Layer2的概念被人們熟知是因為以太坊生態,但是Layer2的概念卻不是以太坊生態原創,而是來自比特幣。
比特幣0.1版本的程式碼裡保留了一份原始版本的程式碼,是中本聰留下的。 這段程式碼支援用戶在交易被礦工打包確認之前更新交易。 如果一個用戶的餘額增加,另一個用戶的餘額就會相應減少,一旦用戶完成了交易,他們就可以只向主鍊網路傳輸一個交易結果然後關閉他們的支付通道。 基於「支付通道「後來誕生了閃電網絡,閃電網絡是比特幣最早的Layer2,也是加密世界中最早且可行的Layer2。
無論是比特幣Layer2或以太坊Layer2,其誕生的背景都是當Layer1主網無法實現更複雜更高效能的應用場景時,需要把Layer1資產跳脫到Layer2去實現。 以太坊需要Layer2去拓展其效能,比特幣則更需要Layer2。 例如,BTC可以在閃電網路中實現快速且有效率的支付場景,ETH則可以跨到Arbitrum去速度更快、Gas更低且更複雜的智慧合約場景。
因此,無論是比特幣Layer2或以太坊Layer2,本質都是一樣的,都是讓Layer1的主網資產跨到Layer2實現更複雜更高效能的應用場景。 因此,Layer2的本質是一個去中心化的跨鏈方案+一個高效能且無需信任的二層網路。
比特幣Layer2和以太坊Layer2在設計上會有哪些異同?
必須實現Layer1資產無需信任地跨到Layer2
在解決這個問題方面,以太坊的方式是:Layer2官方在以太坊主網首先部署一個託管資產的智能合約,當用戶從以太坊主網把ETH跨到Layer2,用戶的ETH被鎖定在該智能合約並在 Layer2網路1:1產生新的ETH。 當使用者發出跨回主網的指令時,Layer2的ETH銷毀,同時觸發Layer1上的智能合約把ETH解鎖給使用者。 這是以太坊Layer1和Layer2的跨鏈實現方式。 是透過以太坊的智慧合約以及Layer1和Layer2網路通訊實現的,可以實現去信任化。
那麼,比特幣的Layer2該如何實現去信任的BTC跨鏈呢?
在2021年比特幣Taproot升級之前,是無法做到完全去中心化的BTC跨鏈的,但是,由於Taproot升級帶來了Schnorr簽名和MAST合約,讓完全去中心化的比特幣跨鏈成為現實。 從以上內容可以看出,透過使用Taproot帶來的Mast合約+Schnorr簽名的組合,比特幣也可以和以太坊Layer2一樣實現完全去信任的跨鏈,這是實現完全去中心化的BTC Layer2最重要 的第一步。
Layer2網路的帳本一定是安全且無需信任的
以太坊Layer2的帳本由定序器管理,在處理交易時,是按照一定比例,一般是10:1的比例,把Layer2的帳本roullp後打包上傳到以太坊主網,然後由以太坊節點驗證, 但是,以太坊Layer2的定序器(就是Layer2網路的運作節點,一般都只有官方1個節點)是完全中心化的,均是由Layer2官方來運作與掌握。
如此中心化的設計如何取得使用者信任呢? 主要是透過把Layer2的帳本roullp打包到以太坊主網讓礦工節點驗證,如果用戶不信任該帳本,可以透過發起鏈下檢舉來驗證帳本,因此,Op-Roullp又被稱為樂觀證明,就是其信任 假設是樂觀地認為官方不作惡,如果作惡,可以用檢舉來證明。 這些組合設計,基本上可以保障Layer2帳本是可信的。
那麼,比特幣Layer2如何實現帳本可信呢?
我們仍以BEVM為例,前面我們提到,BEVM是透過Mast合約+Schnorr簽名的組合來實現比特幣去中心化跨鏈,而為了實現Layer2和Layer1的即時通訊,BEVM的網路是完全運作的比特 幣輕節點,因此BEVM是由1000個比特幣輕節點組成的可信任網路。
為了保障Layer2帳本絕對安全,確保網路節點不作惡,BEVM借鑒了比特幣網路的經濟學博弈機制,BEVM把託管比特幣的節點和Layer2網路運行的節點合而為一,即透過質押資產運行Layer2網絡 的節點也是託管BTC資產的節點,同時,BEVM設計了一套完全基於經濟學的自動化動態質押機制,即保證BEVM的Layer2節點質押的BTC/主網代幣的總價值永遠大於其託管的資產價值 ,以經濟學博弈的機制來保障Layer2的網路節點沒有動力作惡,從而保障Layer2的帳本是絕對安全可信的。