Penataan Dasar Pengetahuan Jaringan Layer Kedua Bitcoin

Munculnya inskripsi Bitcoin memberikan kehidupan baru bagi ekosistem Bitcoin, menarik lebih banyak orang untuk kembali memperhatikan Bitcoin. Beberapa orang berpendapat bahwa ini membuka kotak Pandora dari ekosistem Bitcoin. Di antara banyak perkembangan teknologi dalam ekosistem Bitcoin, pembangunan lapisan kedua adalah yang terpenting. Artikel ini mengacu pada beberapa artikel terkenal dan diskusi dengan banyak teman, serta pengalaman tim dalam desain dan pengembangan produk Web3, merangkum pengetahuan dasar tentang lapisan kedua Bitcoin. Harapannya dapat memberikan inspirasi dan menarik lebih banyak orang untuk memperbaiki pemikiran terkait, mendorong perkembangan bidang ini.

Dunia blockchain dimulai dengan Bitcoin dan diakhiri dengan ekosistem Bitcoin. Ethereum juga dapat dianggap sebagai eksplorasi teknologi sidechain dari Bitcoin.

Dalam artikel ini, konsep "pembangunan lapisan kedua" dan "pembangunan jaringan lapisan kedua" digunakan secara bergantian. Pembangunan lapisan kedua adalah konsep yang lebih luas, tetapi untuk menyesuaikan dengan istilah yang umum digunakan dalam industri, "pembangunan jaringan lapisan kedua" juga akan digunakan.

1. Misi Layer 2

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

1.1 Karakteristik dasar dan kebutuhan blockchain

Kami menggunakan konsep yang diajukan oleh Vitalik: blockchain adalah "komputer dunia". Memahami berbagai karakteristik blockchain dari sudut pandang ini akan lebih jelas. Kami juga akan menganalisis kemungkinan perkembangan "komputer dunia" ini berdasarkan struktur Von Neumann dalam komputer.

Ringkasan beberapa fitur dasar:

Keterbukaan dan transparansi: Ini adalah karakteristik penyimpanan data dan pelaksanaan instruksi dari "komputer dunia" yang berbasis blockchain, sekaligus merupakan kebutuhan internal yang memerlukan partisipasi bersama dari banyak node terdistribusi di seluruh dunia. Karakteristik ini memenuhi hak pengguna untuk mengetahui data, merupakan hasil dari persyaratan kolaborasi internal dari "komputer dunia" itu sendiri dan kebutuhan eksternal pengguna.

Desentralisasi: fitur ini adalah karakteristik arsitektur dari "komputer dunia" ini, tingkat desentralisasi dan toleransi kesalahan secara teori didukung oleh teori jenderal Bizantium. Sistem non-jenderal Bizantium secara teori bukanlah sistem blockchain, dan kita akan melihat dua kasus sistem non-blockchain dalam pembangunan lapisan kedua nanti. Tingkat desentralisasi adalah indikator penting dari keamanan blockchain, dan juga merupakan dasar dari beberapa fitur.

Keamanan: Keamanan merupakan kombinasi dari kebutuhan internal yang dihasilkan oleh karakteristik arsitektur "komputer dunia" ini dan kebutuhan eksternal pengguna. Dari sudut pandang mikro, keamanan dijamin oleh teknologi yang berkaitan dengan kriptografi, sementara dari sudut pandang makro, keamanan dijamin oleh desentralisasi arsitektur, sehingga tidak akan terpengaruh oleh pemalsuan data mikro, atau kerusakan arsitektur makro yang mempengaruhi keamanan "komputer dunia" ini.

Kekuatan komputasi: Salah satu fungsi utama dari komputer dunia yang berbasis blockchain adalah kekuatan komputasi. Untuk mengukur indikator ini, kita umumnya menggunakan apakah sistem tersebut Turing lengkap atau tidak. Beberapa blockchain sengaja dirancang agar tidak Turing lengkap demi mempertahankan karakteristik utama mereka. Contohnya, jaringan Bitcoin, di mana Satoshi Nakamoto tidak hanya membuat instruksi kode tidak Turing lengkap, tetapi juga secara sengaja menghapus beberapa set instruksi selama perkembangannya, sehingga menjaga stabilitas dan keamanan. Semua teknologi Turing lengkap ditujukan untuk memperluas kekuatan komputasi blockchain. Dari sudut pandang desain berlapis, sistem yang sederhana lebih cocok untuk dijadikan lapisan dasar.

Kinerja: Dalam hal kemampuan komputasi yang sama, kinerja adalah kemampuan utama lain yang diperiksa dalam dunia komputer blockchain ini. Umumnya diukur dengan TPS, yaitu jumlah transaksi yang diproses per detik.

Penyimpanan: Blockchain digambarkan sebagai "komputer dunia", jadi pasti memiliki fungsi penyimpanan, yaitu kemampuan untuk mencatat data. Saat ini, sebagian besar disimpan dalam blok, sementara penyimpanan di luar blok yang lebih profesional masih dalam pengembangan.

Privasi: Privasi adalah kebutuhan yang tersegmentasi dalam "komputer dunia", yaitu permintaan untuk menjaga batasan hak data produsen dan pengguna selama proses perhitungan dan penyimpanan ( Kami juga memasukkan ketahanan terhadap sensor dalam bagian privasi ). Ini pada dasarnya didorong oleh kebutuhan eksternal pengguna.

Ada juga indikator komprehensif tentang skalabilitas, yang umumnya merujuk pada skalabilitas keseluruhan arsitektur. Karakteristik ini mempengaruhi sebagian besar karakteristik dasar. Di tingkat arsitektur, skalabilitas sistem adalah indikator yang sangat penting. Selain itu, akan ada beberapa kemampuan koneksi, atau kemampuan untuk beberapa skenario spesifik lainnya. Di sini tidak akan dibahas lebih jauh, nanti akan dianalisis secara rinci saat menemui skenario-skenario khusus ini.

Dalam karakteristik dasar dari blockchain ini, sebagian besar dibatasi oleh segitiga yang tidak mungkin dalam hubungan perkembangan satu sama lain. Misalnya, dugaan DSS yaitu desentralisasi (Decentralization, D), keamanan (Security, S), dan skalabilitas (Scalability, S).

Dalam sistem terdistribusi, segitiga tak mungkin yang serupa adalah prinsip CAP, di mana CAP mengacu pada Consistency( konsistensi), Availability( ketersediaan), dan Partition tolerance( toleransi partisi) yang tidak dapat dicapai secara bersamaan. Sistem blockchain adalah sistem terdistribusi yang memiliki masalah jenderal Bizantium, sehingga juga berlaku untuk prinsip CAP.

1.2 Peran Pembangunan Tingkat Dua

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

Dari karakteristik blockchain yang telah dirangkum di atas, kita dapat menarik kesimpulan awal bahwa kita perlu memperluas kemampuan dasar ini: keterbukaan dan transparansi, desentralisasi, keamanan, kemampuan komputasi, kinerja, throughput (, penyimpanan, privasi, dan lain-lain. Selain kemampuan dasar dari sudut pandang teknologi ini, ada satu masalah ekonomi yang sangat penting yang perlu diselesaikan, yaitu menurunkan biaya. Biasanya, biaya komprehensif untuk mengeksekusi transaksi di jaringan lapisan satu cukup tinggi, sehingga perlu menggunakan jaringan lapisan dua untuk menurunkan biaya ini.

Ringkasnya, semua solusi untuk meningkatkan kapasitas, menurunkan biaya, dan fitur kustom adalah pembangunan lapisan kedua. Untuk fitur kustom, saat ini masih belum cukup jelas, atau sering kali tersembunyi di antara dua fitur pertama, yang membuatnya agak membingungkan. Kita dapat memahami bahwa karakteristik jaringan lapisan pertama memiliki tingkat kebutuhan yang berbeda untuk banyak aplikasi, dan dapat menyesuaikan derajat implementasi berbagai fitur di atas lapisan kedua untuk aplikasi tertentu.

Dalam pembangunan lapisan kedua, kemampuan dasar blockchain akan ada yang dikorbankan, akan mengurangi beberapa karakteristik, bahkan menghilangkan beberapa karakteristik, demi meningkatkan beberapa karakteristik dengan signifikan. 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 cara penyelesaian. Ada juga beberapa yang tidak mengurangi karakteristik dasar, tetapi memperkuat karakteristik tertentu, seperti cara pemrosesan RGB, yang jelas meningkatkan privasi dan ketahanan terhadap sensor, tetapi meningkatkan kesulitan implementasi teknis. Dalam contoh-contoh berikut, kita akan melihat pembangunan lapisan kedua yang secara bersamaan mengurangi atau mengubah beberapa karakteristik.

Di mana pengurangan biaya harus menjadi kebutuhan dasar dari semua pembangunan layer dua.

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

) 1.3 Mengapa perlu melakukan desain berlapis?

Desain berlapis adalah suatu cara dan metodologi bagi manusia untuk menangani sistem 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, penggunaan hierarki akan memiliki keuntungan yang jelas. Pendekatan ini membuatnya mudah dipahami, mudah untuk dibagi dalam implementasi, dan mudah untuk meningkatkan modul. Seperti desain model tujuh lapisan ISO/OSI dalam jaringan komputer, tetapi dalam implementasi spesifik, beberapa lapisan dapat digabungkan, misalnya, protokol jaringan TCP/IP adalah protokol empat lapisan.

Secara spesifik, keuntungan dari pemisahan lapisan protokol:

1. Setiap lapisan bersifat independen. Suatu lapisan tidak perlu mengetahui bagaimana lapisan berikutnya diimplementasikan, melainkan hanya perlu mengetahui layanan yang disediakan melalui antarmuka antar lapisan. Dengan cara ini, kompleksitas keseluruhan masalah berkurang. Artinya, bagaimana pekerjaan lapisan sebelumnya dilakukan tidak mempengaruhi pekerjaan lapisan berikutnya, sehingga saat kita mendesain setiap lapisan, kita hanya perlu memastikan antarmuka tetap sama, dan kita dapat dengan bebas menyesuaikan cara kerja di dalam lapisan.

2. Fleksibilitas yang baik. Ketika ada perubahan di salah satu lapisan, selama hubungan antar lapisan tetap tidak berubah, maka lapisan di atas atau di bawah tidak akan terpengaruh. Ketika terjadi inovasi teknologi pada suatu lapisan atau ketika ada masalah di suatu lapisan saat bekerja, lapisan lain tidak akan terganggu, dan saat menyelesaikan masalah, hanya perlu mempertimbangkan masalah di lapisan tersebut secara terpisah.

3. Struktur dapat dibagi. Setiap lapisan dapat menggunakan teknologi yang paling sesuai untuk diimplementasikan. Perkembangan teknologi sering kali tidak simetris, pembagian yang terstruktur secara hierarkis secara efektif menghindari efek ember, dan tidak akan mempengaruhi efisiensi kerja keseluruhan karena ketidaksempurnaan teknologi di salah 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 masalah tidak dapat ditemukan atau diselesaikan.

5. Dapat mempromosikan pekerjaan standarisasi. Karena setiap lapisan memiliki deskripsi yang tepat tentang fungsinya dan layanan yang disediakan. Manfaat dari standarisasi adalah dapat dengan bebas mengganti salah satu lapisan, yang sangat nyaman untuk digunakan dan diteliti.

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

![Sebuah Artikel Merangkum Dasar-Dasar Jaringan Lapisan Kedua Bitcoin]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-aacf9b18cc5ef94cda4d153a96836ffe.webp(

2. Beberapa Pemikiran Konstruksi Bitcoin Layer2

Kami menggunakan pembangunan lapisan kedua Bitcoin sebagai studi kasus untuk melakukan analisis terkait. Ada tiga jalur pembangunan lapisan kedua yang signifikan untuk Bitcoin:

)1( salah satunya adalah jalur ekspansi berbasis rantai, mirip dengan lapisan kedua EVM, adalah struktur blockchain;

)2( salah satunya adalah jalur berbasis terdistribusi, yang diwakili oleh jaringan Lightning, adalah struktur terdistribusi.

)3( Ada juga satu jenis yang berdasarkan sistem terpusat, yang diwakili oleh indeks terpusat, adalah struktur terpusat.

Kedua cara tersebut memiliki karakteristik yang unik, dan sudah ada beberapa produk yang digunakan serta produk yang sedang dieksplorasi. Untuk cara pertama, karena perkembangan pesat Ethereum dan eksplorasi rantai tiruan Bitcoin lainnya, perluasan layer kedua berbasis rantai relatif lebih mudah, dengan lebih banyak kasus yang dapat dijadikan referensi. Cara kedua yang berbasis distribusi biasanya lebih sulit, dan perkembangannya juga lebih lambat, dengan jaringan Lightning sebagai representasinya. Cara ketiga sangat kontroversial, karena terlihat tidak seperti pembangunan layer kedua, tetapi tampaknya telah menyelesaikan fungsi pembangunan layer kedua.

Solusi pembangunan layer kedua mana yang lebih baik? Kami menggunakan hasil pasar sebagai standar pengukuran, jaringan layer kedua mana yang memiliki Total Value Locked TVL) tinggi, maka solusi tersebut adalah solusi terbaik. Seiring dengan perkembangan waktu dan teknologi, solusi terbaik ini akan menjadi proses yang berubah.

Untuk definisi jaringan layer kedua Bitcoin, selama bergantung pada jaringan Bitcoin dan membangun hubungan teknis dengan jaringan Bitcoin, beberapa karakteristik yang lebih unggul dari jaringan layer pertama Bitcoin, semuanya dianggap sebagai pembangunan jaringan layer kedua Bitcoin. Dengan kata lain: selama menghabiskan BTC sebagai gas, dengan BTC sebagai aset dasar, sistem yang memperluas kinerja Bitcoin dianggap sebagai pembangunan layer kedua. Berdasarkan penilaian ini, kita seharusnya mengakui jenis ketiga dari pembangunan jaringan layer kedua, yaitu pembangunan layer kedua dengan struktur terpusat.

Perkembangan teknologi Bitcoin itu sendiri, seperti modifikasi OP_RETURN, Taproot, tanda tangan Schnorr, MAST, dan Tapscript, seharusnya dirancang untuk menghubungkan lapisan satu dan dua, dan tidak seharusnya menggunakan teknologi ini untuk mengembangkan fungsi yang berlebihan, karena jaringan lapisan satu tidak akan mengalami terobosan kualitas apapun, terlepas dari seberapa banyak itu diperluas, pembangunan lapisan dua harus dilakukan. Namun, dalam situasi di mana tidak ada produk lapisan dua Bitcoin yang lebih baik, kemampuan teknologi yang menghubungkan lapisan satu dan dua ini akan digunakan secara berlebihan dalam periode waktu tertentu.

![Sebuah penjelasan tentang sistem pengetahuan dasar jaringan lapisan kedua Bitcoin](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2c2d6311345cff334bcb6338cbfe47bd.webp