Экологические инновации Биткойна: технологическая революция в расширении сети, смарт-контрактах и кроссчейн мостах

Биткойн экосистемы: анализ технологической революции и инновационного развития

Введение

После финансового кризиса 2008 года Сатоши Накамото создал Биткойн, положив начало системе хранения ценности с децентрализованным доверием. За более чем десять лет Биткойн стал "цифровым золотом" с рыночной капитализацией в триллионы долларов, изменив философию денег.

Однако ограничения оригинальной архитектуры Биткойна становятся все более очевидными. Способность обрабатывать около 7 транзакций в секунду и ограниченные функции скриптов затрудняют удовлетворение потребностей массовых приложений. Тайное исчезновение Сатоши Накамото в 2011 году также заставило сообщество отказаться от идеи полагаться на основателя для продвижения инноваций, и разработчики по всему миру начали активно участвовать в инновациях экосистемы Биткойна.

Эта технологическая революция, вызванная врожденными дефектами Биткойна, формирует экосистему, которая значительно превышает замысел, изложенный в белой книге Биткойна. От борьбы за расширение основной сети до оффлайн-платежей в Lightning Network; от онлайновых надписей протокола Ordinals до смарт-контрактов Stacks и Rootstock; от кросс-цепных мостов до экосистемы BTCFi, блокчейн-инженеры с поразительной скоростью открывают для Биткойна вторую жизнь. Они не только придерживаются основной ценности "доверия без необходимости доверять", но и преодолевают ограничения производительности за счет технологических инноваций; они сохраняют простоту модели UTXO, но разблокируют сложные смарт-контракты; они защищают валютный суверенитет Биткойна и одновременно расширяют его ценностную сеть на гетерогенные цепи.

Эта парадигмальная революция переосмысляет границы восприятия Биткойна. Когда Ordinals делают каждый Сатоши цифровым носителем памяти, когда BRC-20 воспроизводит бум DeFi в сети Биткойн, когда BitVM достигает синергии между оффчейн вычислениями и ончейн верификацией, Биткойн больше не просто "цифровое золото" для простого учета, а эволюционирует в суперпротокол, поддерживающий сложные финансовые контракты, несущий культуру NFT и соединяющий мультичейновую вселенную. Эта революция еще не закончена — при защите децентрализации и безопасности, через инновации Биткойн может принести пользу большему числу людей, и мы можем ожидать, что этот криптопанк эксперимент в конечном итоге станет основой операционной системы, поддерживающей цифровую цивилизацию.

Путь цифрового золота: декодирование парадигмальной революции экосистемы Биткойн

Основной текст

Экосистема Биткойн в последние годы развивается стремительно и уже сформировала несколько важных направлений. По состоянию на март 2025 года основные направления развития экосистемы Биткойн можно в общем виде обобщить в трех аспектах:

  • Расширение сети
  • Умный контракт
  • Кроссчейн мост

В этих ключевых областях, преобразующих экосистему Биткойна, появилось множество известных проектов, среди которых как зрелые решения, ставшие основой экосистемы стоимостью в триллионы, так и экспериментальные протоколы, находящиеся на ранних стадиях проверки концепции и ищущие границы консенсуса в сообществе. В этой статье мы глубоко проанализируем три основные арены развития экосистемы Биткойна, стремясь максимально показать панораму революции и инноваций в экосистеме Биткойна.

Путь цифрового золота: декодирование парадигмальной революции экосистемы Биткойн

Один. Масштабирование сети

(один) источник проблемы

Из-за того, что Биткойн использует фиксированный размер блока и время создания блока около 10 минут, сеть Биткойн в среднем может обрабатывать только около 7 транзакций в секунду, что значительно ниже, чем у традиционных платежных систем (, таких как Visa, которые обрабатывают десятки тысяч транзакций в секунду ), и других блокчейнов (, таких как Solana, которые могут обрабатывать тысячи транзакций в секунду ). В периоды пиковых нагрузок сеть Биткойн подвержена перегрузкам, что приводит к задержкам в подтверждении транзакций, и в случае перегрузки основной сети комиссии за транзакции могут резко возрасти, достигая десятков долларов за одну транзакцию.

(два) Решение

Расширение сети Биткойн подразумевает решения, которые увеличивают способность обработки транзакций и снижают транзакционные расходы без ущерба для безопасности сети и децентрализованных характеристик. Идеи расширения сети можно разделить на два типа: расширение на цепочке и расширение вне цепочки.

  1. Масштабирование на блокчейне

Масштабирование на уровне сети направлено на изменение протокола основной цепи, оптимизацию хранения данных и методов проверки, что позволяет в определенной степени повысить эффективную нагрузку блоков и их эффективность, при этом основное внимание уделяется эффективности пространства блоков и инновациям в правилах протокола. Основные решения по масштабированию на уровне сети можно дополнительно разделить по технологическим путям:

(1) Корректировка объёма блока

При первоначальном проектировании Биткойна Сатоши Накамото добавил ограничение на объем каждого блока в 1 МБ. Это ограничение стало одним из ключевых факторов, ограничивающих эффективность сети в будущем. Поэтому прямое увеличение объема блока Биткойна (, например, с 1 МБ до 2 МБ или выше ), стало первоначальным предложением для расширения сети.

В 2015 году Гэвин Андресен и Майк Херн предложили версию Биткойн XT (Bitcoin XT), пытаясь увеличить размер блока до 8 МБ. Однако сообщество Биткойн (команда Core) считало, что увеличение размера блока приведет к увеличению затрат для обычных пользователей на запуск узлов, что приведет к централизации узлов, нарушая принципы проектирования "легких узлов" Сатоши Накамото, и отказалось от "простой и грубой" масштабируемости блоков.

Сторона, продвигающая "большие блоки", и сторона, отстаивающая "малые блоки", не смогли прийти к соглашению, и в конечном итоге в 2017 году группа майнеров во главе с У Цзиханом продвинула "жесткий форк" сети Биткойн (Hard Fork). Они изменили протокол, увеличив лимит блока с 1 МБ до 32 МБ, что позволило вместить больше транзакций в один блок и теоретически значительно повысить TPS до 100-200. Поскольку изменённый протокол стал несовместим с предыдущей версией, возник новый тип монеты, существующий параллельно с оригинальным протоколом (, а именно Биткойн Кэш )BCH(.

BCH в начале своего существования пользовался огромной популярностью среди майнеров, однако из-за повышения порога хранения/пропускной способности количество полных узлов составляет лишь около 1% от Биткойн, что значительно снижает уровень децентрализации.

С точки зрения рыночной капитализации, в 2018 году в период пика BCH коэффициент обмена на BTC составлял около 0,18; тогда как сейчас за каждую BCH можно обменять лишь около 0,004 BTC. Это показывает, что схема регулирования блока BCH постепенно была отвергнута сообществом Биткойна.

Помимо "радикального плана", направленного на полное увеличение всех объемов блоков, ранние члены сообщества также предлагали компромиссный вариант динамической регулировки объема блоков. Основная идея заключается в автоматической регулировке предела блоков в зависимости от нагрузки сети, чтобы избежать жесткости фиксированных значений. Однако такие предложения также не были приняты сетью Биткойн из-за разногласий в сообществе.

)2( Оптимизация пространства блоков

Кроме прямого решения по увеличению объема блока, также разработчики предложили оптимизировать пространство блока для повышения эффективности сети Биткойн. В настоящее время широко применяемыми решениями являются SegWit) и Taproot.

SegWit был официально внедрен в 2017 году, увеличивая пропускную способность сети Биткойн за счет реорганизации данных транзакций. Он отделяет данные о свидетельствах от данных о транзакциях и хранит их в отдельной части блока. Это позволяет уменьшить объем данных одной транзакции, что позволяет вместить больше транзакций без увеличения размера блока, прямо увеличивая пропускную способность на уровне цепочки до примерно 10-15 TPS. С момента своего появления SegWit получил широкую поддержку в сообществе Биткойн, и подавляющее большинство кошельков и бирж поддерживают адреса SegWit. Адреса Nested SetWit, предназначенные для совместимости со старыми кошельками, начинаются с 3, в то время как адреса Native SegWit начинаются с bc1 (, что эффективно повышает скорость транзакций и масштабируемость, одновременно снижая транзакционные издержки.

Taproot — это значительное обновление, введенное в 2021 году, которое включает в себя три предложения: BIP340, BIP341 и BIP342. Оно сочетает в себе технологии Schnorr-подписей и Меркле-абстрактного синтаксического дерева )MAST( и нацелено на повышение конфиденциальности, эффективности и масштабируемости транзакций. Taproot позволяет объединять несколько подписей в одну, упрощая процесс проверки транзакций и скрывая сложные детали транзакций, такие как условия многофакторной подписи и временные блокировки. Taproot улучшает конфиденциальность и гибкость транзакций Биткойн, особенно в сценариях многофакторных сделок и легковесных смарт-контрактов. Однако его эффект на увеличение пропускной способности ограничен, так как основное внимание уделяется расширению функциональности, а не прорыву в объемах.

![Путь цифрового золота: декодирование революции парадигмы экосистемы Биткойн])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4a451cf9fc955a85fe303c1f6897fa73.webp(

  1. Оффчейн масштабирование

Решение проблемы масштабируемости вне цепи (链下扩容) основано на архитектуре, которая обрабатывает транзакции вне цепи и использует основную цепь для окончательнойSettlement(结算), что позволяет повысить пропускную способность без изменения протокола основной цепи. Основные решения для масштабируемости вне цепи можно дополнительно разделить по техническим путям на следующие:

)1( состояние канала

Статус-канал )State Channels ( по своей сути является решением второго уровня, основанным на принципе создания многосторонних доверительных каналов вне цепи, которые взаимодействуют с основной цепью только при открытии и закрытии канала. Стороны сделки проводят частые и малозатратные сделки внутри канала, и только при закрытии канала или если одна из сторон хочет извлечь средства из канала, окончательное состояние будет отправлено на основную цепь для расчета.

В настоящее время наиболее известной практикой состояния канала является сеть Lightning )Lightning Network(, которая с момента своего запуска получила широкое внимание и применение. В настоящее время многие кошельки Биткойн и платежные платформы поддерживают сеть Lightning, она показывает отличные результаты в повышении скорости транзакций и снижении их стоимости, особенно подходит для микроплатежей. Ее преимущества заключаются в том, что она унаследовала безопасность основной сети, а также низкие комиссии за оффлайн-транзакции; недостатком является то, что она поддерживает только простые платежи, что трудно удовлетворить более сложные потребности приложений, кроме того, средства, используемые в сети Lightning, должны быть заранее заблокированы и могут использоваться только для транзакций между участниками канала.

На данный момент количество активных узлов в сети Lightning превысило 10 000, каналов более 40 000, а объем средств в сети Lightning составляет несколько тысяч Бит.

![Путь цифрового золота: декодирование парадигмальной революции экосистемы Биткойн])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0c470a04852a98f0118aba28ef549281.webp(

)2( сайдчейн

Сайдчейн)Sidechains( — это независимая от главной цепочки Биткойна блокчейн, связанный с главной цепочкой Биткойна через механизм двустороннего якоря. Пользователи могут переводить Биткойн с главной цепочки на сайдчейн для проведения сделок, а затем возвращать результаты сделок обратно на главную цепочку. Сайдчейны могут иметь разные механизмы консенсуса и правила транзакций, что позволяет достичь более высокой скорости транзакций и более богатого функционала. Одним из первых проектов, исследующих развитие сайдчейнов, является Rootstock.

Rootstock)RSK( был выпущен в январе 2018 года и является первой совместимой с EVM боковой цепочкой в сети Биткойн. Нативный токен Rootstock представляет собой токен, привязанный к Биткойну, Smart BTC)RBTC(, который также используется для оплаты транзакционных сборов. Основные инновации Rootstock включают в себя объединённый майнинг и двунаправленный мостовой механизм. Объединённый майнинг означает, что блокчейн Rootstock использует тот же алгоритм PoW консенсуса, что и Биткойн, что позволяет майнерам Биткойн одновременно добывать Биткойн и блоки Rootstock, увеличивая прибыльность майнеров без дополнительных ресурсов. Двунаправленный мост)Powpeg( поддерживает бесшовное преобразование между Биткойном и RBTC, позволяя Биткойну свободно перемещаться между двумя системами, одновременно снижая транзакционные издержки.

Основные ограничения, сдерживающие развитие Rootstock, заключаются в двух аспектах: во-первых, безопасность сайдчейна зависит от его собственного консенсуса, что требует доверия пользователей к его безопасности; во-вторых, экосистема недостаточно развита, не хватает достаточного числа разработчиков, партнеров и пользователей. Таким образом, спустя много лет разработки, максимальный TVL Rootstock составляет всего около 200 миллионов долларов.

)3( Роллап

Технология Rollup увеличивает пропускную способность транзакций, обрабатывая транзакции вне цепи и отправляя сжатые данные транзакций в основную цепь Биткойн. В зависимости от различных методов проверки, основными двумя типами Rollup являются Оптимистичные Rollups и ZK Rollups. Оптимистичные Rollups предполагают, что транзакции действительны, и проверка производится только в случае спора; ZK Rollups проверяют каждую транзакцию с помощью технологии доказательства с нулевым знанием.

Технология Rollup широко применяется в таких блокчейнах, как Эфириум, поэтому существует много проектов, исследующих её применение для масштабирования вне цепи Биткойна. В декабре 2023 года Робин Линус опубликовал白皮书 под названием «BitVM: Compute Anything On Bitcoin», в котором впервые была представлена концепция BitVM. Дизайн BitVM аналогичен Optimistic Rollup, основанному на доказательствах мошенничества и протоколе «вызов-ответ», но не требует изменения правил консенсуса Биткойна. Базовые примитивы BitVM просты, в основном основаны на хэш-замках, временных замках и больших деревьях Taproot. BitVM переносит 99% вычислений вне цепи, лишь в случае спора проверяет доказательства мошенничества на цепи, что позволяет использовать безопасность основной цепи Биткойна и избегать перегрузок и высоких затрат.

Помимо Optimistic Rollup, есть разработчики, которые пытаются внедрить ZK Rollup в экосистему Биткойн. Эта технология находится на ключевом этапе технического прорыва и зарождения экосистемы.

BTC-0.59%
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
  • Награда
  • 5
  • Поделиться
комментарий
0/400
IntrovertMetaversevip
· 07-22 13:23
выпуск монеты старый Кошелек
Посмотреть ОригиналОтветить0
MetaverseHobovip
· 07-22 13:23
Смотреть только на TPS и сразу начинать критиковать, технологический прорыв не происходит за один день, хорошо?
Посмотреть ОригиналОтветить0
SerumSquirrelvip
· 07-22 13:21
Сатоши Накамото куда-то пропал. Он сможет вернуться?
Посмотреть ОригиналОтветить0
JustAnotherWalletvip
· 07-22 13:06
Ай, Сатоши Накамото, увидев столько операций, наверняка блеванет.
Посмотреть ОригиналОтветить0
RugPullAlarmvip
· 07-22 13:01
в блокчейне данные говорят тебе правду, tps7 все еще говорит о масштабировании, все в ловушке на Сеть Lighting
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить