为什么需要扩容？

比特币存在几个主要的性能限制：

1. 交易处理缓慢：比特币区块链最多每10分钟才能生成一个新区块。这意味着一笔交易至少需要10分钟才能得到网络确认，对许多应用场景来说太慢了。

2. 吞吐量低：比特币的区块大小限制在1MB，理论上每秒只能处理约7笔交易。这比Visa网络的处理能力低几个数量级。

3. 智能合约能力有限：比特币的脚本系统不足以实现复杂的智能合约逻辑。它只支持基本的条件语句和验证，而不是图灵完备的。

4. 交易成本高：比特币的交易费取决于交易的大小和网络拥堵程度。在繁忙时期，费用可能相当高，限制了比特币在小额支付等场景中的使用。

这些性能限制推动了对新区块链技术的研究和创新，以创造更快、更便宜、更可扩展的数字货币。然而，提高性能的同时也面临着安全性和去中心化的挑战。

为什么不在链上扩容？

比特币的链上扩容一直存在争议，主要是因为难以达成社群共识。这主要体现在以下几个方面：

1. 社区自治：比特币社群在扩容问题上存在深刻分歧。随着中本聪多年来的消失，核心开发者和矿工并不拥有绝对的决策权。扩容需要社群共识，而这非常难以达成。比特币社群由矿工、开发者和持有者等各种利益相关者组成，协调这些不同的利益是一个挑战。

2. 去中心化和安全优先 ：比特币的去中心化很大程度上依赖于其节点的去中心化。如果区块大小过大，运行节点的成本和门槛就会增加，从而威胁到去中心化。一些开发者和社区成员认为，维护比特币的去中心化特性远比提高交易速度更为重要。

总的来说，比特币的扩容涉及其技术属性、社区治理和经济模型等复杂问题。利益的复杂性和立场的分歧使得达成共识和推进扩容变得困难。

比特币前的二层扩容

由于链上扩容的困难，各种区块链项目应运而生，旨在寻找链上扩容问题的解决方案，在保持安全性和去中心化的同时满足不断增长的用户需求。

1. 以太坊 ：Vitalik Buterin 于2013年提出以太坊，旨在创建一个更通用和灵活的区块链平台，支持智能合约。虽然以太坊并非直接作为比特币的扩容解决方案，但它填补了比特币无法容纳的复杂智能合约和去中心化应用的空白。以太坊也正在研究分片和 Rollups 等扩容解决方案。

2. 比特币现金（BCH） ：通过增加区块大小限制，BCH 显著提高了链上交易处理能力。BCH 在2017年分叉时，其区块大小限制从1MB提高到8MB，后来又提高到32MB。这减少了交易拥堵和延迟，但也引发了关于安全性和去中心化的争论。

什么是比特币二层扩容？

比特币二层扩容包括一系列构建在比特币区块链之上的扩容协议和技术。它旨在通过将部分交易和状态转换从比特币主链移至第二层来实现扩容和功能扩展。

早期关于比特币扩容的讨论并不经常使用"L2"这个概念，而是更多地关注特定的链上和链下扩容解决方案，如侧链和支付通道。随着人们对铭文的兴趣激增以及以太坊Layer 2技术的快速发展，许多项目和基金开始使用"比特币L2"这个术语来指代各种比特币扩容解决方案。

早期比特币L2扩容解决方案（2023年之前）

- 状态通道：如闪电网络这样的解决方案是最早的链下扩容尝试之一，允许用户在支付通道内进行快速的链下微支付。

- 侧链：侧链与比特币主链并行运行，通过在主链上锁定比特币来实现更快、更便宜的交易。

1. Liquid Network：由Blockstream推出，Liquid旨在提供更快的交易确认和更大的容量，使用联合模型和多重签名技术支持比特币和其他资产的快速交易。

2. Stacks (STX)：构建在比特币区块链之上，Stacks引入了智能合约，允许开发者创建去中心化应用。Stacks合约可以读取比特币第一层交易并对其做出响应。

3. Drivechain：由Paul Sztorc提出，Drivechain允许比特币被锁定在主链上并转移到侧链进行更灵活的操作，使得可以根据特定需求创建自定义侧链。

4. RGB ：利用客户端验证和单次使用印章的概念，RGB 旨在通过链下验证和转账实现比特币的双重支付保护和抗审查能力。

近期比特币 L2 发展（2023 年以来）

自 2023 年 5 月以来，铭文和相关协议的爆发使比特币重新成为区块链行业的焦点，导致比特币 L2 项目激增。发展趋势朝向主网-Ordinal（BRC-20）-L2-dApp 开发，仅 2023 年就涌现了超过三十个新的比特币 L2 项目。

近期关键发展包括：

1. 具有 EVM 兼容性的侧链方法：

- BEVM ：利用 Taproot 技术，结合 Schnorr 签名、Mast 合约和 1000 BTC 轻节点 POS 网络，实现去中心化跨链资产管理。

- BitmapTech Merlin Chain ：开发跨链交互和资产转移解决方案。

2. Rollup 解决方案：

- Bison Network ：基于比特币构建的 ZK-STARK 主权 Rollup，使用铭文进行数据存储，使用 DLC 进行资产托管。

- B² Network : 一个将"承诺挑战"与zkEVM混合用于智能合约逻辑的ZK Rollup。该网络分为两层，Rollup层和DA层。Rollup层使用zkEVM运行智能合约逻辑。通过ZK技术生成承诺并置于比特币网络之上，允许进行类似于欺诈证明的挑战。

3. 数据可用性（DA）解决方案：

- Nubit ：简单来说，Nubit通过运行POS共识组织了一个类似Celestia的DA链，并定期将Nubit自身的DA数据（如区块头、交易Merkle树根等）上传到BTC L1。数据存储在链下，节点是开放的，因此只要有一个诚实节点，就能保证网络的安全。

Bounce Finance与domo的合作引人注目。

资料：

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

4. 再质押方法：

- Babylon Chain : 允许BTC参与POS链的经济安全性质押，使BTC持有者能够通过密码学手段保护其他链的安全，而无需依赖第三方桥接或托管人。因此，资金仍然在用户的钱包中，但被锁定。当BTC质押者运行POS链的节点时，在验证唯一有效区块后，会用EOTS私钥签名。如果质押者（同时也是该POS链的验证者）保持诚实并且每次只签署一个有效区块，那么它将获得POS链验证者的奖励；如果它试图作恶并在同一高度签署两个区块，那么它的EOTS私钥将被反转，任何人都可以使用这个私钥将质押的BTC转移到BTC链上，从而实现没收。

市场焦点和趋势

BTC L2当前的重点领域包括：

1. 来自L1的安全性 : 确保L2继承比特币L1的安全性至关重要，但在L1不执行计算以验证L2操作的情况下，这是一个挑战。

2. 最小化信任的桥接 : L1和L2之间安全且最小化信任的桥接仍然是一个关键挑战，因为比特币缺乏类似以太坊智能合约的L1保护桥接能力。

新兴趋势包括：

1. 模块化方法 : 随着BTC生态系统的爆炸性增长，模块化解决方案，如BTC特定的DA层，正变得越来越突出，以维持一致性和可扩展性。

2. 比特币 MEV 开发 ：随着比特币 L2 的增长，比特币链上的 MEV 机会正在增加，特别是随着 BRC-20 和 runes 的日益普及。

3. 聚合收益 DeFi 应用 ：更多的比特币 L2 项目需要比特币质押，创造了底层收益机会。像 BounceBit 这样的平台与中心化金融（CeFi）合作，从质押的比特币资产中产生收益。

4. 比特币再质押： 像 Babylon Chain 这样的创新允许比特币质押来保护其他链的安全，为比特币持有者提供了赚取奖励的新机会。

通过利用这些新兴趋势和技术，比特币 L2 项目旨在解决扩展挑战，同时维护安全性和去中心化的核心原则。

比特币扩容演进：从过去到未来的探索与展望