為什麼要擴展？

比特幣有幾個主要的性能限制：

1. 交易處理緩慢：比特幣區塊鏈最多每10分鐘才能生成一個新區塊。這意味著一筆交易至少需要10分鐘才能被網絡確認，對於許多應用來說太慢了。

2. 吞吐量低：比特幣的區塊大小限制為1MB，理論上每秒只能處理約7筆交易。這比Visa網絡的容量低了幾個數量級。

3. 智能合約能力有限：比特幣的腳本系統不足以實現複雜的智能合約邏輯。它只支持基本的條件語句和驗證，而不是圖靈完備的。

4. 交易成本高：比特幣的交易費取決於交易的大小和網絡擁堵情況。在繁忙時期，費用可能相當高，限制了比特幣在小額支付等場景中的使用。

這些性能限制推動了對新區塊鏈技術的研究和創新，以創造更快、更便宜、更具擴展性的數字貨幣。然而，提高性能也面臨著安全性和去中心化的挑戰。

為什麼不在鏈上擴展？

在鏈上擴展比特幣一直存在爭議，主要是由於難以達成社區共識。這主要體現在以下幾個方面：

1. 社區治理：比特幣社區在擴展問題上存在深刻分歧。隨著中本聰多年來的消失，核心開發者和礦工並不擁有絕對的決策權。擴展需要社區共識，而這非常難以達成。比特幣社區由礦工、開發者和持有者等各種利益相關者組成，協調這些不同的利益是具有挑戰性的。

2. 去中心化和安全優先 ：比特幣的去中心化高度依賴於其節點的去中心化。如果區塊大小過大，運行節點的成本和門檻就會增加，威脅到去中心化。一些開發者和社區成員認為，維護比特幣的去中心化本質遠比提高交易速度重要。

總的來說，比特幣的擴展涉及與其技術屬性、社區治理和經濟模型相關的複雜問題。利益的複雜性和立場的分歧使得達成共識和推進擴展變得困難。

比特幣之前的第二層擴展

由於鏈上擴展的困難，各種區塊鏈項目應運而生，試圖尋找解決鏈上擴展問題的方案，在保持安全性和去中心化的同時滿足不斷增長的用戶需求。

1. 以太坊 ：Vitalik Buterin 於 2013 年提出以太坊，旨在創建一個更通用和靈活的區塊鏈平台，支持智能合約。雖然以太坊並非直接作為比特幣的擴展解決方案，但它填補了比特幣無法容納的複雜智能合約和去中心化應用的空白。以太坊也在研究分片和 Rollups 等擴展解決方案。

2. 比特幣現金（BCH） ：通過增加區塊大小限制，BCH 顯著提高了鏈上的交易處理能力。當 BCH 在 2017 年分叉時，其區塊大小限制從 1MB 提高到 8MB，後來又提高到 32MB。這減少了交易擁堵和延遲，但也引發了關於安全性和去中心化的爭論。

什麼是比特幣第二層擴展？

比特幣第二層擴展包括一系列建立在比特幣區塊鏈之上的擴展協議和技術。它旨在通過將部分交易和狀態轉換從比特幣主鏈移至第二層來實現擴展和功能擴展。

早期關於比特幣擴容的討論並不經常使用"L2"這個概念，而是更多地關注特定的鏈上和鏈下擴容解決方案，如側鏈和支付通道。隨著對銘文的興趣激增以及以太坊第二層技術的快速發展，許多項目和基金開始使用"比特幣L2"一詞來指代各種比特幣擴容解決方案。

早期比特幣L2擴容解決方案（2023年之前）

- 狀態通道：像閃電網絡這樣的解決方案是最早的鏈下擴容嘗試之一，允許用戶在支付通道內進行快速的鏈下小額支付。

- 側鏈：側鏈與比特幣主鏈並行運行，通過在主鏈上鎖定比特幣來實現更快、更便宜的交易。

1. Liquid Network：由Blockstream推出，Liquid旨在提供更快的交易確認和更大的容量，使用聯合模型和多重簽名技術支持比特幣和其他資產的快速交易。

2. Stacks (STX)：建立在比特幣區塊鏈之上，Stacks引入了智能合約，允許開發者創建去中心化應用程序。Stacks合約可以讀取比特幣第一層交易並對其作出回應。

3. Drivechain：由Paul Sztorc提出，Drivechain允許將比特幣鎖定在主鏈上並轉移到側鏈進行更靈活的操作，能夠根據特定需求創建自定義側鏈。

4. RGB : 透過使用客戶端驗證和單次使用印章的概念，RGB 旨在通過鏈下驗證和轉移實現比特幣的雙重支付保護和抗審查能力。

近期比特幣第二層發展（2023年以來）

自2023年5月以來，銘文和相關協議的爆發重新激活了比特幣作為區塊鏈行業的焦點，導致比特幣第二層項目激增。發展趨勢朝向主網-序數（BRC-20）-第二層-去中心化應用程序的開發，僅2023年就出現了超過三十個新的比特幣第二層項目。

主要近期發展包括：

1. 具有 EVM 兼容性的側鏈方法：

- BEVM : 利用 Taproot 技術，結合 Schnorr 簽名、Mast 合約和 1000 BTC 輕節點 POS 網絡進行去中心化跨鏈資產管理。

- BitmapTech Merlin Chain : 開發跨鏈互動和資產轉移的解決方案。

2. Rollup 解決方案：

- Bison Network : 一個建立在比特幣上的 ZK-STARK 主權 Rollup，使用序數進行數據存儲，並使用 DLC 進行資產託管。

- B² Network : 一個將「承諾挑戰」與zkEVM混合用於智能合約邏輯的ZK Rollup。該網絡分為兩層，即Rollup層和DA層。Rollup層使用zkEVM運行智能合約邏輯。通過ZK技術生成承諾並放置在比特幣網絡之上，允許進行類似於欺詐證明的挑戰。

3. 數據可用性（DA）解決方案：

- Nubit ：簡而言之，Nubit通過運行POS共識組織了一個類似Celestia的DA鏈，並定期將Nubit自身的DA數據（如區塊頭、交易默克爾樹根等）上傳至BTC L1。數據存儲在鏈下，節點是開放的，因此只要有一個誠實節點，就可以保證網絡安全。

Bounce Finance參與domo備受關注。

資訊：

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

4. 重質押方法：

- Babylon Chain : 允許BTC質押以提供POS鏈的經濟安全，使BTC持有者能夠通過加密手段來保護其他鏈，而無需依賴第三方橋接器或託管人。因此，資金仍然在用戶的錢包中，但被鎖定。當BTC質押者運行POS鏈的節點時，在驗證唯一有效的區塊後，會用EOTS私鑰簽名。如果質押者（同時也是此POS鏈的驗證者）保持誠實並每次只簽署一個有效區塊，則會得到POS鏈驗證者的獎勵；如果試圖作惡並在同一高度簽署兩個區塊，則其EOTS私鑰將被反轉，任何人都可以使用此私鑰將質押的BTC轉移到BTC鏈上以實現沒收。

市場焦點和趨勢

BTC L2當前的重點領域包括：

1. 來自L1的安全性 ：確保L2繼承比特幣L1的安全性至關重要，但在沒有L1執行計算來驗證L2行為的情況下，這是具有挑戰性的。

2. 最小化信任的橋接 ：L1和L2之間安全且最小化信任的橋接仍然是一個關鍵挑戰，因為比特幣缺乏類似以太坊智能合約的L1保護橋接能力。

新興趨勢包括：

1. 模塊化方法 ：隨著BTC生態系統的爆炸性增長，模塊化解決方案（如BTC特定的DA層）正變得突出，以維持一致性和可擴展性。

2. 比特幣 MEV 開發 ：隨著比特幣 L2 的發展，比特幣鏈上的 MEV 機會正在增加，特別是隨著 BRC-20 和 runes 的普及。

3. 聚合收益 DeFi 應用 ：更多的比特幣 L2 項目需要比特幣質押，創造了潛在的收益機會。像 BounceBit 這樣的平台與中心化金融（CeFi）合作，從質押的比特幣資產中產生收益。

4. 比特幣再質押： 像 Babylon Chain 這樣的創新允許比特幣質押來保護其他鏈的安全，為比特幣持有者提供了新的獲得獎勵的機會。

通過利用這些新興趨勢和技術，比特幣 L2 項目旨在解決擴展性挑戰，同時維護安全性和去中心化的核心原則。

比特幣擴容演進：從過去到未來的探索與展望