Por muito tempo, o BTC tem sido cobiçado por sua alta segurança. No entanto, à medida que o número de usuários de criptomoedas cresce, a rede BTC Turing-incompleta não pode mais atender às demandas dos usuários por baixas taxas, conveniência, imediatez, proteção de privacidade e diversificação de ativos no sistema de criptomoedas. Embora o BTC tenha atualmente a maior capitalização de mercado de criptomoedas, o ecossistema derivado do BTC não é muito competitivo no mercado.
BTC passou por várias atualizações, incluindo:
A recente emergência do padrão de token BRC-20 enriqueceu ainda mais o ecossistema Bitcoin, trazendo a Camada 2 do BTC de volta à vista pública. A Camada 2 não é uma modificação direta ao plano de expansão da cadeia original. Na história das atualizações, melhorar diretamente o protocolo subjacente do BTC é complexo, enfrenta forte resistência da comunidade e aumenta o risco para o sistema BTC, levando até a várias bifurcações e divisões na comunidade (como BSV, BCH).
Portanto, fazer mudanças repentinas e substanciais no Bitcoin pode prejudicar as regras principais do protocolo. Embora as atualizações do Bitcoin certamente continuem, quaisquer soluções transformadoras não acontecerão da noite para o dia. Atualmente, uma vez que o Ethereum implementou com sucesso uma solução de escalonamento da Camada 2, a rede do Bitcoin também pode considerar adotar uma arquitetura semelhante para ajudar a melhorar o desempenho da rede e acomodar bilhões de usuários.
O conceito de Camada 2 deriva do design de escalabilidade do Ethereum, onde as transações são agrupadas de maneira Rollup, e a segurança da rede depende do consenso da rede Ethereum (L1). A Camada 2 pode focar na melhoria de desempenho e otimização de taxas, proporcionando aos usuários uma experiência eficiente, enquanto os dados principais são prontamente transmitidos para o Ethereum e armazenados em blocos. Em caso de ataques de rede ou má conduta de nós, os dados do Ethereum podem ser utilizados para rollback, garantindo a segurança da rede.
Camada 2 existe em relação à Camada 1. Inicialmente, escalabilidade envolvia a Camada 1, como ajustar o tamanho do bloco do Bitcoin, introduzir o SegWit e implementar os mecanismos de PoS e shard do Ethereum 2.0.
No entanto, a Camada 1 não pode melhorar simultaneamente o desempenho, a segurança e a descentralização devido ao “trilema blockchain.” A Camada 2, uma solução de compromisso, baseia-se na segurança da Camada 1 subjacente, enquanto sua rede maximiza a eficiência e reduz as taxas de GAS para acomodar uma base de usuários maior e atender às diversas demandas funcionais dos usuários de criptomoedas em crescimento.
A Camada 2 não altera o próprio protocolo blockchain. Ela não interfere em nenhuma característica de descentralização ou segurança da Camada 1. Através da interação de contratos inteligentes on-chain e dados off-chain, ela oferece novas funcionalidades e desempenho, tornando-se uma abordagem de dimensionamento adequada para a rede BTC.
Isso permite que o Bitcoin (e outros ativos) sejam transferidos sem usar diretamente o blockchain. Embora cada camada do Bitcoin tenha seu mecanismo de consenso único para conectar os Bitcoins, o objetivo é o mesmo: mover as transações para fora da cadeia, tornando-as mais rápidas, mais baratas, mais programáveis e escaláveis.
Pressupondo que o Bitcoin sirva como a camada final de liquidação para transações, as atualizações e desenvolvimentos baseados na Camada 2 não afetarão a segurança do BTC. Ao mesmo tempo, a Camada 2 oferece múltiplas vantagens: velocidades de transação mais rápidas, taxas mais baixas e melhor adequação para os usuários de Bitcoin que necessitam de confirmações mais rápidas. Também adiciona funcionalidades de contratos inteligentes, permitindo o desenvolvimento de aplicativos descentralizados com um ambiente de execução completo. Isso expande significativamente os casos de uso do Bitcoin, incluindo finanças descentralizadas (DeFi), tokens não fungíveis (NFTs) e organizações autônomas descentralizadas (DAOs).
Portanto, o BTC Camada 2 pode ser uma solução de dimensionamento mais adequada. Envolve a construção de uma nova camada em cima do BTC sem alterar o BTC em si, atendendo à demanda dos usuários por escalabilidade. Este artigo apresenta principalmente os protocolos BTC Camada 2 mainstream atuais e fornece uma perspectiva futura.
Atualmente, existem muitas soluções de Camada 2 baseadas na rede BTC, cada uma com sua arquitetura técnica e design devido às limitações inerentes do BTC, ao contrário da Camada 2 do Ethereum, que emprega diretamente Rollup para implantação. Estas incluem sidechains, canais de estado, etc.
Fonte da imagem:@Janenico"">https://medium.com/@Janenico
De um ponto de vista técnico, diferentes formas de implementação de arquitetura têm características diferentes:
Rollup: Atualmente a solução de dimensionamento da Camada 2 principal para o Ethereum, ela essencialmente transfere o processo de computação das transações da cadeia principal para a 'cadeia Rollup'. Após as transações serem executadas na cadeia Rollup, os dados são agregados e resumidos, transmitidos para a cadeia principal para verificação e armazenados para obter a segurança de consenso fornecida pela cadeia principal.
Canais de Estado: Um exemplo típico é a Lightning Network, que cria um "canal verde" fora da rede Bitcoin para processar um grande número de transações de alta frequência e pequeno valor fora da cadeia. Os dados finais de liquidação são então registrados na cadeia. Questões como confirmação de transações fora da cadeia e canais de pagamento são resolvidas usando tecnologias como RSMC e HTLC. Ao contrário do Rollup e outras soluções, os canais de estado não possuem uma cadeia independente, mas apenas um único canal.
Sidechains: Uma cadeia separada criada com base na rede Bitcoin. Mais contratos inteligentes ou outras computações são executadas nesta cadeia. A interação entre a sidechain e o Bitcoin envolve principalmente a sidechain verificando informações na cadeia principal do Bitcoin e realizando execuções subsequentes. As sidechains são geralmente gerenciadas na forma de sidechains de consórcio com um grau maior de centralização.
Verificação do Cliente: Semelhante aos canais de estado, mas a verificação do cliente não requer que todas as transições de estado sejam verificadas por todos os nós/mineradores na cadeia principal por meio de cálculos repetidos. Apenas requer que a cadeia principal garanta a segurança dos compromissos. Os principais projetos incluem RGB, Taro, etc.
Alguns projetos conceituais conhecidos de camada 2 da BTC incluem Liquid Network, Lightning Network, Rootstock e Stacks.
Desenvolvida pela equipe da Blockstream, a Liquid Network é uma sidechain do Bitcoin voltada para facilitar a liquidação rápida de transações de Bitcoin. A rede possui um mecanismo de consenso semelhante ao do Bitcoin, mas é mais centralizada em sua estrutura de governança.
Em termos de equipe, a Blockstream é uma empresa que tem como objetivo aprimorar a funcionalidade do protocolo Bitcoin liderando o desenvolvimento de mecanismos de expansão de sidechain. Sua equipe inclui os desenvolvedores principais do Bitcoin, Gregory Maxwell e Jonathan Wilkins, entre outros. Em novembro de 2014, a empresa levantou $21 milhões em financiamento inicial com investidores líderes como o co-fundador do LinkedIn e membro do conselho do Airbnb, Reid Hoffman, e a empresa de capital de risco Khosla Ventures.
As características da Rede Liquid incluem:
Resolução Rápida: Com um tempo de bloco de apenas 60 segundos, comparado com os 10 minutos do Bitcoin, as transações na Rede Liquid são confirmadas e liquidadas muito mais rapidamente.
Taxas de Transação Baixas: As taxas médias são cerca de um décimo daquelas do Bitcoin, tornando os pagamentos pequenos e as transações diárias mais econômicas.
Estrutura Centralizada: Ao contrário da estrutura descentralizada do Bitcoin, a Liquid Network é mais centralizada para melhorar o desempenho, permitindo confirmações de transações mais rápidas e maior throughput.
O principal objetivo da Liquid Network é fornecer uma solução mais adequada para as necessidades de negociação rápida e de alta frequência do Bitcoin. Pode ser amplamente utilizado em bolsas de criptomoedas, serviços de pagamento e outras aplicações financeiras, tornando essas transações mais eficientes e convenientes.
Fonte da imagem: https://docs.liquid.net/docs/technical-overview
A Liquid é atualmente operada por um consórcio global de membros. A rede Liquid possui mais de 35 membros, incluindo exchanges, empresas de negociação e instituições financeiras, que coletivamente gerenciam a rede e orientam seu desenvolvimento.
Desde o seu lançamento no final de 2018, a Rede Liquid tem experimentado um crescimento significativo. A capacidade da rede é uma métrica-chave para medir a sua adoção. Durante o período de 2022 a 2023, a capacidade da rede tem permanecido consistentemente em torno de 3.500 BTC, indicando que cada vez mais usuários e entidades estão optando por bloquear seus Bitcoins na Rede Liquid.
A Lightning Network foi introduzida pela primeira vez em fevereiro de 2015 em um whitepaper intitulado A Rede Lightning do Bitcoin: Pagamentos Instantâneos Off-Chain Escaláveispor Thaddeus Dryja e Joseph Poon.
Em 2016, Dryja e Poon fundaram a Lightning Labs para desenvolver a tecnologia. Em 2018, a Lightning Labs lançou uma versão de teste do LN na mainnet do Bitcoin, melhorando a eficiência das transações do Bitcoin ao confirmar os resultados finais on-chain, permitindo que os usuários concluam pagamentos mais rapidamente e a um custo mais baixo.
A Rede Lightning continuou a se desenvolver e iterar desde a sua criação. Após El Salvador adotar o Bitcoin como moeda legal em 2021, o número e o valor dos pagamentos na Rede Lightning aumentaram rapidamente. Em 8 de outubro de 2023, há um total de 16.000 nós e quase 77.000 canais de pagamento na Rede Lightning. Os fundos dos canais equivalem a aproximadamente 5.356 bitcoins (o equivalente a cerca de $124 milhões).
O princípio básico da Rede Lightning é construir um canal de transação peer-to-peer entre usuários. Ela abre uma rede de canais de pagamento por meio de contratos inteligentes, que é essencialmente um registro entre as duas partes, armazenando seus registros de transações.
Ambas as partes na transação depositam primeiro uma certa quantidade de Bitcoin na Lightning Network. O papel da Lightning Network é completar os registros da transação e transmitir o resultado final da transação para a rede BTC. Em outras palavras, a transação é concluída fora da cadeia, enquanto o resultado da transação é salvo na cadeia, e a Lightning Network é responsável por atualizar os saldos das contas de ambas as partes.
Claro, a Lightning Network não é simplesmente uma conexão entre duas partes comerciais, mas sim uma rede de pagamento que pode acomodar vários usuários e vários canais, todos interconectados. Para a Lightning Network, além da velocidade de transação e das taxas, é crucial garantir que não haja comportamento fraudulento entre os traders. Para evitar que os traders tentem roubar Bitcoin através de reivindicações de liquidação falsas, a Lightning Network possui um protocolo de penalidade. Se Alice enviar informações incorretas e Bob provar que as informações são falsas, então todos os fundos no canal serão transferidos para Bob.
A tecnologia-chave por trás disso é o Contrato de Tempo e Bloqueio de Hashes (HTLC), que permite que transações sejam enviadas por meio de caminhos de canal de pagamento, eliminando a possibilidade de interceptação e retenção de pagamentos. Em termos simples, durante o acerto final, os HTLCs exigem que o destinatário confirme que recebeu o pagamento. Se o destinatário não confirmar o recebimento dentro de um determinado período de tempo, o pagamento será devolvido ao remetente.
Os casos de uso do LN incluem recompensas em plataformas sociais, remessas transfronteiriças, pagamentos de comerciantes e transações de transferência. Em 2022, o setor de LN viu financiamento significativo, incluindo investimentos de grandes instituições como a16z e Paradigm.
Atualmente, a Lightning Labs define Provedores de Serviços Lightning (LSPs) como “entidades que fornecem serviços de liquidez na Lightning Network em nome de terceiros.” Os LSPs são categorizados em três tipos: provedores de liquidez, provedores de infraestrutura e provedores conjuntos de liquidez e infraestrutura.
Os projetos de LSP representativos atuais são os seguintes:
Voltagem: Fornece serviços de rede relâmpago para empresas sem a necessidade de engenheiros relâmpago para implantar a rede relâmpago.
Lightspark: Provedor de soluções de pagamento da rede Lightning, permitindo protocolos de pagamento abertos para a internet através da rede lightning.
LightningLoop: Um serviço não custodial fornecido pela Lightning Labs que permite a fácil movimentação do Bitcoin dentro e fora da rede lightning.
Boltz: Concentra-se na privacidade e na troca de Bitcoin sem conta, sendo um provedor de serviço da rede relâmpago, dedicado à integração da rede relâmpago e ao desenvolvimento de Lapp.
AMBOSS: Plataforma de análise de dados da rede Lightning, fornecendo dados, insights e ferramentas de coordenação.
Servidor BTCPay: Processador de pagamento de criptomoedas de código aberto auto-hospedado.
Em 6 de julho deste ano, a Lightning Labs introduziu uma nova ferramenta para desenvolvedores que permite à comunidade de desenvolvedores de rede de raio e inteligência artificial construir ferramentas inclusivas, plug-and-play e econômicas LLM (Large Language Model). Essas ferramentas facilitam uma melhor integração do ecossistema do Bitcoin com a inteligência artificial, expandindo as perspectivas de aplicações de potência de computação da rede Bitcoin.
Fundada em 2016, Rootstock é uma plataforma de contratos inteligentes protegida pela rede Bitcoin. Opera uma sidechain com ligação bidirecional, permitindo que os mineiros de Bitcoin ganhem recompensas através da mineração combinada e suportando contratos inteligentes com melhor desempenho.
A equipe da RSK tem uma ampla experiência em blockchain e desenvolvimento de software. Seu Cientista-chefe, Sergio, fundou anteriormente a Coinspect, uma empresa focada em segurança de computação criptográfica, e a CoinFabrik, uma fábrica de desenvolvimento de software de criptomoedas. Em seguida, Diego, que tem uma rica experiência no desenvolvimento de produtos fintech, fundou uma empresa de empréstimos financeiros chamada Koibanx. A RSK levantou com sucesso duas rodadas de financiamento, totalizando $4.5 milhões, de investidores como a Bitmain.
A RSK Network apresenta uma máquina virtual RVM que permite aos desenvolvedores construir contratos inteligentes usando a linguagem Ethereum, incluindo compatibilidade com o kit de ferramentas do ecossistema Ethereum. Além disso, a RSK Network usa RBTC como a moeda para processar transações e taxas de contrato, que é emitida na proporção 1:1 com BTC da mainnet através de uma ponte inter-cadeia e pode ser convertida de volta para Bitcoin a qualquer momento. O custo incorrido pelos desenvolvedores ao implantar contratos inteligentes na RSK Network é liquidado usando o token RBTC. RBTC é principalmente usado para pagar as taxas de execução de contratos inteligentes, semelhante ao ETH sendo usado para pagar as taxas de gás do Ethereum. O RBTC consumido pela rede é distribuído como recompensas para os mineradores que fornecem poder computacional para executar contratos inteligentes.
Comparado a outras soluções de camada do Bitcoin, a característica distintiva da Rede RSK é a mineração mesclada. A RSK utiliza o mesmo algoritmo de consenso Proof-of-Work (PoW) que o Bitcoin, mas permite que os mineradores gerem blocos mais rapidamente do que na camada base do Bitcoin. Esses blocos da RSK são minerados através de um processo chamado de mineração mesclada. Como ambas as blockchains usam o mesmo consenso, os mineradores podem minerar simultaneamente blocos do Bitcoin e da RSK, alocando poder de mineração igual para ambos o Bitcoin e a RSK. Isso permite um aumento significativo na lucratividade para os mineradores por meio da mineração mesclada sem exigir recursos adicionais.
Fonte da imagem: https://dev.rootstock.io/rsk/arquitetura/
A arquitetura de rede da RSK, como mostrado no diagrama acima. No seu núcleo, a RSK permite a validação de transações, geração de blocos e enviá-los para o Bitcoin através da mineração mesclada. Esse processo de mineração permite que os contratos inteligentes da RSK se beneficiem da segurança da blockchain do Bitcoin.
Baseando-se na proteção do consenso do Bitcoin, a RSK desenvolveu sua própria camada de contratos inteligentes. Abaixo desta camada, a rede é compatível com EVM, permitindo que os desenvolvedores implantem rapidamente aplicativos e atendam às diversas necessidades de transação dos usuários. A RSK pode criar um novo bloco aproximadamente a cada 33 segundos e processar cerca de 10-20 transações por segundo, tornando-a mais eficiente do que as aproximadamente 5 transações por segundo do Bitcoin.
Atualmente, a RSK alcançou um certo nível de desenvolvimento do ecossistema com 47 protocolos na rede e cerca de 70.000 transações mensais na rede. O desenvolvimento do ecossistema é considerado acima da média no espaço da Camada 2 do BTC.
Stacks é uma rede de contratos inteligentes com uma linguagem de desenvolvimento nativa, e sua segurança de rede também é protegida pelo Bitcoin. A versão inicial do Stacks foi lançada no início de 2021, introduzindo o acordo de transações do Bitcoin, usando a linguagem Clarity para design de contratos inteligentes e suportando trocas atômicas de ativos com BTC.
O Stacks se integra à cadeia principal do Bitcoin, enviando transações âncora na cadeia principal do Bitcoin. Essas transações âncora contêm um resumo das informações de cabeçalho de bloco da cadeia Stacks e alguns dados adicionais, e são transmitidas para a rede Bitcoin para garantir sua imutabilidade. Além disso, o Stacks tem seu próprio algoritmo de consenso chamado Proof of Transfer (PoX): no Stacks, mineradores e validadores de transações têm duas funções separadas, onde validadores de transações apostam tokens STX (mineração BTC) e mineradores apostam BTC na cadeia principal Bitcoin (mineração STX). Portanto, embora o Stacks dependa da segurança da rede Bitcoin, é essencialmente uma sidechain com sua própria rede de validação de consenso independente.
Em termos de design de rede, Stacks tem a camada base de liquidação do Bitcoin na parte inferior, adiciona a camada de contratos inteligentes e programabilidade (Stacks) sobre ela e então alcança escalabilidade e velocidade na camada superior (sub-redes Hiro).
Fonte da imagem: https://docs.stacks.co/docs/intro
A camada central de Stacks interage com a camada Bitcoin com base no mecanismo de Prova de Transferência (PoX). PoX é um mecanismo baseado em stake semelhante ao Proof-of-Stake (PoS), onde os mineradores participam das eleições de líderes enviando transações na blockchain do Bitcoin. Uma função randomizável verificável (VRF) é usada para selecionar aleatoriamente o líder de cada rodada. O líder eleito então escreve novos blocos na cadeia Stacks.
Processo Específico:
Os detentores de STX podem participar do consenso e ganhar recompensas de BTC ao participar de um processo chamado "Stacking". Nesse processo, os usuários bloqueiam seus STX por um ciclo de recompensa (aproximadamente duas semanas), executam ou dão suporte a um nó completo e enviam informações úteis na rede por meio de transações STX. Os detentores de STX que participam ativamente do Stacking receberão recompensas em Bitcoin para esse ciclo.
Atualmente, a rede Stacks tem aproximadamente 20 milhões de TVL e mais de 50 protocolos de ecossistema. Embora ainda seja relativamente pequena em comparação com a Camada 2 da Ethereum em termos de escala, Stacks é atualmente uma plataforma líder no campo da Camada 2 dentro do ecossistema BTC.
Fonte da imagem: https://defillama.com/chain/Stacks
A rede Stacks abriu as portas para os desenvolvedores construírem várias aplicações descentralizadas e implantarem ambientes DApp na rede blockchain mais segura atualmente disponível. Isso permite que os desenvolvedores projetem aplicativos com confiança, capazes de lidar de forma segura com dados sensíveis e ativos valiosos.
À medida que o volume de transações na rede Bitcoin continua a crescer, uma importante direção de desenvolvimento é como permitir que o Bitcoin processe mais transações e tenha um ecossistema mais amplo. Seja a Lightning Network, sidechains ou o protocolo RGB, o desenvolvimento da segunda camada do Bitcoin (Camada 2) está em curso, visando, em última instância, a compatibilidade entre a segurança da rede do Bitcoin e escalabilidade.
A escala atual do ecossistema do Bitcoin ainda está muito atrás do Ethereum. Primeiro, há menos projetos conhecidos em comparação com o Ethereum e, em segundo lugar, a base de usuários também é menor do que a do Ethereum. No entanto, como a rede blockchain com o maior valor de mercado, o potencial de crescimento em seu ecossistema derivado é significativo.
O desafio atual no desenvolvimento do Bitcoin Camada 2 reside nas limitações de três tipos de características de rede: redes abertas e redes de consórcio; emissão de tokens ou não; compatibilidade com a Máquina Virtual Ethereum (EVM) ou uso de linguagens de desenvolvimento nativas.
Os desenvolvedores só podem escolher dois dos três atributos ideais: (a) rede aberta, (b) sem novos tokens e (c) máquina virtual completa/global. As escolhas são: (a) ou uma rede aberta (ideal) ou um consórcio, (b) ou não introduzir tokens (ideal) ou introduzir tokens e (c) ou ter uma máquina virtual completa/global ou contratos off-chain limitados.
Liquid opera como uma cadeia de consórcio e não pode emitir tokens. Lightning optou por ser uma rede aberta, mas carece de um estado global ou máquina virtual completa. Stacks e RSK têm redes abertas e emitiram seus próprios tokens de rede, STX e RSK, respectivamente. Ambos visam expandir as funcionalidades e cenários de aplicação do Bitcoin, diferindo na implementação de compatibilidade de rede e design de segurança de rede.
A construção da rede Stacks está mais intimamente ligada ao Bitcoin, enquanto a RSK tem compatibilidade com a EVM, o que facilita a entrada de desenvolvedores no ecossistema RSK. O token STX está ligado ao desenvolvimento da rede, capturando mais valor do ecossistema. Em termos de governança, Stacks permite que qualquer membro da comunidade participe, enquanto o modelo de governança da RSK é representado por um comitê de governança composto por 5 assentos.
Do ponto de vista do valor do projeto, não há muitas opções para investidores em projetos de Camada 2 de BTC. Stacks se desenvolveu bem, com um valor de mercado atual de cerca de $1 bilhão. No entanto, em comparação com seu TVL de apenas $20 milhões, é necessário um maior aprimoramento nos dados do ecossistema. RSK, com um valor de mercado de cerca de $100 milhões, ainda tem bom potencial de crescimento, mas sua rede tem apenas cerca de 70.000 transações ativas por mês.
Em geral, em comparação com a maturidade da Camada 2 do Ethereum, a Camada 2 do BTC ainda tem uma diferença significativa. No entanto, à medida que a infraestrutura do ecossistema do Bitcoin continua a melhorar, espera-se atrair mais projetos e atenção de investidores.
Recentemente, projetos baseados na Lightning Network, como OmniBOLT e o protocolo RGB, têm feito esforços contínuos. Mercados para NFTs de inscrição, como Ordinals e o Protocolo de Ativos Nostr Atomiclas, também valem a atenção. No futuro, espera-se que o ecossistema do Bitcoin acelere o desenvolvimento em pagamentos, DeFi, NFT e outras áreas, cobrindo mais trilhas e usuários.
Para obter tokens STX/RIF, tente comprá-los por meio de exchanges centralizadas de criptomoedas. Por exemplo, você pode comprá-los em bolsas respeitáveis comoGate.ioque suportam a negociação STX/RIF. Primeiro, crie uma conta. Em seguida, verifique sua conta e deposite os tokens alvo. Após criar sua conta, siga as instruções para concluir a compra e adquirir STX/RIF. Lembre-se de pesquisar e comparar os preços em diferentes exchanges antes de comprar e garantir que os tokens adquiridos sejam armazenados em uma carteira segura e confiável.
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Por muito tempo, o BTC tem sido cobiçado por sua alta segurança. No entanto, à medida que o número de usuários de criptomoedas cresce, a rede BTC Turing-incompleta não pode mais atender às demandas dos usuários por baixas taxas, conveniência, imediatez, proteção de privacidade e diversificação de ativos no sistema de criptomoedas. Embora o BTC tenha atualmente a maior capitalização de mercado de criptomoedas, o ecossistema derivado do BTC não é muito competitivo no mercado.
BTC passou por várias atualizações, incluindo:
A recente emergência do padrão de token BRC-20 enriqueceu ainda mais o ecossistema Bitcoin, trazendo a Camada 2 do BTC de volta à vista pública. A Camada 2 não é uma modificação direta ao plano de expansão da cadeia original. Na história das atualizações, melhorar diretamente o protocolo subjacente do BTC é complexo, enfrenta forte resistência da comunidade e aumenta o risco para o sistema BTC, levando até a várias bifurcações e divisões na comunidade (como BSV, BCH).
Portanto, fazer mudanças repentinas e substanciais no Bitcoin pode prejudicar as regras principais do protocolo. Embora as atualizações do Bitcoin certamente continuem, quaisquer soluções transformadoras não acontecerão da noite para o dia. Atualmente, uma vez que o Ethereum implementou com sucesso uma solução de escalonamento da Camada 2, a rede do Bitcoin também pode considerar adotar uma arquitetura semelhante para ajudar a melhorar o desempenho da rede e acomodar bilhões de usuários.
O conceito de Camada 2 deriva do design de escalabilidade do Ethereum, onde as transações são agrupadas de maneira Rollup, e a segurança da rede depende do consenso da rede Ethereum (L1). A Camada 2 pode focar na melhoria de desempenho e otimização de taxas, proporcionando aos usuários uma experiência eficiente, enquanto os dados principais são prontamente transmitidos para o Ethereum e armazenados em blocos. Em caso de ataques de rede ou má conduta de nós, os dados do Ethereum podem ser utilizados para rollback, garantindo a segurança da rede.
Camada 2 existe em relação à Camada 1. Inicialmente, escalabilidade envolvia a Camada 1, como ajustar o tamanho do bloco do Bitcoin, introduzir o SegWit e implementar os mecanismos de PoS e shard do Ethereum 2.0.
No entanto, a Camada 1 não pode melhorar simultaneamente o desempenho, a segurança e a descentralização devido ao “trilema blockchain.” A Camada 2, uma solução de compromisso, baseia-se na segurança da Camada 1 subjacente, enquanto sua rede maximiza a eficiência e reduz as taxas de GAS para acomodar uma base de usuários maior e atender às diversas demandas funcionais dos usuários de criptomoedas em crescimento.
A Camada 2 não altera o próprio protocolo blockchain. Ela não interfere em nenhuma característica de descentralização ou segurança da Camada 1. Através da interação de contratos inteligentes on-chain e dados off-chain, ela oferece novas funcionalidades e desempenho, tornando-se uma abordagem de dimensionamento adequada para a rede BTC.
Isso permite que o Bitcoin (e outros ativos) sejam transferidos sem usar diretamente o blockchain. Embora cada camada do Bitcoin tenha seu mecanismo de consenso único para conectar os Bitcoins, o objetivo é o mesmo: mover as transações para fora da cadeia, tornando-as mais rápidas, mais baratas, mais programáveis e escaláveis.
Pressupondo que o Bitcoin sirva como a camada final de liquidação para transações, as atualizações e desenvolvimentos baseados na Camada 2 não afetarão a segurança do BTC. Ao mesmo tempo, a Camada 2 oferece múltiplas vantagens: velocidades de transação mais rápidas, taxas mais baixas e melhor adequação para os usuários de Bitcoin que necessitam de confirmações mais rápidas. Também adiciona funcionalidades de contratos inteligentes, permitindo o desenvolvimento de aplicativos descentralizados com um ambiente de execução completo. Isso expande significativamente os casos de uso do Bitcoin, incluindo finanças descentralizadas (DeFi), tokens não fungíveis (NFTs) e organizações autônomas descentralizadas (DAOs).
Portanto, o BTC Camada 2 pode ser uma solução de dimensionamento mais adequada. Envolve a construção de uma nova camada em cima do BTC sem alterar o BTC em si, atendendo à demanda dos usuários por escalabilidade. Este artigo apresenta principalmente os protocolos BTC Camada 2 mainstream atuais e fornece uma perspectiva futura.
Atualmente, existem muitas soluções de Camada 2 baseadas na rede BTC, cada uma com sua arquitetura técnica e design devido às limitações inerentes do BTC, ao contrário da Camada 2 do Ethereum, que emprega diretamente Rollup para implantação. Estas incluem sidechains, canais de estado, etc.
Fonte da imagem:@Janenico"">https://medium.com/@Janenico
De um ponto de vista técnico, diferentes formas de implementação de arquitetura têm características diferentes:
Rollup: Atualmente a solução de dimensionamento da Camada 2 principal para o Ethereum, ela essencialmente transfere o processo de computação das transações da cadeia principal para a 'cadeia Rollup'. Após as transações serem executadas na cadeia Rollup, os dados são agregados e resumidos, transmitidos para a cadeia principal para verificação e armazenados para obter a segurança de consenso fornecida pela cadeia principal.
Canais de Estado: Um exemplo típico é a Lightning Network, que cria um "canal verde" fora da rede Bitcoin para processar um grande número de transações de alta frequência e pequeno valor fora da cadeia. Os dados finais de liquidação são então registrados na cadeia. Questões como confirmação de transações fora da cadeia e canais de pagamento são resolvidas usando tecnologias como RSMC e HTLC. Ao contrário do Rollup e outras soluções, os canais de estado não possuem uma cadeia independente, mas apenas um único canal.
Sidechains: Uma cadeia separada criada com base na rede Bitcoin. Mais contratos inteligentes ou outras computações são executadas nesta cadeia. A interação entre a sidechain e o Bitcoin envolve principalmente a sidechain verificando informações na cadeia principal do Bitcoin e realizando execuções subsequentes. As sidechains são geralmente gerenciadas na forma de sidechains de consórcio com um grau maior de centralização.
Verificação do Cliente: Semelhante aos canais de estado, mas a verificação do cliente não requer que todas as transições de estado sejam verificadas por todos os nós/mineradores na cadeia principal por meio de cálculos repetidos. Apenas requer que a cadeia principal garanta a segurança dos compromissos. Os principais projetos incluem RGB, Taro, etc.
Alguns projetos conceituais conhecidos de camada 2 da BTC incluem Liquid Network, Lightning Network, Rootstock e Stacks.
Desenvolvida pela equipe da Blockstream, a Liquid Network é uma sidechain do Bitcoin voltada para facilitar a liquidação rápida de transações de Bitcoin. A rede possui um mecanismo de consenso semelhante ao do Bitcoin, mas é mais centralizada em sua estrutura de governança.
Em termos de equipe, a Blockstream é uma empresa que tem como objetivo aprimorar a funcionalidade do protocolo Bitcoin liderando o desenvolvimento de mecanismos de expansão de sidechain. Sua equipe inclui os desenvolvedores principais do Bitcoin, Gregory Maxwell e Jonathan Wilkins, entre outros. Em novembro de 2014, a empresa levantou $21 milhões em financiamento inicial com investidores líderes como o co-fundador do LinkedIn e membro do conselho do Airbnb, Reid Hoffman, e a empresa de capital de risco Khosla Ventures.
As características da Rede Liquid incluem:
Resolução Rápida: Com um tempo de bloco de apenas 60 segundos, comparado com os 10 minutos do Bitcoin, as transações na Rede Liquid são confirmadas e liquidadas muito mais rapidamente.
Taxas de Transação Baixas: As taxas médias são cerca de um décimo daquelas do Bitcoin, tornando os pagamentos pequenos e as transações diárias mais econômicas.
Estrutura Centralizada: Ao contrário da estrutura descentralizada do Bitcoin, a Liquid Network é mais centralizada para melhorar o desempenho, permitindo confirmações de transações mais rápidas e maior throughput.
O principal objetivo da Liquid Network é fornecer uma solução mais adequada para as necessidades de negociação rápida e de alta frequência do Bitcoin. Pode ser amplamente utilizado em bolsas de criptomoedas, serviços de pagamento e outras aplicações financeiras, tornando essas transações mais eficientes e convenientes.
Fonte da imagem: https://docs.liquid.net/docs/technical-overview
A Liquid é atualmente operada por um consórcio global de membros. A rede Liquid possui mais de 35 membros, incluindo exchanges, empresas de negociação e instituições financeiras, que coletivamente gerenciam a rede e orientam seu desenvolvimento.
Desde o seu lançamento no final de 2018, a Rede Liquid tem experimentado um crescimento significativo. A capacidade da rede é uma métrica-chave para medir a sua adoção. Durante o período de 2022 a 2023, a capacidade da rede tem permanecido consistentemente em torno de 3.500 BTC, indicando que cada vez mais usuários e entidades estão optando por bloquear seus Bitcoins na Rede Liquid.
A Lightning Network foi introduzida pela primeira vez em fevereiro de 2015 em um whitepaper intitulado A Rede Lightning do Bitcoin: Pagamentos Instantâneos Off-Chain Escaláveispor Thaddeus Dryja e Joseph Poon.
Em 2016, Dryja e Poon fundaram a Lightning Labs para desenvolver a tecnologia. Em 2018, a Lightning Labs lançou uma versão de teste do LN na mainnet do Bitcoin, melhorando a eficiência das transações do Bitcoin ao confirmar os resultados finais on-chain, permitindo que os usuários concluam pagamentos mais rapidamente e a um custo mais baixo.
A Rede Lightning continuou a se desenvolver e iterar desde a sua criação. Após El Salvador adotar o Bitcoin como moeda legal em 2021, o número e o valor dos pagamentos na Rede Lightning aumentaram rapidamente. Em 8 de outubro de 2023, há um total de 16.000 nós e quase 77.000 canais de pagamento na Rede Lightning. Os fundos dos canais equivalem a aproximadamente 5.356 bitcoins (o equivalente a cerca de $124 milhões).
O princípio básico da Rede Lightning é construir um canal de transação peer-to-peer entre usuários. Ela abre uma rede de canais de pagamento por meio de contratos inteligentes, que é essencialmente um registro entre as duas partes, armazenando seus registros de transações.
Ambas as partes na transação depositam primeiro uma certa quantidade de Bitcoin na Lightning Network. O papel da Lightning Network é completar os registros da transação e transmitir o resultado final da transação para a rede BTC. Em outras palavras, a transação é concluída fora da cadeia, enquanto o resultado da transação é salvo na cadeia, e a Lightning Network é responsável por atualizar os saldos das contas de ambas as partes.
Claro, a Lightning Network não é simplesmente uma conexão entre duas partes comerciais, mas sim uma rede de pagamento que pode acomodar vários usuários e vários canais, todos interconectados. Para a Lightning Network, além da velocidade de transação e das taxas, é crucial garantir que não haja comportamento fraudulento entre os traders. Para evitar que os traders tentem roubar Bitcoin através de reivindicações de liquidação falsas, a Lightning Network possui um protocolo de penalidade. Se Alice enviar informações incorretas e Bob provar que as informações são falsas, então todos os fundos no canal serão transferidos para Bob.
A tecnologia-chave por trás disso é o Contrato de Tempo e Bloqueio de Hashes (HTLC), que permite que transações sejam enviadas por meio de caminhos de canal de pagamento, eliminando a possibilidade de interceptação e retenção de pagamentos. Em termos simples, durante o acerto final, os HTLCs exigem que o destinatário confirme que recebeu o pagamento. Se o destinatário não confirmar o recebimento dentro de um determinado período de tempo, o pagamento será devolvido ao remetente.
Os casos de uso do LN incluem recompensas em plataformas sociais, remessas transfronteiriças, pagamentos de comerciantes e transações de transferência. Em 2022, o setor de LN viu financiamento significativo, incluindo investimentos de grandes instituições como a16z e Paradigm.
Atualmente, a Lightning Labs define Provedores de Serviços Lightning (LSPs) como “entidades que fornecem serviços de liquidez na Lightning Network em nome de terceiros.” Os LSPs são categorizados em três tipos: provedores de liquidez, provedores de infraestrutura e provedores conjuntos de liquidez e infraestrutura.
Os projetos de LSP representativos atuais são os seguintes:
Voltagem: Fornece serviços de rede relâmpago para empresas sem a necessidade de engenheiros relâmpago para implantar a rede relâmpago.
Lightspark: Provedor de soluções de pagamento da rede Lightning, permitindo protocolos de pagamento abertos para a internet através da rede lightning.
LightningLoop: Um serviço não custodial fornecido pela Lightning Labs que permite a fácil movimentação do Bitcoin dentro e fora da rede lightning.
Boltz: Concentra-se na privacidade e na troca de Bitcoin sem conta, sendo um provedor de serviço da rede relâmpago, dedicado à integração da rede relâmpago e ao desenvolvimento de Lapp.
AMBOSS: Plataforma de análise de dados da rede Lightning, fornecendo dados, insights e ferramentas de coordenação.
Servidor BTCPay: Processador de pagamento de criptomoedas de código aberto auto-hospedado.
Em 6 de julho deste ano, a Lightning Labs introduziu uma nova ferramenta para desenvolvedores que permite à comunidade de desenvolvedores de rede de raio e inteligência artificial construir ferramentas inclusivas, plug-and-play e econômicas LLM (Large Language Model). Essas ferramentas facilitam uma melhor integração do ecossistema do Bitcoin com a inteligência artificial, expandindo as perspectivas de aplicações de potência de computação da rede Bitcoin.
Fundada em 2016, Rootstock é uma plataforma de contratos inteligentes protegida pela rede Bitcoin. Opera uma sidechain com ligação bidirecional, permitindo que os mineiros de Bitcoin ganhem recompensas através da mineração combinada e suportando contratos inteligentes com melhor desempenho.
A equipe da RSK tem uma ampla experiência em blockchain e desenvolvimento de software. Seu Cientista-chefe, Sergio, fundou anteriormente a Coinspect, uma empresa focada em segurança de computação criptográfica, e a CoinFabrik, uma fábrica de desenvolvimento de software de criptomoedas. Em seguida, Diego, que tem uma rica experiência no desenvolvimento de produtos fintech, fundou uma empresa de empréstimos financeiros chamada Koibanx. A RSK levantou com sucesso duas rodadas de financiamento, totalizando $4.5 milhões, de investidores como a Bitmain.
A RSK Network apresenta uma máquina virtual RVM que permite aos desenvolvedores construir contratos inteligentes usando a linguagem Ethereum, incluindo compatibilidade com o kit de ferramentas do ecossistema Ethereum. Além disso, a RSK Network usa RBTC como a moeda para processar transações e taxas de contrato, que é emitida na proporção 1:1 com BTC da mainnet através de uma ponte inter-cadeia e pode ser convertida de volta para Bitcoin a qualquer momento. O custo incorrido pelos desenvolvedores ao implantar contratos inteligentes na RSK Network é liquidado usando o token RBTC. RBTC é principalmente usado para pagar as taxas de execução de contratos inteligentes, semelhante ao ETH sendo usado para pagar as taxas de gás do Ethereum. O RBTC consumido pela rede é distribuído como recompensas para os mineradores que fornecem poder computacional para executar contratos inteligentes.
Comparado a outras soluções de camada do Bitcoin, a característica distintiva da Rede RSK é a mineração mesclada. A RSK utiliza o mesmo algoritmo de consenso Proof-of-Work (PoW) que o Bitcoin, mas permite que os mineradores gerem blocos mais rapidamente do que na camada base do Bitcoin. Esses blocos da RSK são minerados através de um processo chamado de mineração mesclada. Como ambas as blockchains usam o mesmo consenso, os mineradores podem minerar simultaneamente blocos do Bitcoin e da RSK, alocando poder de mineração igual para ambos o Bitcoin e a RSK. Isso permite um aumento significativo na lucratividade para os mineradores por meio da mineração mesclada sem exigir recursos adicionais.
Fonte da imagem: https://dev.rootstock.io/rsk/arquitetura/
A arquitetura de rede da RSK, como mostrado no diagrama acima. No seu núcleo, a RSK permite a validação de transações, geração de blocos e enviá-los para o Bitcoin através da mineração mesclada. Esse processo de mineração permite que os contratos inteligentes da RSK se beneficiem da segurança da blockchain do Bitcoin.
Baseando-se na proteção do consenso do Bitcoin, a RSK desenvolveu sua própria camada de contratos inteligentes. Abaixo desta camada, a rede é compatível com EVM, permitindo que os desenvolvedores implantem rapidamente aplicativos e atendam às diversas necessidades de transação dos usuários. A RSK pode criar um novo bloco aproximadamente a cada 33 segundos e processar cerca de 10-20 transações por segundo, tornando-a mais eficiente do que as aproximadamente 5 transações por segundo do Bitcoin.
Atualmente, a RSK alcançou um certo nível de desenvolvimento do ecossistema com 47 protocolos na rede e cerca de 70.000 transações mensais na rede. O desenvolvimento do ecossistema é considerado acima da média no espaço da Camada 2 do BTC.
Stacks é uma rede de contratos inteligentes com uma linguagem de desenvolvimento nativa, e sua segurança de rede também é protegida pelo Bitcoin. A versão inicial do Stacks foi lançada no início de 2021, introduzindo o acordo de transações do Bitcoin, usando a linguagem Clarity para design de contratos inteligentes e suportando trocas atômicas de ativos com BTC.
O Stacks se integra à cadeia principal do Bitcoin, enviando transações âncora na cadeia principal do Bitcoin. Essas transações âncora contêm um resumo das informações de cabeçalho de bloco da cadeia Stacks e alguns dados adicionais, e são transmitidas para a rede Bitcoin para garantir sua imutabilidade. Além disso, o Stacks tem seu próprio algoritmo de consenso chamado Proof of Transfer (PoX): no Stacks, mineradores e validadores de transações têm duas funções separadas, onde validadores de transações apostam tokens STX (mineração BTC) e mineradores apostam BTC na cadeia principal Bitcoin (mineração STX). Portanto, embora o Stacks dependa da segurança da rede Bitcoin, é essencialmente uma sidechain com sua própria rede de validação de consenso independente.
Em termos de design de rede, Stacks tem a camada base de liquidação do Bitcoin na parte inferior, adiciona a camada de contratos inteligentes e programabilidade (Stacks) sobre ela e então alcança escalabilidade e velocidade na camada superior (sub-redes Hiro).
Fonte da imagem: https://docs.stacks.co/docs/intro
A camada central de Stacks interage com a camada Bitcoin com base no mecanismo de Prova de Transferência (PoX). PoX é um mecanismo baseado em stake semelhante ao Proof-of-Stake (PoS), onde os mineradores participam das eleições de líderes enviando transações na blockchain do Bitcoin. Uma função randomizável verificável (VRF) é usada para selecionar aleatoriamente o líder de cada rodada. O líder eleito então escreve novos blocos na cadeia Stacks.
Processo Específico:
Os detentores de STX podem participar do consenso e ganhar recompensas de BTC ao participar de um processo chamado "Stacking". Nesse processo, os usuários bloqueiam seus STX por um ciclo de recompensa (aproximadamente duas semanas), executam ou dão suporte a um nó completo e enviam informações úteis na rede por meio de transações STX. Os detentores de STX que participam ativamente do Stacking receberão recompensas em Bitcoin para esse ciclo.
Atualmente, a rede Stacks tem aproximadamente 20 milhões de TVL e mais de 50 protocolos de ecossistema. Embora ainda seja relativamente pequena em comparação com a Camada 2 da Ethereum em termos de escala, Stacks é atualmente uma plataforma líder no campo da Camada 2 dentro do ecossistema BTC.
Fonte da imagem: https://defillama.com/chain/Stacks
A rede Stacks abriu as portas para os desenvolvedores construírem várias aplicações descentralizadas e implantarem ambientes DApp na rede blockchain mais segura atualmente disponível. Isso permite que os desenvolvedores projetem aplicativos com confiança, capazes de lidar de forma segura com dados sensíveis e ativos valiosos.
À medida que o volume de transações na rede Bitcoin continua a crescer, uma importante direção de desenvolvimento é como permitir que o Bitcoin processe mais transações e tenha um ecossistema mais amplo. Seja a Lightning Network, sidechains ou o protocolo RGB, o desenvolvimento da segunda camada do Bitcoin (Camada 2) está em curso, visando, em última instância, a compatibilidade entre a segurança da rede do Bitcoin e escalabilidade.
A escala atual do ecossistema do Bitcoin ainda está muito atrás do Ethereum. Primeiro, há menos projetos conhecidos em comparação com o Ethereum e, em segundo lugar, a base de usuários também é menor do que a do Ethereum. No entanto, como a rede blockchain com o maior valor de mercado, o potencial de crescimento em seu ecossistema derivado é significativo.
O desafio atual no desenvolvimento do Bitcoin Camada 2 reside nas limitações de três tipos de características de rede: redes abertas e redes de consórcio; emissão de tokens ou não; compatibilidade com a Máquina Virtual Ethereum (EVM) ou uso de linguagens de desenvolvimento nativas.
Os desenvolvedores só podem escolher dois dos três atributos ideais: (a) rede aberta, (b) sem novos tokens e (c) máquina virtual completa/global. As escolhas são: (a) ou uma rede aberta (ideal) ou um consórcio, (b) ou não introduzir tokens (ideal) ou introduzir tokens e (c) ou ter uma máquina virtual completa/global ou contratos off-chain limitados.
Liquid opera como uma cadeia de consórcio e não pode emitir tokens. Lightning optou por ser uma rede aberta, mas carece de um estado global ou máquina virtual completa. Stacks e RSK têm redes abertas e emitiram seus próprios tokens de rede, STX e RSK, respectivamente. Ambos visam expandir as funcionalidades e cenários de aplicação do Bitcoin, diferindo na implementação de compatibilidade de rede e design de segurança de rede.
A construção da rede Stacks está mais intimamente ligada ao Bitcoin, enquanto a RSK tem compatibilidade com a EVM, o que facilita a entrada de desenvolvedores no ecossistema RSK. O token STX está ligado ao desenvolvimento da rede, capturando mais valor do ecossistema. Em termos de governança, Stacks permite que qualquer membro da comunidade participe, enquanto o modelo de governança da RSK é representado por um comitê de governança composto por 5 assentos.
Do ponto de vista do valor do projeto, não há muitas opções para investidores em projetos de Camada 2 de BTC. Stacks se desenvolveu bem, com um valor de mercado atual de cerca de $1 bilhão. No entanto, em comparação com seu TVL de apenas $20 milhões, é necessário um maior aprimoramento nos dados do ecossistema. RSK, com um valor de mercado de cerca de $100 milhões, ainda tem bom potencial de crescimento, mas sua rede tem apenas cerca de 70.000 transações ativas por mês.
Em geral, em comparação com a maturidade da Camada 2 do Ethereum, a Camada 2 do BTC ainda tem uma diferença significativa. No entanto, à medida que a infraestrutura do ecossistema do Bitcoin continua a melhorar, espera-se atrair mais projetos e atenção de investidores.
Recentemente, projetos baseados na Lightning Network, como OmniBOLT e o protocolo RGB, têm feito esforços contínuos. Mercados para NFTs de inscrição, como Ordinals e o Protocolo de Ativos Nostr Atomiclas, também valem a atenção. No futuro, espera-se que o ecossistema do Bitcoin acelere o desenvolvimento em pagamentos, DeFi, NFT e outras áreas, cobrindo mais trilhas e usuários.
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