Dasar Pengetahuan Jaringan Lapisan Kedua Bitcoin

Munculnya inskripsi Bitcoin telah memberikan energi baru ke ekosistem Bitcoin, memicu perhatian kembali orang terhadap Bitcoin. Beberapa pandangan menyatakan bahwa ini membuka kotak Pandora dari ekosistem Bitcoin. Dalam perkembangan teknologi ekosistem Bitcoin, pembangunan lapisan kedua adalah yang terpenting. Artikel ini merujuk pada beberapa tulisan terkenal dan berdiskusi dengan banyak teman, serta menggabungkan pengalaman tim dalam desain dan pengembangan produk Web3, untuk merangkum pengetahuan dasar tentang lapisan kedua Bitcoin. Harapannya, ini dapat menjadi pemicu ide, menarik lebih banyak orang untuk menyempurnakan pemikiran terkait, dan mendorong perkembangan di 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, yang terakhir lebih sempit, sementara yang pertama lebih luas. Untuk menyesuaikan dengan istilah yang umum digunakan di industri, artikel ini juga akan menggunakan konsep "pembangunan jaringan lapisan kedua".

1. Misi Layer 2

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

1.1 Karakteristik dasar dan kebutuhan blockchain

Artikel ini mengadopsi konsep yang diajukan oleh Vitalik: blockchain adalah "komputer dunia". Dari sudut pandang ini, memahami berbagai karakteristik blockchain akan lebih jelas. Selanjutnya, juga akan dianalisis kemungkinan perkembangan "komputer dunia" ini berdasarkan struktur Von Neumann.

Kita akan merangkum beberapa fitur dasar:

Terbuka dan transparan: Ini adalah karakteristik penyimpanan data dan pelaksanaan 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 komputer "dunia" itu sendiri dan kebutuhan eksternal pengguna.

Desentralisasi: Ini adalah karakteristik arsitektur dari "komputer dunia" ini, di mana tingkat desentralisasi dan toleransi kesalahan secara teoritis didasarkan pada teori jenderal Bizantium. Sistem non-Bizantium secara teoritis bukanlah sistem blockchain. Tingkat desentralisasi adalah indikator penting dari keamanan blockchain, dan juga merupakan dasar untuk beberapa karakteristik.

Keamanan: Keamanan terdiri dari kebutuhan internal yang dihasilkan oleh karakteristik arsitektur "komputer dunia" ini dan kebutuhan eksternal yang diperlukan oleh pengguna. Dari sisi mikro, dijamin oleh teknologi terkait kriptografi, dan dari sisi makro, dijamin oleh desentralisasi arsitektur, sehingga mencegah pengaruh terhadap keamanan "komputer dunia" ini akibat pemalsuan data mikro atau kerusakan arsitektur makro.

Kemampuan Komputasi: Fungsi utama dari komputer dunia blockchain ini adalah kemampuan komputasi. Biasanya diukur dengan apakah itu Turing lengkap atau tidak. Beberapa rantai sengaja dirancang untuk tidak Turing lengkap demi menjaga karakteristik utama mereka. Misalnya, jaringan Bitcoin, di mana Satoshi Nakamoto tidak hanya membuat instruksi kodenya tidak Turing lengkap, tetapi juga menghapus beberapa set instruksi untuk menjaga stabilitas dan keamanan. Semua teknologi Turing lengkap bertujuan untuk memperluas kemampuan komputasi blockchain. Dari sudut pandang desain berlapis, sistem yang sederhana lebih cocok untuk menjadi dasar.

Kinerja: Dengan kemampuan komputasi yang sama, kinerja adalah kemampuan utama lain untuk menilai komputer di dunia blockchain ini. Umumnya diukur dengan jumlah transaksi yang diproses per detik TPS(.

Penyimpanan: Blockchain sebagai "komputer dunia", tentunya harus memiliki fungsi penyimpanan, yaitu kemampuan untuk mencatat data. Saat ini, pada dasarnya semua disimpan di dalam blok, sementara penyimpanan di luar rantai blok yang lebih profesional masih dalam tahap pengembangan.

Privasi: Privasi adalah kebutuhan tersegmentasi dalam "komputer dunia", yaitu permintaan untuk menjaga lingkup hak produsen dan pengguna data selama proses perhitungan dan penyimpanan. Ini terutama didorong oleh kebutuhan eksternal pengguna.

Ada juga indikator komprehensif untuk skalabilitas, yang umumnya merujuk pada skalabilitas seluruh arsitektur. Karakteristik ini mempengaruhi sebagian besar karakteristik dasar dan merupakan indikator yang sangat penting di tingkat arsitektur. Selain itu, ada juga kemampuan koneksi dan kemampuan untuk skenario spesifik lainnya, yang tidak akan dibahas lebih lanjut di sini.

Dalam karakteristik dasar blockchain ini, sebagian besar terikat oleh hubungan perkembangan yang tidak mungkin segitiga. Seperti dugaan DSS, yaitu Desentralisasi )Decentralization, D(Keamanan )Security, S( dan Skalabilitas )Scalability, S(.

Dalam sistem terdistribusi, segitiga ketidakmungkinan yang serupa adalah prinsip CAP, yang menunjukkan bahwa dalam sistem terdistribusi, konsistensi )Consistency(, ketersediaan )Availability(, dan toleransi partisi )Partition tolerance( tidak dapat dicapai secara bersamaan. Sistem blockchain adalah sistem terdistribusi yang menghadapi masalah jenderal Bizantium, sehingga juga berlaku untuk prinsip CAP.

![Sebuah artikel merangkum dasar-dasar jaringan lapisan kedua Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-afec9afaa32c50371c97fef06f76acca.webp(

) 1.2 Peran pembangunan lapisan kedua

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

Dari karakteristik blockchain yang dirangkum di atas, dapat ditarik kesimpulan awal bahwa kita harus memperluas kemampuan dasar ini: publik dan transparan, desentralisasi, keamanan, kemampuan komputasi, kinerja ### throughput (, penyimpanan, privasi, dan lain-lain. Selain kemampuan dasar dari sudut pandang teknis ini, ada satu masalah ekonomi yang sangat penting yang perlu diselesaikan, yaitu mengurangi biaya. Biasanya, biaya keseluruhan untuk mengeksekusi transaksi di jaringan lapisan satu cukup tinggi, sehingga diperlukan penggunaan jaringan lapisan dua untuk mengurangi biaya ini.

Ringkasan dalam satu kalimat adalah solusi untuk meningkatkan kapasitas, mengurangi biaya, dan kustomisasi fitur semuanya adalah pembangunan lapisan kedua. Untuk fitur kustomisasi, saat ini masih belum cukup jelas, atau sering kali tersembunyi di antara dua fitur pertama. Kita bisa memahami bahwa karakteristik jaringan lapisan pertama memiliki tingkat kebutuhan yang berbeda untuk banyak aplikasi, dan dapat disesuaikan kembali berbagai tingkat implementasi fitur tertentu pada lapisan kedua.

Dalam pembangunan lapisan kedua, kemampuan dasar blockchain akan memiliki kompromi yang berbeda, akan mengurangi beberapa karakteristik, bahkan mengabaikan beberapa karakteristik, untuk mendapatkan peningkatan yang signifikan dalam karakteristik tertentu. Misalnya: 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 metode penyelesaian. Ada juga beberapa yang akan meningkatkan karakteristik tertentu tanpa mengurangi karakteristik dasar, seperti cara penanganan RGB, yang secara signifikan meningkatkan privasi dan ketahanan terhadap sensor, tetapi meningkatkan kesulitan implementasi teknis. Dalam kasus berikutnya, kita akan melihat pengurangan atau perubahan beberapa karakteristik dalam pembangunan lapisan kedua.

Di antara itu, pengurangan biaya seharusnya menjadi kebutuhan dasar bagi semua pembangunan lapisan kedua.

![Sebuah penjelasan tentang dasar pengetahuan jaringan lapisan kedua Bitcoin])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ad899d00cda3df50aead693947e770bc.webp(

) 1.3 Mengapa harus melakukan desain berlapis?

Desain berlapis adalah cara dan metodologi untuk menangani sistem yang kompleks, dengan membagi sistem menjadi beberapa struktur berlapis dan mendefinisikan hubungan serta fungsi antar lapisan, untuk mencapai modularitas, pemeliharaan, dan skalabilitas sistem, sehingga meningkatkan efisiensi dan keandalan desain sistem.

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

Keuntungan spesifik dari lapisan protokol:

1.Setiap tingkat adalah independen. Suatu tingkat tidak perlu mengetahui bagaimana tingkat berikutnya diimplementasikan, tetapi hanya perlu mengetahui layanan yang disediakan oleh antarmuka antar tingkat. Dengan cara ini, kompleksitas keseluruhan masalah menurun. Dengan kata lain, bagaimana pekerjaan tingkat sebelumnya dilakukan tidak mempengaruhi pekerjaan tingkat berikutnya, sehingga ketika kita merancang pekerjaan di setiap tingkat, kita hanya perlu memastikan antarmuka tetap sama, dan bisa bebas menyesuaikan cara kerja di dalam tingkat tersebut.

2.Fleksibilitas yang baik. Ketika ada perubahan pada satu lapisan, asalkan hubungan antarlapisan tetap tidak berubah, maka lapisan di atas atau di bawahnya tidak akan terpengaruh. Ketika suatu lapisan mengalami inovasi teknis atau muncul masalah dalam pekerjaan di lapisan tersebut, tidak akan mempengaruhi pekerjaan lapisan lainnya, dan saat mengatasi masalah, hanya perlu mempertimbangkan masalah lapisan tersebut secara terpisah.

3.Struktur dapat dipisahkan. Setiap lapisan dapat menggunakan teknologi yang paling sesuai untuk diimplementasikan. Perkembangan teknologi seringkali tidak simetris, pembagian berlapis secara efektif menghindari efek ember, dan tidak akan mempengaruhi efisiensi kerja keseluruhan karena ketidaksempurnaan 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 di-debug secara terpisah, menghindari situasi di mana tidak dapat menemukan atau menyelesaikan masalah yang salah.

5.Dapat mendorong pekerjaan standardisasi. Karena setiap lapisan fungsi dan layanan yang disediakan telah dijelaskan dengan tepat. Manfaat dari standardisasi adalah dapat dengan mudah mengganti salah satu lapisan, yang sangat nyaman untuk digunakan dan diteliti.

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

![Sebuah ringkasan tentang sistem pengetahuan dasar jaringan lapisan kedua Bitcoin]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-086a074fde8e4b3baab62f0dd9a0726c.webp(

2. Beberapa Pemikiran Pembangunan Layer2 Bitcoin

Ada tiga jalur pembangunan yang signifikan untuk lapisan kedua Bitcoin:

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

)2(Berbasis pada rute terdistribusi, dengan jaringan Lightning sebagai perwakilan, adalah struktur terdistribusi.

)3(Rute berbasis sistem terpusat, yang diwakili oleh indeks terpusat, adalah struktur terpusat.

Kedua cara tersebut memiliki karakteristiknya masing-masing, dan sudah ada beberapa produk yang digunakan serta produk yang sedang dieksplorasi. Untuk cara pertama, dengan perkembangan pesat Ethereum dan eksplorasi rantai tiruan Bitcoin lainnya, perluasan lapisan kedua berbasis rantai relatif lebih mudah, dan ada lebih banyak kasus yang bisa dijadikan 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 sepertinya telah menyelesaikan fungsi pembangunan lapisan kedua.

Solusi pembangunan lapisan kedua mana yang lebih baik? Kami menggunakan total nilai terkunci TVL)Total Value Locked( sebagai ukuran, semakin tinggi TVL dari jaringan lapisan kedua, semakin baik solusinya. Seiring waktu dan perkembangan teknologi, solusi optimal ini akan menjadi proses yang berubah.

Untuk definisi jaringan lapisan kedua Bitcoin, selama bergantung pada jaringan Bitcoin dan membangun hubungan teknis dengan jaringan Bitcoin, beberapa karakteristik yang lebih unggul dari jaringan lapisan pertama Bitcoin, semuanya dianggap sebagai pembangunan jaringan lapisan kedua Bitcoin. Dengan kata lain: selama mengkonsumsi BTC sebagai gas, dengan BTC sebagai aset dasar, sistem yang memperluas kinerja Bitcoin dianggap sebagai pembangunan lapisan kedua. Berdasarkan penilaian ini, kita seharusnya mengakui jenis ketiga pembangunan jaringan lapisan kedua, 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 tujuan menghubungkan lapisan satu dan lapisan dua, dan tidak seharusnya menggunakan teknologi ini untuk mengembangkan fitur-fitur yang berlebihan, karena tidak peduli seberapa banyak jaringan lapisan satu diperluas, tidak akan ada terobosan kualitas, dan pembangunan lapisan dua harus dilakukan. Namun, dalam situasi di mana tidak ada produk lapisan dua Bitcoin yang lebih baik, kemampuan teknis yang menghubungkan lapisan satu dan lapisan dua ini akan digunakan secara berlebihan dalam jangka waktu tertentu.

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

) 2.1 Pembangunan lapisan kedua berbasis rantai

Jaringan Bitcoin tiruan awal melakukan berbagai eksplorasi, seperti "Colorcoin"### koin berwarna(, "CovertCoins" dan "MasterCoin"; berbagai jaringan Bitcoin tiruan untuk skalabilitas, seperti BCH)Bitcoin Cash(, BSV)Bitcoin SV(, BTG)Bitcoin Gold(; berbagai teknologi sidechain semuanya berdasarkan kasus pembangunan perluasan jaringan, bisa dikatakan sebagai semacam lapisan kedua dalam pengertian yang luas.

Ethereum juga merupakan eksplorasi peningkatan yang berbasis Bitcoin. Vitalik membentuk tim sendiri untuk merilis buku putih dan mengembangkan sistem blockchain generasi baru, setelah gagal meyakinkan tim proyek lain mengenai ketidaksempurnaan Bitcoin: sistem tanpa akun dari UTXO, bahasa eksekusi yang tidak Turing lengkap, dan masalah skalabilitas. Meskipun eksplorasi Ethereum ini bukan pembangunan lapisan kedua yang langsung di atas Bitcoin, dalam arti luas, ini adalah eksplorasi pembangunan berbasis rantai.

Ethereum untuk perbaikan yang tidak sempurna dari Bitcoin