區(qū)塊鏈系統(tǒng)的第二層項目是怎么一回事

我們都知道，區(qū)塊鏈技術(shù)本身是革命性的，許多情況下，在分散化、不變性和對審查制度的抵制方面，它提供了前所未有的機會。然而，基于區(qū)塊鏈的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)知道其局限性，主要的局限性是有限的可伸縮性，以及與其他生態(tài)系統(tǒng)（包括區(qū)塊鏈和非區(qū)塊鏈）的互操作性。

區(qū)塊鏈不可能三角

在區(qū)塊鏈技術(shù)的世界中，存在著所謂的區(qū)塊鏈三難困境，它包括三個參數(shù)：分散化、可擴展性和安全性。傳統(tǒng)觀點認為，只實現(xiàn)其中兩個目標是可能的，但同時實現(xiàn)三個目標是不可能的。例如，比特幣網(wǎng)絡(luò)在提供分散化和安全性方面做得很好，但無法提供可擴展性。Ripple實現(xiàn)了良好的可擴展性和安全性，但這是以更大的集中化為代價的，等等。

這些問題的解決方案之一是創(chuàng)建第2層系統(tǒng)，其中大多數(shù)旨在解決可擴展性問題，這主要取決于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的吞吐量（交易的數(shù)量和速度）。

第2層的技術(shù)解決方案有許多基本選項，包括：

· 支付渠道

· 廣義狀態(tài)通道

· 側(cè)鏈

比特幣BTC， 1.76%和以太坊ETH， 2.70%的社區(qū)都非常發(fā)達，數(shù)量眾多，因此他們可以創(chuàng)建第二層的項目，目的僅僅是提高他們自己生態(tài)系統(tǒng)的可擴展性。與此同時，還有一些2層項目沒有綁定到特定的區(qū)塊鏈。

閃電網(wǎng)絡(luò)

比特幣可擴展性

閃電網(wǎng)絡(luò)（LN）是Joseph Poon和Thaddeus Dryja在2016年提出的一種分布式支付P2P協(xié)議，在比特幣區(qū)塊鏈上運行，以加快交易和減少小額支付。所有這些都應(yīng)有助于提高整個生態(tài)系統(tǒng)的可擴展性，參與者能夠以大批量和高速的方式付款，而且無需求助于托管服務(wù)，因為支付渠道中的所有操作都以存儲在區(qū)塊鏈上的多簽名地址的真實加密貨幣資金為后盾。

LN 為此使用雙向支付渠道。他們的工作原則是：比特幣區(qū)塊鏈中的鏈條交易僅在兩個參與者之間的通道打開和關(guān)閉時進行，所有中間交易都在閃電網(wǎng)絡(luò)本身進行，即外部主區(qū)塊無需以標準比特幣網(wǎng)絡(luò)范圍的共識確認每筆交易。

因此，如果參與者之間有多個交易，那么首先可以節(jié)省交易費用，其次，可以比在鏈上進行更快的交易。

在技術(shù)層面上，閃電網(wǎng)絡(luò)使用多簽名地址和它自己的智能合約語言。該協(xié)議仍在開發(fā)中。

閃電網(wǎng)絡(luò)上的使用費，包括實際的LN網(wǎng)絡(luò)路由費（目前設(shè)置為零，因為到目前為止LN節(jié)點的數(shù)量相對較小，費用肯定會在未來增加），但這筆費用的大小將始終小于比特幣網(wǎng)絡(luò)本身的相應(yīng)費用（否則用戶可以隨時停止使用閃電并將交易轉(zhuǎn)移到主網(wǎng)絡(luò)）。此外，當LN支付渠道被打開或關(guān)閉時，比特幣網(wǎng)絡(luò)交易需要付費。同時，LN 確實存在某些問題。例如，比特幣交易的成本有可能大幅上升，這只是LN支付的一部分，但仍然是必不可少的組成部分。如果發(fā)生這種情況，它還會影響閃電，尤其是閃電在商家之間的分布和采用程度。

許多人認為，LN節(jié)點需要持續(xù)在線進行支付是一種劣勢，因為該節(jié)點很容易受到各種攻擊。此外，由于可以在比特幣網(wǎng)絡(luò)上進行（這種方法被認為是存儲加密貨幣最安全的方法），LN中資金的冷存變得不可能。

另外，如果一個節(jié)點長時間處于離線狀態(tài)，支付通道的一方可以單方面關(guān)閉該通道（稱為欺詐通道關(guān)閉），這也可能導致另一方資金損失。為了防止在LN中出現(xiàn)這種情況，有一段時間可能會對通道關(guān)閉產(chǎn)生爭議，但這段時間間隔不是無限的，這意味著足夠長的脫機停留可能會導致不希望出現(xiàn)的結(jié)果。

LN的另一個風險是它不是完全分散的，因為可以在那里形成自然的中心——具有大量支付渠道的節(jié)點（例如，流行網(wǎng)點的節(jié)點等）。這可能導致這樣一個事實，即關(guān)閉這樣的集線器將導致重要網(wǎng)絡(luò)陣列的不可操作性。事實上，我們可以在這里看到前面提到的區(qū)塊鏈三難困境并沒有在這里消失，在LN中，可擴展性的實現(xiàn)不利于分散。

因此，盡管閃電網(wǎng)絡(luò)是一個很有前途的發(fā)展，但這個項目（至少以目前的形式）很難解決比特幣面臨的問題。

雷電網(wǎng)絡(luò)

以太坊可擴展性

在以太層生態(tài)系統(tǒng)中，閃電網(wǎng)絡(luò)的一種特殊的類似物被稱為Raiden網(wǎng)絡(luò)。Raiden項目的設(shè)計考慮到了以太坊的獨特特點。

像閃電一樣，Raiden處交易務(wù)時沒有先將它們發(fā)送到以太坊區(qū)塊鏈。Raiden不需要第三方來處理交易。這是可能的，因為Raiden使用存在于以太坊網(wǎng)絡(luò)上的集市合約。因此，不需要中介，因為這個過程被委托給一個自治的系統(tǒng)。然而，在Raiden網(wǎng)絡(luò)中，所有這些都不是在以太坊區(qū)塊鏈上完成的，而是在一個單獨的安全通信網(wǎng)絡(luò)中，在用戶之間部署直接支付通道。每個通道都保持打開狀態(tài)，可以使用任意次數(shù)，直到其中一方?jīng)Q定關(guān)閉它。以太坊區(qū)塊鏈僅在通道打開和關(guān)閉時使用，即分別發(fā)生初始交易和最終交易時。

這可以解決以太坊的可擴展性和加速支付的問題，這也是該網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者自2015年以來一直在努力解決的問題。低轉(zhuǎn)會費也使小額支付成為可能。

Raiden Network使用它自己的RDN代幣，并向改進網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)人員收取交易費用。Raiden網(wǎng)絡(luò)還支持任何兼容的ERC20代幣。

Raiden是以太坊社區(qū)期待已久的項目，但目前還不清楚它是否會成為生態(tài)系統(tǒng)的可擴展性解決方案，因為還有其他替代方案。此外，在未來的更新中，以太坊開發(fā)人員自己也有可能通過系統(tǒng)本身來解決這個問題。

Counterfactual

以太坊的可擴展性極其智能合約

Counterfactual還設(shè)定了一個擴展以太坊空間生態(tài)系統(tǒng)的目標。然而，與Raiden 網(wǎng)絡(luò)不同的是，該項目不僅旨在改進以太坊的交易，而且還著眼于智能合約系統(tǒng)本身。與Raiden不同，這是通過使用通用狀態(tài)通道而不是支付通道實現(xiàn)的。

因此，Counterfactual由幾個組件組成：用于獨立應(yīng)用程序的庫、通用狀態(tài)通道的直觀可理解協(xié)議和一組以太坊智能合約。

與Web3類似，Counterfactual客戶端庫可被應(yīng)用程序用于創(chuàng)建消息，并使用離鏈協(xié)議向其對手方發(fā)送消息。用戶可以簽署（有時是自動的）并寫入?yún)^(qū)塊鏈的承諾中，而不是直接向以太坊網(wǎng)絡(luò)簽署和發(fā)送交易，而是將這些承諾直接發(fā)送給他們的交易對手方。所有參與者在使用協(xié)議時簽署的交易時最終都被設(shè)計成這樣一種方式：如果一方不響應(yīng)或以其他方式偏離其義務(wù)，則可以將它們放在區(qū)塊鏈上。

在其工作中，Counterfactual依賴于L4、Magmo、Sprites、Perun等項目的研究。

Celer Network

可擴展到任何以dApps為重點的區(qū)塊鏈

Celer 網(wǎng)絡(luò)是一項多層技術(shù)，為現(xiàn)有和未來的區(qū)塊鏈提供網(wǎng)絡(luò)擴展。一個基于celer的網(wǎng)絡(luò)可以擴展到每秒數(shù)十億個安全的私人交易。Celer 網(wǎng)絡(luò)的目標是釋放區(qū)塊鏈的全部潛力，并徹底改革分散式應(yīng)用程序的創(chuàng)建和使用，如游戲、在線拍賣、保險、市場預(yù)測以及分散式交易所。

Celer技術(shù)的主要優(yōu)點是其架構(gòu)具有多層性，具有方便的跨層接口。Celer使用的技術(shù)棧稱為cStack，由以下幾層組成：

cChannel： Celer網(wǎng)絡(luò)技術(shù)棧的底層，具有一定的抽象性，使用廣義狀態(tài)通道（即類似于閃電網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員最初提出的方法）與各種區(qū)塊鏈系統(tǒng)通信。

· cRoute： Celer支付路由模塊，由分布式均衡路由（DBR）表示，使用分布式擁塞梯度指導支付流量。

· cRoute具有容錯性、可證明的最優(yōu)帶寬、透明的信道均衡、匿名性和完全分散等特點。每個節(jié)點只與相鄰節(jié)點通信，大大減少了整個網(wǎng)絡(luò)中信號傳輸?shù)男枰Ｔ贑eler網(wǎng)絡(luò)中，路由的匿名性是通過所謂的洋蔥節(jié)點來實現(xiàn)的，它逐層解碼下一個支付目的地的地址。

· cOS是一個以操作系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)的開發(fā)框架，它極大地簡化了各種平臺上獨立應(yīng)用程序的開發(fā)和使用。

CELR是ERC20代幣，是Celer cEconomy的基礎(chǔ)。cEconomy的任務(wù)是在提高網(wǎng)絡(luò)可擴展性的情況下，平衡服務(wù)的流動性和可用性問題。實現(xiàn)這一目標的計劃依靠三個主要部分：

· 流動性承諾證明（PoLC）。這是一個基于“凍結(jié)”外部數(shù)字資產(chǎn)（例如，其他加密貨幣）的虛擬挖掘過程，在擴展系統(tǒng)時，這些資產(chǎn)應(yīng)該能夠保證流動性。

· 流動性支持拍賣（LiBA）。這一機制有助于通過協(xié)商利率下的群眾借貸實現(xiàn)流動性。貸款機構(gòu)有一個排名機制。

· 國家監(jiān)護網(wǎng)（SGN）是一種特殊的小型旁路網(wǎng)絡(luò)，用于存儲用戶通道離線時的狀態(tài)。

Celer網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員聲明的主要關(guān)注點之一是用于快速創(chuàng)建和使用高度可伸縮分散應(yīng)用程序（dApps）的第2層網(wǎng)絡(luò)。

GEO Protocol

通用的可擴展性，加上區(qū)塊鏈和非區(qū)塊鏈系統(tǒng)之間的互操作性

GEO Protocol是一種通用的非鏈開源協(xié)議，它提供了擴展區(qū)塊鏈系統(tǒng)的能力，以及在不同區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)之間、區(qū)塊鏈世界和傳統(tǒng)金融之間提供互操作性。

而且，GEO Protocol是一種開放技術(shù)，允許為各種不同的用例開發(fā)新的分散和分布式服務(wù)和解決方案，包括各種支付和結(jié)算系統(tǒng)、本地貨幣等，以及一些非財務(wù)解決方案，例如計分系統(tǒng)、委托的民主系統(tǒng)、忠誠計劃等等。此外，還可以將實物資產(chǎn)和其他非數(shù)字資產(chǎn)數(shù)字化，從而使這些資產(chǎn)隨后在全球地球觀測網(wǎng)絡(luò)中周轉(zhuǎn)。

可擴展性問題通過創(chuàng)建一個真正的分布式離線網(wǎng)絡(luò)來解決，其中安全交易由本地共識（即，不是由整個網(wǎng)絡(luò)，而是僅由直接參與每個事務(wù)的成員）確認。同時，GEO Protocol提供了此類交易的跨鏈原子性，從而允許不同區(qū)塊鏈之間的真正互操作性。

這樣的網(wǎng)絡(luò)將具有幾乎無限的帶寬，因此具有適當?shù)目蓴U展性。此外，它對通信和計算資源的要求也非常低，這意味著地理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點幾乎可以安裝在任何設(shè)備上，包括移動設(shè)備。同時，原子性支持系統(tǒng)保證即使在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)境（因此，移動網(wǎng)絡(luò)）中也能運行。

GEO Protocol開發(fā)商為自己制定的主要任務(wù)是為有價值的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建一個基本協(xié)議解決方案，即一個全球金融網(wǎng)絡(luò)，將所有可能的“有價值的局域網(wǎng)”聯(lián)合起來，如加密貨幣系統(tǒng)、法定貨幣系統(tǒng)、銀行和金融機構(gòu)、交易所和交易平臺、各種資產(chǎn)登記，包括所有權(quán)登記等。

在這樣一個全球網(wǎng)絡(luò)中，不論其性質(zhì)或起源如何，任何形式的超快和極便宜的價值轉(zhuǎn)移都是可能的。

結(jié)論

幾十個項目正在尋求為區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可擴展性問題的各個方面設(shè)計適當?shù)姆椒?。社區(qū)聚集在最發(fā)達的生態(tài)系統(tǒng)（如比特幣和以太坊）周圍，創(chuàng)建旨在改善自身特定生態(tài)系統(tǒng)的解決方案。這些項目包括閃電網(wǎng)絡(luò)、 Raiden 網(wǎng)絡(luò) 和 Counterfactual。

然而，在未來的更新中，主要區(qū)塊鏈的開發(fā)者有可能完全或部分地解決這個問題（例如，我們預(yù)計Ethereum 2.0將在2020年初發(fā)布）。

其他第2層項目關(guān)注于為更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)解決可擴展性問題，而不局限于其中任何一個生態(tài)系統(tǒng)，這使得它們更加通用。這些項目包括Celer 網(wǎng)絡(luò)。

最后，像GEO Protocol這樣的第二層項目，除了解決了跨范圍廣泛的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的問題外，還解決了它們的互操作性問題——不僅局限于區(qū)塊鏈本身的世界本身——讓它們能夠有效地與傳統(tǒng)金融世界聯(lián)系起來，從而形成一個無縫的全球網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)價值轉(zhuǎn)移交換。