebas menyesuaikan cara kerja di dalam lapisan.

2.Fleksibilitas yang baik. Ketika ada perubahan pada salah satu lapisan, selama hubungan antarlapisan tetap tidak berubah, maka lapisan di atas atau di bawah tidak akan terpengaruh. Ketika salah satu lapisan mengalami inovasi teknologi atau masalah dalam pekerjaannya, itu tidak akan mempengaruhi pekerjaan lapisan lain, dan saat menyelesaikan masalah, hanya perlu mempertimbangkan masalah pada lapisan tersebut secara terpisah.

3.Struktur dapat dipisahkan. Setiap lapisan dapat menggunakan teknologi yang paling tepat untuk diimplementasikan. Perkembangan teknologi seringkali tidak simetris, pembagian yang terstruktur secara hierarkis secara efektif menghindari efek ember, dan tidak akan mempengaruhi efisiensi kerja keseluruhan karena ketidaklengkapan teknologi di satu aspek.

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

5.Dapat mendorong pekerjaan standarisasi. Karena setiap lapisan memiliki deskripsi yang tepat tentang fungsinya dan layanan yang disediakannya. Manfaat dari standarisasi adalah dapat dengan mudah mengganti salah satu lapisan, yang sangat nyaman untuk penggunaan dan penelitian.

Pemikiran desain modular bertingkat adalah metode umum yang digunakan di bidang teknologi untuk menangani proyek rekayasa yang besar, memerlukan kolaborasi banyak orang, dan terus menerus diperbaiki, serta merupakan metode yang telah teruji melalui praktik dan efektif.

2. Beberapa Pemikiran Pembangunan Layer2 Bitcoin

Ada tiga jalur pembangunan yang signifikan untuk lapisan kedua Bitcoin:

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

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

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

Dua cara pertama memiliki ciri khas masing-masing, dan sudah ada beberapa produk yang digunakan serta produk yang sedang dieksplorasi. Untuk cara pertama, karena perkembangan pesat Ethereum dan eksplorasi rantai imitasi Bitcoin lainnya, perluasan lapisan kedua berbasis rantai relatif lebih mudah, dan ada lebih banyak kasus referensi. Cara kedua yang berbasis distribusi biasanya lebih sulit, dan perkembangannya juga lebih lambat, dengan jaringan Lightning sebagai perwakilan. Cara ketiga sangat kontroversial, karena tampaknya tidak seperti pembangunan lapisan kedua, tetapi tampaknya telah menyelesaikan fungsi pembangunan lapisan kedua.

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

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

Perkembangan teknologi Bitcoin itu sendiri, seperti modifikasi OP_RETURN, Taproot, tanda tangan Schnorr, MAST, dan Tapscript, seharusnya dirancang untuk menghubungkan lapisan satu dan dua, dan tidak seharusnya menggunakan teknologi ini untuk mengembangkan fungsi yang berlebihan. Karena jaringan lapisan satu, tidak peduli seberapa banyak diperluas, tidak akan mengalami terobosan kualitas, dan perlu dilakukan pembangunan lapisan dua. Namun, dalam keadaan tanpa produk lapisan dua Bitcoin yang lebih baik, kemampuan teknis yang menghubungkan lapisan satu dan dua ini akan digunakan secara berlebihan dalam jangka waktu tertentu.

![Sebuah tulisan untuk merangkum dasar-dasar jaringan lapisan kedua Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aacf9b18cc5ef94cda4d153a96836ffe.webp(

) 2.1 Pembangunan lapisan kedua berbasis rantai

Jaringan imitasi Bitcoin awal melakukan berbagai eksplorasi, seperti "Colorcoin"### koin berwarna(, "CovertCoins" dan "MasterCoin"; berbagai jaringan imitasi Bitcoin untuk meningkatkan kapasitas, seperti BCH) Bitcoin Cash(, BSV) Bitcoin SV(, BTG) Bitcoin Gold(; berbagai teknologi sidechain adalah contoh pembangunan perluasan berbasis blockchain, bisa dikatakan sebagai lapisan kedua dalam arti luas.

Termasuk Ethereum, yang juga merupakan eksplorasi perbaikan yang berbasis pada Bitcoin. Vitalik membentuk tim sendiri dan menerbitkan whitepaper, serta mengembangkan sistem blockchain generasi baru ketika tidak berhasil meyakinkan tim proyek lain tentang ketidaksempurnaan Bitcoin: sistem tanpa akun UTXO, bahasa eksekusi yang tidak Turing lengkap, masalah skalabilitas yang buruk, dan lain-lain. Meskipun eksplorasi Ethereum ini bukan pembangunan lapisan kedua yang langsung di atas Bitcoin, tetapi secara luas merupakan eksplorasi pembangunan yang berbasis pada rantai.

Ethereum untuk Bitcoin