Warum skalieren?

Bitcoin hat mehrere wesentliche Leistungsbeschränkungen:

1. Langsame Transaktionsverarbeitung: Die Blockchain von Bitcoin kann höchstens alle 10 Minuten einen neuen Block generieren. Das bedeutet, dass eine Transaktion mindestens 10 Minuten benötigt, um vom Netzwerk bestätigt zu werden, was für viele Anwendungen zu langsam ist.

2. Geringer Durchsatz: Die Blockgröße von Bitcoin ist auf 1 MB begrenzt und kann theoretisch etwa 7 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Dies ist um mehrere Größenordnungen niedriger als die Kapazität des Visa-Netzwerks.

3. Eingeschränkte Smart-Contract-Fähigkeit: Das Skriptsystem von Bitcoin ist unzureichend für die Implementierung komplexer Smart-Contract-Logik. Es unterstützt nur einfache bedingte Anweisungen und Überprüfungen, nicht aber Turing-Vollständigkeit.

4. Hohe Transaktionskosten: Die Transaktionsgebühren von Bitcoin hängen von der Größe der Transaktion und der Netzwerkauslastung ab. In Zeiten hoher Auslastung können die Gebühren recht hoch sein, was die Nutzung von Bitcoin in Szenarien wie Mikrozahlungen einschränkt.

Diese Leistungsbeschränkungen haben die Forschung und Innovation in neue Blockchain-Technologien angeregt, um schnellere, kostengünstigere und besser skalierbare digitale Währungen zu schaffen. Die Verbesserung der Leistung steht jedoch auch vor Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Dezentralisierung.

Warum nicht On-Chain skalieren?

Die On-Chain-Skalierung von Bitcoin war umstritten, hauptsächlich aufgrund von Schwierigkeiten bei der Erreichung eines Gemeinschaftskonsenses. Dies spiegelt sich vor allem in den folgenden Aspekten wider:

1. Community-Governance: Die Bitcoin-Gemeinschaft ist in der Frage der Skalierung tief gespalten. Mit dem jahrelangen Verschwinden von Satoshi Nakamoto haben die Kernentwickler und Miner keine absolute Entscheidungsgewalt. Die Skalierung erfordert einen Gemeinschaftskonsens, der sehr schwer zu erreichen ist. Die Bitcoin-Gemeinschaft besteht aus verschiedenen Interessengruppen, wie Minern, Entwicklern und Haltern, und die Koordinierung dieser unterschiedlichen Interessen ist eine Herausforderung.

2. Dezentralisierung und Sicherheitspriorität : Die Dezentralisierung von Bitcoin hängt stark von der Dezentralisierung seiner Knoten ab. Wenn die Blockgröße zu groß ist, steigen die Kosten und Hürden für den Betrieb eines Knotens, was die Dezentralisierung gefährdet. Einige Entwickler und Mitglieder der Gemeinschaft glauben, dass die Aufrechterhaltung der dezentralen Natur von Bitcoin weitaus wichtiger ist als die Erhöhung der Transaktionsgeschwindigkeit.

Insgesamt beinhaltet die Skalierung von Bitcoin komplexe Fragen im Zusammenhang mit seinen technischen Attributen, der Governance der Gemeinschaft und dem wirtschaftlichen Modell. Die Komplexität der Interessen und divergierenden Positionen erschweren die Erreichung eines Konsenses und das Vorantreiben der Skalierung.

Vor-Bitcoin L2-Skalierung

Aufgrund der Schwierigkeiten bei der On-Chain-Skalierung sind verschiedene Blockchain-Projekte entstanden, um Lösungen für das Problem der On-Chain-Skalierung zu finden, wobei sie die wachsende Nutzernachfrage erfüllen und gleichzeitig Sicherheit und Dezentralisierung aufrechterhalten.

1. Ethereum : Vitalik Buterin schlug Ethereum 2013 vor, um eine allgemeinere und flexiblere Blockchain-Plattform zu schaffen, die Smart Contracts unterstützt. Obwohl Ethereum nicht direkt als Bitcoin-Skalierungslösung gedacht war, füllte es die Lücke für komplexe Smart Contracts und dezentrale Anwendungen, die Bitcoin nicht unterbringen konnte. Ethereum arbeitet auch an Skalierungslösungen wie Sharding und Rollups.

2. Bitcoin Cash (BCH) : Durch die Erhöhung des Blockgrößenlimits steigerte BCH die Transaktionsverarbeitungskapazität on-chain erheblich. Als BCH 2017 forkte, wurde sein Blockgrößenlimit von 1MB auf 8MB und später auf 32MB erhöht. Dies reduzierte Transaktionsstaus und Verzögerungen, löste aber auch Debatten über Sicherheit und Dezentralisierung aus.

Was ist Bitcoin L2-Skalierung?

Bitcoin L2 umfasst eine Reihe von Skalierungsprotokollen und -technologien, die auf der Bitcoin-Blockchain aufbauen. Es zielt darauf ab, die Funktionalität zu skalieren und zu erweitern, indem einige Transaktionen und Zustandsübergänge von der Bitcoin-Hauptkette auf eine zweite Ebene verlagert werden.

Frühe Diskussionen über die Skalierung von Bitcoin verwendeten das Konzept "L2" nicht häufig, sondern konzentrierten sich mehr auf spezifische On-Chain- und Off-Chain-Skalierungslösungen wie Sidechains und Zahlungskanäle. Mit dem Anstieg des Interesses an Inscriptions und der rasanten Entwicklung von Ethereum Layer 2-Technologien haben viele Projekte und Fonds begonnen, den Begriff "Bitcoin L2" zu verwenden, um sich auf verschiedene Bitcoin-Skalierungslösungen zu beziehen.

Frühe Bitcoin L2-Skalierungslösungen (Vor 2023)

- State Channels: Lösungen wie das Lightning Network, einer der frühesten Off-Chain-Skalierungsversuche, ermöglichen es Benutzern, schnelle Off-Chain-Mikrozahlungen innerhalb eines Zahlungskanals durchzuführen.

- Sidechains: Sidechains laufen parallel zur Bitcoin-Hauptkette und ermöglichen schnellere und kostengünstigere Transaktionen, indem Bitcoin auf der Hauptkette gesperrt wird.

1. Liquid Network: Von Blockstream eingeführt, zielt Liquid darauf ab, schnellere Transaktionsbestätigungen und eine höhere Kapazität zu bieten, indem es schnelle Transaktionen von Bitcoin und anderen Assets unter Verwendung eines föderierten Modells und Multi-Signatur-Technologie unterstützt.

2. Stacks (STX): Aufbauend auf der Bitcoin-Blockchain führt Stacks Smart Contracts ein und ermöglicht es Entwicklern, dezentrale Anwendungen zu erstellen. Stacks-Verträge können Bitcoin Layer 1-Transaktionen lesen und darauf reagieren.

3. Drivechain: Von Paul Sztorc vorgeschlagen, ermöglicht Drivechain die Sperrung von Bitcoin auf der Hauptkette und die Übertragung auf Sidechains für flexiblere Operationen, wodurch kundenspezifische Sidechains basierend auf spezifischen Bedürfnissen ermöglicht werden.

4. RGB : RGB zielt darauf ab, den Doppelausgabenschutz und die Zensurresistenz von Bitcoin durch Off-Chain-Verifizierung und -Übertragungen zu ermöglichen, indem clientseitige Validierung und das Konzept der einmaligen Siegel verwendet werden.

Jüngste Entwicklungen bei Bitcoin L2 (Seit 2023)

Seit Mai 2023 hat die Explosion von Inscriptions und verwandten Protokollen Bitcoin als Brennpunkt in der Blockchain-Branche wiederbelebt, was zu einem Anstieg von Bitcoin-L2-Projekten geführt hat. Der Trend geht in Richtung Mainnet-Ordinal(BRC-20)-L2-dApp-Entwicklung, wobei allein im Jahr 2023 über dreißig neue Bitcoin-L2-Projekte entstanden sind.

Zu den wichtigsten jüngsten Entwicklungen gehören:

1. Sidechain-Ansätze mit EVM-Kompatibilität:

- BEVM : Nutzt Taproot-Technologie und kombiniert Schnorr-Signaturen, Mast-Verträge und ein 1000 BTC Light Node POS-Netzwerk für dezentralisiertes Cross-Chain-Asset-Management.

- BitmapTech Merlin Chain : Entwickelt Lösungen für kettenübergreifende Interaktionen und Asset-Transfers.

2. Rollup-Lösungen:

- Bison Network : Ein auf Bitcoin aufbauendes souveränes ZK-STARK-Rollup, das Ordinals für die Datenspeicherung und DLC für die Vermögensverwahrung verwendet.

- B² Netzwerk : Ein ZK Rollup, das "Commitment Challenge" mit zkEVM für Smart-Contract-Logik kombiniert. Das Netzwerk ist in zwei Schichten unterteilt, die Rollup-Schicht und die DA-Schicht. Die Rollup-Schicht verwendet zkEVM, um Smart-Contract-Logik auszuführen. Versprechen werden durch ZK-Technologie generiert und auf dem Bitcoin-Netzwerk platziert, wodurch Herausforderungen ähnlich wie Betrugsbeweise ermöglicht werden.

3. Datenverfügbarkeit (DA) Lösungen:

- Nubit : Vereinfacht ausgedrückt organisiert Nubit eine Celestia-ähnliche DA-Kette durch den Betrieb eines POS-Konsenses und lädt regelmäßig Nubits eigene DA-Daten wie Block-Header, Transaktions-Merkle-Baum-Wurzeln usw. auf BTC L1 hoch. Daten werden off-chain gespeichert, und der Knoten ist offen, sodass das Netzwerk garantiert werden kann, solange es einen ehrlichen Knoten gibt.

Die Beteiligung von Bounce Finance an domo steht im Rampenlicht.

Info:

https://drive.google.com/file/d/1TCsN7MvvuC6dqrAxbro-9dg9lS-icxFu/view

4. Restaking-Ansätze:

- Babylon Chain : Ermöglicht BTC-Staking für wirtschaftliche Sicherheit in POS-Ketten und erlaubt BTC-Inhabern, andere Ketten durch kryptographische Mittel zu sichern, ohne auf Drittanbieter-Brücken oder Verwahrer angewiesen zu sein. Das Geld bleibt also im Wallet des Benutzers, ist aber gesperrt. Wenn ein BTC-Staker einen Knoten einer POS-Kette betreibt, wird nach der Verifizierung des einzig gültigen Blocks mit dem EOTS-Private-Key signiert. Wenn der Staker (der auch der Verifizierer dieser POS-Kette ist) ehrlich bleibt und nur jeweils einen gültigen Block signiert, wird er vom Verifizierer der POS-Kette belohnt; versucht er, böswillig zu handeln und zwei Blöcke auf derselben Höhe zu signieren, wird sein EOTS-Private-Key umgekehrt, und jeder kann diesen Private-Key verwenden, um die gestakten BTC zur BTC-Kette zu transferieren und so die Konfiszierung zu realisieren.

Marktfokus und Trends

Aktuelle Schwerpunktbereiche für BTC L2 umfassen:

1. Sicherheit von L1 : Die Sicherstellung, dass L2 die Sicherheit von Bitcoin L1 erbt, ist entscheidend, aber herausfordernd, ohne dass L1 Berechnungen ausführt, um L2-Aktionen zu verifizieren.

2. Vertrauensminimierte Brücken : Sichere und vertrauensminimierte Brücken zwischen L1 und L2 bleiben eine zentrale Herausforderung, da Bitcoin nicht über die Fähigkeit für L1-geschützte Brücken verfügt, wie sie bei Ethereum-Smart-Contracts existieren.

Aufkommende Trends beinhalten:

1. Modularer Ansatz : Mit dem explosiven Wachstum des BTC-Ökosystems werden modulare Lösungen, wie BTC-spezifische DA-Schichten, immer wichtiger, um Konsistenz und Skalierbarkeit zu gewährleisten.

2. Bitcoin-MEV-Entwicklung : Mit dem Wachstum von BTC L2 nehmen die Möglichkeiten für MEV in Bitcoin-Blockchains zu, insbesondere da BRC-20 und Runes an Popularität gewinnen.

3. Aggregierte Yield-DeFi-Anwendungen : Immer mehr BTC-L2-Projekte erfordern BTC-Staking und schaffen damit grundlegende Renditemöglichkeiten. Plattformen wie BounceBit arbeiten mit CeFi zusammen, um Renditen aus gestakten BTC-Vermögenswerten zu generieren.

4. Bitcoin-Restaking: Innovationen wie die Babylon Chain ermöglichen es, dass BTC-Staking zur Sicherung anderer Blockchains verwendet wird und bieten so neue Möglichkeiten für BTC-Inhaber, Belohnungen zu verdienen.

Durch die Nutzung dieser aufkommenden Trends und Technologien zielen Bitcoin-L2-Projekte darauf ab, die Skalierungsherausforderungen zu bewältigen und gleichzeitig die Grundprinzipien von Sicherheit und Dezentralisierung beizubehalten.

Bitcoin-Skalierungsevolution: Erforschung und Ausblick von der Vergangenheit bis in die Zukunft