比特币二层网络盘点

比特币虽然已成为最大、最受欢迎的加密货币，但其日益普及也面临一些挑战，最明显的是可扩展性问题。
去年因为铭文的热度，大家都开始将注意力从以太坊转移到了比特币，比特币上面出现了大量市值较高并且流动性较好的资产。但由于技术限制要在比特币主网上创建和调用这些资产会有相当大的困难，这为比特币第二层网络的发展提供了极好的天时。近期火爆的比特币扩展方案 Fractal 上市当天便突破了60亿美元全流通市值，而比特币历时近 5 年时间才达到此成就。Fractal 点燃了比特币二层网络的热潮，就让我们一起来探索 Fractal 属于哪种解决方案，是否还有其他潜在的爆点呢？

什么是比特币二层网络

比特币二层网络（Bitcoin Layer 2 Network） 是指构建在比特币主链之上的扩展解决方案，旨在提高比特币网络的可扩展性、交易速度和降低交易成本。这些解决方案通过在比特币主链之外进行部分交易处理，减少对主链的压力，同时保持比特币网络的安全性和去中心化特性。

为什么需要二层网络

比特币最初设计为一种去中心化且安全的支付系统，但在可扩展性方面却面临限制。平均区块创建时间为 10 分钟，吞吐量为每秒 7 笔交易，远低于传统支付系统（如 Visa 每秒数千笔交易），同时比特币交易费用与网络拥堵程度直接相关。在高峰期，交易费用可能显著上升，使得小额支付或日常交易变得不划算。这种低处理能力限制了比特币在大规模使用场景中的应用。比特币区块链的脚本语言有限也限制了其支持复杂智能合约和 DApps 的能力。比特币二层网络的概念应运而生，以应对这些挑战。

常见二层网络

比特币的二层网络常见的二层解决方案可以归纳为以下几类：

状态通道（State Channels）

状态通道是最常见的二层解决方案之一，允许参与者通过开启支付通道，两方通过创建一个多重签名钱包在链下进行多次交易，最终只在双方同意结算时，关闭通道将最终的交易状态记录在主链上。比特币的状态通道最著名的例子就是闪电网络（Lightning Network）。

• 优点：交易几乎即时且成本极低，特别适合频繁的微支付。
• 例子：闪电网络（Lightning Network）。

侧链（Sidechains）

比特币侧链是与比特币主链连接的独立区块链系统，一般是通过双向挂钩（two-way peg）连接到主链的独立区块链。它允许用户将比特币锁定在主链上，然后在侧链上进行交易和操作。通过侧链，用户可以实现更灵活和多样化的功能，如支持其他加密资产支付、有状态的智能合约、更快的结算和更高的隐私性。然而，侧链因为需要一套独立的验证节点，需要侧链自己验证交易，会面临着节点过少、中心化、无法继承比特币安全性等相关的问题。

• 优点：可以为比特币提供更多功能，如隐私性增强、智能合约支持和更高的吞吐量。
• 例子：Liquid Network、Stacks、RSK

Rollups

Roullp本来是以太坊上的 Layer2 扩展性解决方案，用于提高区块链网络的性能和吞吐量，Roullp通过将大部分交易数据和计算迁移到链外，在链上只记录交易的摘要或汇总信息，从而减轻主链的负担，提高整体性能。Roullp的核心思想是将链上的安全性与链下的高效性相结合。
在比特币上实现Roullp方案存在一些挑战和限制。比特币本身并不支持智能合约验证，因此在比特币上引入Roullp方案需要采取其他方式进行验证，例如引入客户端验证或自建DA层。这导致比特币Layer2项目的安全性高度依赖于客户端验证或自建的DA层，而不是比特币的本身安全性。

• 优点：能够显著减少链上交易数量，提升网络效率。
• 例子：Merlin Chain

二层网络举例

闪电网络

闪电网络（Lightning Network） 是一种基于状态通道的二层扩展解决方案，通过在链下创建支付通道，用户可以在通道内进行多次交易，而不需要每次都通过比特币主链确认。只有在通道关闭时，交易的最终状态才会提交到主链。这种状态通道机制使得闪电网络可以实现几乎即时的交易，费用极低，非常适合小额支付和微支付场景。闪电网络还支持路由支付，即使两个用户之间没有直接通道，也可以通过其他用户的支付通道进行转账，从而形成一个互联的支付网络。其优势在于大幅提高了比特币的交易吞吐量，降低了主链的拥堵问题，同时增强了隐私性，因为链下交易不需要公开记录。

RSK

RSK（Rootstock）的定位是支持智能合约的比特币Layer2，并专注于 DeFi。RSK 采用侧链技术，引入RBTC作为支付交易手续费，目标是成为金融包容性的基石。
RSK 通过合并生产区块，即比特币区块生产者同时开采比特币和RSK区块，以此来利用比特币的安全性保护智能合约和交易。它兼容以太坊虚拟机（EVM），开发者可以使用 Solidity 编写智能合约，并将以太坊的 DApp 移植到 RSK上。此外，RSK 还还建立了RIF网络，提供各种基础设施服务，如DeFi、存储、域名服务和支付解决方案，以满足用户的需求。

Fractal

Fracta 将比特币核心封装成可部署的软件包（BCSP），通过使用 BTC 核心代码在 BTC 主链上递归创建无限扩展层，提高交易处理能力和速度，同时保持与现有比特币生态系统的完全兼容。Fractal Bitcoin 在 BTC 主链之上创建多个扩展层，形成树状递归结构。这种结构允许每一层以“分叉模式”进一步扩展，从而提高网络的并行处理能力。
Fractal将区块确认时间缩短至60秒或更短，提高响应速度。增加存储空间，降低交易成本，适用于序数铭文等应用。跨层电梯 (Elevator)则可以实现不同层之间资产的直接转移，无需额外中继。分形比特币通过虚拟化和自我复制的方法，在理论上增强了比特币的处理能力，还为未来开发提供了新的应用场景，如序数铭文的优化和虚拟世界的构建。