比特幣和區塊鏈的第三層網絡解決方案

What is layer 3 on Bitcoin

近年加密貨幣行業的用戶需求激增,因此可擴展性成為了一個非常重要及必須解決的問題。

由於頂級的區塊鏈包括比特幣和以太坊等的網絡輸送量有限,因此必須要改善其可擴展性及處理日益增加的網絡負載的問題,解決因擁堵所引致過高的交易費用和處理時間。

不言而喻,這使許多用戶不願意使用去中心化的應用程式(dApps)和其他鏈上解決方案。相反,這些用戶(以及許多開發人員)轉向競爭性區塊鏈,這些區塊鏈具有更好的可擴展性,但往往犧牲了一定程度的去中心化或安全性。

為了避免上述的情況,輸送量較低的區塊鏈旨在通過第二層(L2)解決方案改善其可擴展性問題。

就比特幣而言,它們使用了閃電網絡;而以太坊上則有許多項目建立了第二層的服務以減輕主鏈的一些壓力,而開發人員亦正積極準備推出期待已久的以太坊 2.0 升級。

因此在過去幾個月裡,建立區塊鏈第二層的可擴展性解決方案成為了加密貨幣社區的熱目討論話題。

然而,當很多項目剛剛才準備在主鏈上推出他們的第二層解決方案,並將其與受歡迎的服務進行整合時,其他項目已經在第三層(L3)上開發他們的產品,以解決區塊鏈網絡的另一個緊迫的問題:互通性 (Interoperability)。

在這篇文章中,我們將向你介紹區塊鏈網絡的分層架構,同時了解第三層解決方案的重點。

多層式區塊鏈 (Multi-Layer Blockchains)

如果你已經在加密貨幣領域呆了一段時間,那麼你可能聽說過區塊鏈的三難問題(也稱為可擴展性三難問題)。

來源

簡單地說,基於分散式賬本技術(DLT)的本質,現有的區塊鏈只能實現以下三個方面中的其中兩個:

– 去中心化

– 安全性

– 可擴展性

分散式賬本技術項目必須犧牲其中一項特性,以便在鞏固其他兩方面的表現,這代表著 :

1.              傳統的區塊鏈,例如比特幣和以太坊具有堅如磐石的安全性和真正的去中心化,依靠網絡參與者操作完整的節點來驗證每一筆交易。然而,這局限了他們可擴展性和輸送量。

2.              高度可擴展的區塊鏈,例如幣安智能鏈 (Binance Chain,BSC)和Solana通過有限的節點達成共識,以實現高度可擴展性和出色的安全性,但這會減少了去中心化的優勢。

3.              一些分散式賬本技術解決方案利用其生態系統,讓多個相互連接的區塊鏈(在第一層)平行運行以操作去中心化(dApps)。雖然這帶來了高度可擴展性和去中心化,但這種設置往往在安全方面有所犠牲和枝捨。

可幸的是,只有當分散式賬本技術的項目希望在第一層(主鏈或L1)實現所有三種特性時,可擴展性的三難問題才會出現。

這亦代表,比特幣必須在其第一層上犠牲一些安全性或去中心化才能實現高可擴展性,當然它亦可以通過實施像閃電網絡那樣的第二層解決方案來增加其輸送量,其原理是將用戶的交易從主鏈上移到其他鏈上,為他們提供近乎即時和廉價的比特幣的交易。

更重要的是,建立在區塊鏈之上的不同層級通常也依賴主鏈來完成最終的交易。因此,雖然它們為分散式賬本技術解決方案的生態系統提供了額外的好處(在第二層方案上增強可擴展性),但第二層和第三層服務仍然提供與第一層交易相同(或非常相似)的安全性和去中心化特性。

因此,區塊鏈的多層結構為可擴展性三難問題提供了一個有效的解決方案,使分散式賬本技術網絡變得可擴展、去中心化和安全,而不需要犧牲這三個關鍵特質中的任何一項。

區塊鏈的互通性問題

現在你學會了關於區塊鏈分層架構的要點,以及第二層方案如何解決可擴展性相關的問題,接下來讓我們來探討為甚麼我們需要建立第三層 (Layer 3) 的解決方案。

區塊鏈的三難問題並非影響加密貨幣市場參與者的唯一基本問題。另一個受到各個用戶關注的問題是互通性,即在獨立的電腦系統之間互相查看、訪問和交換資訊的能力,而第二層方案並未能解決這些問題。

在加密貨幣方面,互通性(或跨鏈功能)代表兩個具有獨立生態系統的區塊鏈(例如像比特幣和以太坊)可以在沒有任何中心化中介的情況下進行溝通和互動。

從本質上來說,我們不可能將比特幣轉移到以太坊,並在多個去中心化金融(DeFi)應用程式中互相使用各自的加密貨幣,反之亦然。雖然像包裹式比特幣(WBTC)這樣的項目在第一層建立了比特幣和以太坊之間的橋樑,用戶可以在智能合約區塊鏈的生態系統中透過dApps使用比特幣,但它們通常需要具有可信的中介機構或某種形式的中心化機構(例如透過中心化的託管公司)。

儘管做出了這樣的努力,dApps還是駐紮在自己獨特的生態系統中,例如以太坊上的借貸協議Aave、幣安智能鏈上的PancakeSwap、自動做市商(AMM),以及Solana上的Serum去中心化交易所(DEX)。如果你不透過中心化的第三方平台,你幾乎不可以因為在另一條鏈上持有資產而進入到這些獨立的生態系統。

傳統區塊鏈的可擴展性問題有望能夠被第二層解決方案解決,但預計這些將進一步使不同的加密貨幣形成一個個獨立的山頭,因而使互通性的問題更趨嚴重。

舉例,雖然AMMs Uniswap和SushiSwap都駐紮在以太坊上,但它們正在努力實施單獨的第二層解決方案(分別為Optimism和Polygon),因此為了將ERC-20代幣從Uniswap的第二層轉移到SushiSwap 的第二層,用戶必須將他的加密貨幣從Optimism轉移到以太坊的主鏈上,然後再轉移到Polygon。

正如你所看到,這樣一個低效的過程會帶來更高的成本和更長的處理時間,而由於一些第二層的可擴展性協議需要一定時間來完成交易,最終有時可能需要花上數天才能完成整個程序。

考慮到這一切,不同的區塊鏈和第二層解決方案之間缺乏互通性導致了高度零散的用戶體驗,大大阻礙了加密貨幣和分散式賬本技術的大規模普及。

因此,各方對於第三層解決方案的需求史無前例地大幅增加。

第三層(L3)解決方案:實現區塊鏈互通性的關鍵

第三層解決方案旨在為不同的區塊鏈提供它們需要的跨鏈功能,以實現真正的互通性。

需要強調的是,第三層項目尋求以去中心化的方式完成這一目標,當中沒有任何中心化的託管人、中介機構或其他協力廠商,因此他們必須採取獨特的方法來實現他們的目標。

多個項目都專注於在第三層上提供區塊鏈生態系統之間的互通性,而它們的共同點是大家也在尋求創建類似於互聯網分層結構的平台。

來源

從上圖說明了開放式系統互聯模型(OSI)。互聯網的第一層由同軸電纜和光纜等物理設備組成,為使用者連接到網路提供主要的骨幹。

對於分散式賬本技術而言,這承載了分散式賬本的主鏈,也是網絡參與者之間產生共識的地方。一般來說,第一層為用戶提供安全、透明、可追蹤、去中心化和區塊鏈技術的其他好處,包括點對點(P2P)加密貨幣交易等基本功能。

簡單地說,互聯網的連結層和區塊鏈網絡的可擴展性層的目標都是為直接相連接的各方實現高效的(資料或金融)交易(例如通過網絡的WiFi和Optimism的第二層服務)。

像第一層的區塊鏈一樣,第二層解決方案具有各種特質而使它們彼此不同。同時,第二層上的服務通常與特定的(或多個但非常相似的)區塊鏈聯結在一起(例如Optimism主要為以太坊開發,而閃電網絡則專門為比特幣而創建)。

由於第二層和第一層解決方案之間有密切的聯繫,因此有必要在一個單獨的(第三)層實現互通性協議,而這就是第三層服務。

第二層和第一層解決方案有許多不同之處,例如它們使用各種不同的技術、特徵和功能來為其生態系統內的使用者提供服務,但第三層互通性協議盡力使底層發生的所有程序盡可能簡化。

如果撇除這些差異,不同的網絡和生態系統可以通過第三層協議進行連接、通信和互動。

在互聯網的情況下,互聯網協議(IP)負責實現這一目標。雖然下面各層的不同設備、應用程式和服務皆使用了不同的網絡技術,但IP可以通過在各種網絡中的路由資料來建立它們之間的通訊。

第三層的互通性協議是為了在區塊鏈世界中進行類似的工作。然而,除了資料之外,第三層解決方案還尋求將具價值的事物打包,並在分散式賬簿網絡中傳輸這些具價值的資料包。

因此,他們可以有效地連接第一層和第二層鏈以及當中的應用程式和服務,而不需要信任任何第三方機構或中介。

有趣的是,多個第三層項目正在開發其互通性協議以連接不同的區塊鏈和第二層服務,各個不同的協議如下:

賬簿互通協議(Interledger ProtocolILP):賬簿互通協議最初為Ripple項目推出,是一個第三層的解決方案,將網絡上的互聯互通標準落實到區塊鏈世界中。與互聯網協定議(IP)的目的相同,ILP將價值打包並在多個第一層和第二層的鏈上建立價值轉移。

IBC協議:IBC協議與 “星際之門” (Stargate upgrade) 的升級一起引入,作為一個可靠和安全的模組,駐留在Cosmos Stack的第三層,提供連接區塊鏈之間的互連性。IBC被稱為 “區塊鏈的TCP/IP”,它處理資料運輸、認證和眾多鏈上的訂單,例如Cosmos Hub、IRISnet、Akash和Crypto.com的分散賬簿技術網絡。

Quant: Quant主要專注於企業區塊鏈網絡,通過其Overledger DLT渠道服務和獨特的解決方案,例如多重分散式賬簿智能合約和多賬本代幣連接公共和私有區塊鏈,其合作夥伴包括Hyperledger、Nvidia和Oracle等企業。

ICON:以與三星和首爾政府等合作為特色,ICON是一個互通性協議,將所有區塊鏈的資料聚合到同一個層級,在一個統一的互連網絡下連接眾多區塊鏈。

創造價值的互聯網之路

第三層協議擁有巨大的潛力,預計將能大幅度改變區塊鏈在加密貨幣行業的工作方式。

當第三層協議在各種區塊鏈網絡和第二層可擴展性解決方案中實施時,它將消除加密貨幣行業的碎片化問題,並以類似於今天互聯網工作方式的統一所有不同的加密產品和服務。

真正的互通性不僅會導致區塊鏈技術和加密貨幣的採用率得到提升,而且也會使加密貨幣行業超越傳統金融行業。

第三層協議很可能將引領我們進入期待已久的價值互聯網(Internet of Value,IoV)。這個概念設想了一個互聯網世界,其價值可以像網路絡上的資料一樣容易、低成本以及可靠地相互傳輸。

除了貨幣之外,IoV將允許用戶交換任何有價值的資產,例如股票、債券、商品、音樂、智識產權、藝術和科學突破等。

雖然價值互聯網的建立及發展還需要花上好幾年時間,但我們非常期待看到第三層協議能利用跨鏈功能為原本孤立的區塊鏈網絡互相連結,將行業推向新的標準。

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