作者：BEVM 來源：medium 翻譯：善歐巴，喜來順財經

介紹

比特幣生態系統不能建立在第 1 層之上。比特幣區塊鏈本質上不是圖靈完備的。而且，比特幣過于簡單的UTXO和有限的區塊空間無法處理復雜的數據和計算。因此，比特幣生態的發展需要Layer 2，特別是完全去中心化的比特幣Layer 2。比特幣15年來的幾次重大升級帶來了很多技術創新，但卻被忽視了。因此，大多數人認為比特幣無法開發出完全去中心化的支持大規模生態系統應用的 Layer 2。這是由于對比特幣發展缺乏了解，對Layer 2本質的誤解，以及對比特幣生態系統的傲慢和偏見。

進步的最大障礙是傲慢和偏見。奉勸大家放下傲慢，虛心學習，端正認識。本文旨在為去中心化的比特幣layer2澄清事實。

一、什么是layer2？Layer 2 的本質是什么？

Layer 2 的概念因以太坊生態而被人們所熟知，但 Layer 2 的概念并非源自以太坊，而是源自比特幣。

比特幣0.1版本包含了中本聰留下的一段原始代碼。該代碼允許用戶在交易被礦工確認之前更新交易。如果一個用戶的余額增加，另一個用戶的余額就會相應減少。一旦用戶完成交易，他們只能將交易結果傳輸到網絡，然后關閉他們的支付通道。基于“支付通道”的閃電網絡就是從這個概念中誕生的。它是比特幣最早的 Layer 2，也是加密世界中最早、最可行的 Layer 2 解決方案之一。

因此，在討論什么是 Layer 2 時，我們不應該只看以太坊 Layer 2，也不應該以它作為唯一標準（畢竟以太坊 Layer 2 的 rollups 設計方向經過近兩年的發展才變得可行） ）。

相反，我們應該透過表面來了解第 2 層是什么。只有這樣我們才能設計出可行的 Layer 2。

無論是比特幣 Layer 2 還是以太坊 Layer 2，它們的出現都是因為 Layer 1 主網無法處理更復雜、高性能的應用場景。以太坊需要 Layer 2 來擴展其功能，比特幣更需要它。例如，BTC可以在閃電網絡中實現快速高效的支付場景；$ETH 可以轉移到 Arbitrum，以實現更快、更便宜、更復雜的智能合約場景。

因此，比特幣 Layer 2 和以太坊 Layer 2 本質上都是讓 Layer 1 主網資產遷移到 Layer 2，以實現更復雜、高性能的應用場景。因此，Layer 2 的本質是去中心化的跨鏈解決方案+高性能、去信任的第二層網絡。

因此，比特幣 Layer 2 和以太坊 Layer 2 的設計都必須遵循一些基本原則。

1. 他們必須實現第一層資產的去信任跨鏈移動。這是最關鍵的第一步。

2. 二層網絡的賬本必須是安全且去信任的。

只有滿足這兩個條件，Layer 2 才能真正可用、完全去中心化。

二.?比特幣 Layer 2 和以太坊 Layer 2 在設計上有何不同？Layer 2 設計的原則是什么？

明確了 Layer 2 的本質及其設計的基本原理后，我們來看看比特幣 Layer 2 和以太坊 Layer 2 在實際設計上有何不同。

1. Layer 1 資產的無信任跨鏈轉移

以太坊Layer 1和Layer 2之間的跨鏈方式。Layer 2正式在以太坊主網上部署資產托管智能合約。當用戶將 ETH 從以太坊主網轉移到 Layer 2 時，他們的 ETH 被鎖定在這個智能合約中，并且新的 ETH 在 Layer 2 網絡上以 1:1 的比例生成。

當用戶發起返回主網時，Layer 2 的 ETH 被銷毀，觸發 Layer 1 上的智能合約解鎖并將 ETH 返還給用戶。這就是以太坊Layer 1和Layer 2之間的跨鏈實現方法，它是通過以太坊的智能合約以及Layer 1和Layer 2之間的通信來實現的，實現了去信任化。

那么，比特幣如何實現去信任的BTC跨鏈呢？

在2021年比特幣Taproot升級之前，不可能實現完全去中心化的BTC跨鏈。然而，Taproot 引入 Schnorr 簽名和 MAST 合約已經使之成為現實。

Schnorr簽名是一種比橢圓曲線簽名更適合比特幣的簽名算法。以太坊也曾想支持這個簽名，但由于升級簽名算法比較復雜，涉及到以太坊的賬戶系統，所以一直沒有這么做。Schnorr簽名的主要特點是聚合簽名，允許1000個比特幣地址通過一個簽名管理同一資產。

這不僅實現了簽名隱私，而且將1000個簽名的數據整合到一筆交易中，解決了多個簽名帶來的數據積累問題。因此，Schnorr簽名可以打破比特幣之前15個多重簽名的限制，實現完全去中心化的簽名管理。

MAST 合約或 Merkle 抽象語法樹使用 Merkle 樹來加密復雜的鎖定腳本。它們的葉子是一系列不重疊的文字。花費時，只需公開相關腳本以及從該腳本到 Merkle 樹根的路徑。

簡單來說，MAST 合約相當于 VM 函數（類似智能合約函數）。它們可以通過指令執行預定的操作。例如，MAST合約與Schnorr簽名的組合可以觸發MAST合約，使參與去中心化資產管理的1000個節點進行簽名，從而根據合約設定的規則智能執行比特幣的流入、流出和支出。

這里沒有人為干預；一切都由合約執行，實現了比特幣的去中心化管理。更多詳情請參考BEVM白皮書：https://github.com/btclaer2/BEVM-white-paper

我們以BTC Layer 2項目BEVM為例，看看真正的BTCLayer 2如何實現完全去中心化的跨鏈。

當用戶將 BTC 從比特幣主網轉移到 BEVM 時，他們的 BTC 會進入由 1000 個節點管理的合約地址。然后，在BEVM（即BTC第2層網絡）上1:1生成新的BTC。當用戶發出將 BTC 從 BEVM 移回主網的指令時，BEVM 網絡節點將觸發 MAST 合約，1000 個資產托管節點將按照預定規則自動簽名，將 BTC 返回到用戶地址。整個過程實現了完全的去中心化和去信任化。

從上面我們可以看到，利用Taproot引入的MAST合約和Schnorr簽名的結合，比特幣也可以實現像以太坊Layer 2一樣完全去信任的跨鏈。這是實現完全去中心化的BTC Layer最重要的第一步2.

2. 二層網絡的賬本必須是安全且去信任的

以太坊 Layer 2 的賬本由排序器管理。在處理交易時，他們通常使用 10:1 的比例來匯總 Layer 2 的賬本并將其打包到以太坊主網上，并由以太坊節點進行驗證。

然而，以太坊 Layer 2 的排序器（運行 Layer 2 網絡的節點，通常只有一個節點）完全由 Layer 2 官員中心化和控制。這樣的中心化設計如何獲得用戶的信任呢？主要是通過將Layer 2的賬本打包到以太坊主網上進行礦工節點驗證。

不信任賬本的用戶可以發起鏈下挑戰來驗證它。因此，Optimistic Rollups 也被稱為樂觀證明——它們樂觀地假設官員不會做出惡意行為，如果有，也可以通過挑戰來證明。這些組合設計可以確保 Layer 2 的賬本是值得信賴的。

然而，這也意味著以太坊 Layer 2 上的資產，比如 ETH，不具備審查能力，可以被外力強制凍結，因為以太坊 Layer 2 的定序器由單個官方節點控制，可以集中控制。這也將限制ETH Layer 2上的資產規模，因為許多大型基金會因為不抗審查的問題而猶豫是否進入。想象一下，如果你有 100,000 個 ETH，你敢把這些資產轉移到不抗審查的以太坊 Layer 2 上嗎？

同時，由此產生了兩個用戶不友好的問題：

A。由于 Optimistic Rollups 有 7 天的挑戰期，當用戶將 ETH 從 Layer 2 移回以太坊主網時，必須等待至少 7 天挑戰期結束。

b.?由于以太坊 Layer 2 的排序器完全由單一官方節點控制，因此 ETH Layer 2 上的所有跨鏈和交易費用均由官方獨享（據悉 Base、ZKsync 等 ETH Layer 2 排序器收入超過 500 萬美元）每月，峰值超過 1000 萬美元），而 Layer 2 用戶無法分享這些網絡增長紅利。

那么，比特幣 Layer 2 如何確保賬本值得信賴呢？

繼續以BEVM為例，之前我們提到BEVM通過Mast合約和Schnorr簽名的結合實現了去中心化的比特幣跨鏈。為了促進第2層和第1層之間的實時通信，BEVM的網絡完全運行在比特幣輕節點上，使其成為由1000個比特幣輕節點組成的值得信賴的網絡。

為了保證第二層賬本的絕對安全，防止網絡節點惡意行為，BEVM 采用了比特幣的經濟博弈論機制。BEVM 將管理比特幣的節點與運行第 2 層網絡的節點合并。這意味著通過資產抵押操作二層網絡的節點也是管理BTC資產的節點。

此外，BEVM 設計了完全基于經濟學的自動動態質押機制，確保 BEVM 第 2 層節點質押的 BTC/主網代幣總價值始終超過其管理的資產價值。這種博弈論機制保證了二層網絡節點沒有惡意行為的動機，從而保證了二層賬本的絕對安全和可信。

此外，BEVM 的設計帶來了以太坊 Layer 2 不具備的兩個優勢：

A。BEVM的網絡節點是完全去中心化的，不受任何項目團隊的控制。因此，這個第 2 層上的 BTC 可以抵抗審查，不能被任何力量凍結，并且可以隨時在 BEVM 和比特幣主網之間自由交叉。這就解決了主要資本的信任問題。

b.?由于BEVM網絡是由去中心化節點運營，產生的跨鏈和網絡交易費用與節點和用戶共享，而不是由項目團隊壟斷。

三．比特幣 Layer 2 的正確路徑

從上面的對比中，我們可以看出比特幣Layer 2和以太坊Layer 2的異同。由于比特幣和以太坊先天的差異，比特幣Layer 2的設計不能簡單照搬以太坊的Layer 2模型。相反，它應該深入Layer 2的本質，并將其與比特幣的獨特特性相結合，為比特幣Layer 2找到正確的路徑。

比特幣 Layer 2 設計的正確方向：

1. 比特幣的 Layer1 本質上并不是圖靈完備的。其簡單的UTXO設計和有限的塊空間無法驗證和計算復雜的數據和程序。因此，試圖在比特幣有限的 UTXO 和區塊空間內，或者通過客戶端驗證來改進這一點是不可行的。這種方式極其復雜，最多只能支持資產發行。唯一正確的方向是將BTC去中心化到Layer 2，從而能夠擴展更復雜、高性能的場景。

2、解決比特幣去中心化跨鏈到Layer 2的問題是至關重要的，因為這是一切的基礎。傳統的比特幣跨鏈方法如哈希時間鎖、掛鉤、包裝、多重簽名等很難獲得用戶信任。比特幣2021年Taproot升級帶來的Mast合約和Schnorr簽名的結合可以解決比特幣去中心化跨鏈的問題，這是比特幣Layer 2值得探索的方向。

3. 為了確保 Layer 2 賬本的安全性和可信性，不要簡單地復制以太坊 Layer 2 的模型。試圖通過rollups將BTC Layer 2賬本壓縮打包到比特幣鏈上進行驗證是不可行的，因為比特幣區塊鏈不支持OP或ZKP驗證，礦工不會參與Layer 2賬本的驗證。將這些賬本存儲在比特幣鏈上只是一種記錄保存形式，沒有任何實際目的。為了保證二層賬本的安全，可以借鑒比特幣的經濟博弈論，在經濟和博弈論層面上為節點設計一種動態的質押機制，從而保證二層網絡節點沒有惡意行為的動機，保證網絡安全。第 2 層賬本。

4.支持比特幣主網ZKP。我們都希望比特幣未來能再進行一次BIP級別的升級，讓比特幣網絡能夠驗證OP或者ZKP，讓比特幣礦機能夠進行ZKP計算。到時候，ZK-rollups就可以進入比特幣網絡，比特幣Layer 2可以實現更終極的解決方案。然而，這可能要在未來 5-10 年內才可行。

綜合以上分析，我們可以看出，目前最可行的BTC Layer 2解決方案是基于Taproot升級帶來的Mast合約和Schnorr簽名，結合比特幣輕節點動態質押網絡來實現實時通信和網絡安全介于 Layer 2 和 Layer1 之間，從而實現真正去中心化的比特幣 Layer 2。這正是 BEVM 已經實現的解決方案。

四．比特幣 Layer 2 必然超越以太坊 Layer 2，比特幣生態也必然超越以太坊生態

為什么我們相信比特幣 Layer 2 將超越以太坊 Layer 2，比特幣生態系統將超越以太坊生態系統？

我們認為有以下幾個原因：

1. 已經有一個完全去中心化的 BTC Layer 2 解決方案可用。在這樣的解決方案之前，最大的比特幣包裝資產是WBTC，由中心化機構Bitgo發行，目前規模約為65億美元。隨著完全去中心化解決方案（例如 BEVM）的出現，預計該市場可能會再增長 5-10 倍甚至更多，達到 325 億美元至 650 億美元的規模，遠遠超過 ETH 目前 200 億美元的總 TVL Layer 2（該數據包括跨鏈 ETH 和 ETH Layer 2 上的其他資產，實際跨鏈 ETH 遠小于 200 億美元）。

2. 由于比特幣本質上不是圖靈完備的，因此它比以太坊更需要 Layer 2 來發展其生態系統。因此，未來大量的BTC將會轉移到Layer 2來構建各種去中心化的BTC應用。這是由市場需求決定的。

3.比特幣 Layer 2 可以比以太坊 Layer 2 更能抵抗審查，更容易獲得用戶尤其是大資本的信任和青睞。

4、比特幣市值是以太坊的三倍。目前，ETH Layer 2 的總 TVL 約為 200 億美元，約占以太坊市值的 10%。按照同樣的比例，如果未來有 10% 的 BTC 進入比特幣 Layer 2，總 TVL 將達到 850 億美元，是以太坊 Layer 2 交易量的三倍。

四．結論

我們剖析了 Layer 2 的本質，對比了比特幣 Layer 2 和以太坊 Layer 2 的設計，看到了比特幣 Layer 2 切實可行的解決方案。基于比特幣 Layer 2 的先進設計以及以太坊 Layer 2 發展的剛性需求比特幣的體量和生態系統，我們推斷比特幣 Layer 2 必然會超越以太坊 Layer 2。

最終，比特幣生態系統也將超越以太坊生態系統。