UTXO Research и Galaxy Research о текущем состоянии и перспективах мостов и роллапов на основе Биткойна. Революции всегда беспорядочны, хаотичны и по определению часто становятся неожиданностью. L2-революция в Биткойне идёт по тому же пути. Досконально понять происходящее может быть непросто, однако общее направление вполне очевидно: мы быстро движемся к следующему шагу на пути к гипербиткойнизации.
Со вступлением в новую эру развития Биткойна большинству людей всё труднее понимать суть появляющихся решений второго уровня (Layer 2, L2) и ещё сложнее следить за некоторыми связанными с этим техническими терминами: сайдчейны, роллапы, секвенсеры, мультиподписи, ZK-proofs… В этом отчёте авторы UTXO Research проливают свет на эти концепции и приводят собственный тезис в отношении L2-решений для Биткойна и отвечая на следующие вопросы:
- Нужны ли вообще Биткойну бриджи/мосты?
- В чём заключаются различия между сайдчейнами (BOB, Botanix и т.д.) и дизайнами роллапов (Alpen, Citrea)?
- Какие стратегии используются, чтобы убедить биткойнеров пользоваться мостами для своих BTC?
- Какие существуют реализации BitVM и как они совершают революцию в мостах для Биткойна?
- Могут ли роллапы конкурировать с существующими L2-дизайнами, такими как Lightning?
Навигация:
- Насколько необходимы мосты для Биткойна
- Текущее состояние биткойн-мостов
- О «трении» между решением технических задач и наращиванием устойчивой пользовательской базы
- Будущее состояние биткойн-мостов (BitVM и другие)
- Исследование Биткойна как уровня доступности данных (Galaxy Research)
- Тезис об инновациях в роллапах и мостах для Биткойна
Основные выводы:
- Для выполнения обещаний Биткойна на «второй сезон» потребуется значительно больше финансирования и исследований в области проектирования мостов, динамики пространства блока и совместимости решений.
- Сайдчейны существуют в спектре, в то время как категория «L2» для Биткойна стала жертвой амбициозного маркетинга, несмотря на наличие множества новых отличных систем, представляющих ценную альтернативу роллапам.
- Роллапы окажут на Биткойн большее влияние, чем оказали на Ethereum, и имеют потенциал достичь более $133 млрд TVL в следующие пять лет.
- BitVM и ZKP находятся на переднем крае инноваций Биткойна; эти исследования станут самой важной темой текущего цикла.
- Инвестиции в компании, способные решить проблемы, связанные с роллапами Биткойна, имеют первостепенное значение, включая исследования MEV, доступность данных, децентрализованное установление последовательности, цепочки аттестации и, конечно, UX.
Нужны ли Биткойну мосты
Когда мы говорим о масштабировании Биткойна, неизбежно возникают одни и те же вопросы, напоминающие нам о масштабе задачи. Среди них вопрос о том, должен ли масштабироваться базовый блокчейн Биткойна, был решён давно, во время Войн за размер блока: Биткойн придётся масштабировать через добавление новых слоёв/уровней.
Дополнительные слои, однако, представляют собой разнородную группу, и существует множество различных механизмов для их создания.
Один из самых старых и простых способов масштабирования Биткойна — это сайдчейны. Но технически сайдчейны не являются полноценным «слоем» Биткойна, поскольку они часто не обеспечивают возможность одностороннего вывода средств. Из-за этого ограничения их нельзя назвать «бездоверительными» (trustless) для пользователей, то есть они не сохраняют того отсутствия потребности в доверии, что присуще основному блокчейну.
Поэтому в годы, прошедшие с внедрения SegWit, сообщество сосредоточило много усилий на Lightning Network — настоящем L2, который зависит от безопасности Биткойна для предоставления пользователям возможности одностороннего вывода средств, — вместо сайдчейнов.
Чтобы пользователи могли присоединиться к сайдчейну, они сначала должны выполнить транзакцию, которую мы называем «peg-in» (или «peg-out» для выхода), — по сути отправить свои BTC на адрес, контролируемый операторами сайдчейна. Механизм, обеспечивающий работу этой системы, называется мостом.
Причина, по которой с мостами возникает столько сложностей, заключается в том, что они часто полагаются на multisig-кошелёк, где хранятся все средства сайдчейна, и для вывода средств из такого кошелька пользователи вынуждены доверять, что нужное число участников схемы подписи одобрит операцию. Например, группа из 20 компаний может совместно создать контракт моста, требующий для транзакции вывода подписей как минимум 12 (может быть меньше или больше) компаний. По очевидным причинам это никогда не было оптимальной моделью безопасности, создавая большие стимулы для потенциального сговора между подписантами с целью кражи средств пользователей.
За это время появилось несколько примеров интересного дизайна сайдчейнов, такие как Liquid (федерация компаний) или RSK (сайдчейн с объединённым майнингом), однако они так и не достигли существенного успеха в широком масштабе.
Прежде чем продолжить, давайте добавим несколько определений от исследователей, которые потратили много времени на изучение дополнительных уровней Биткойна.
Сайдчейн — это L1, который существует для добавления дополнительной функциональности BTC как активу. L1 суверенны технически, но обычно существуют как подмножества более широкой экосистемы Биткойна. Часто сайдчейны включают BTC-мост в свои механизмы консенсуса или вовлекают в консенсус биткойн-майнеров — через объединённый майнинг или разделение комиссий.
Роллап — это модульная блокчейн-система, использующая родительский блокчейн для обеспечения доступности данных. Блокчейн хранит корень состояния и достаточно данных о транзакциях, чтобы восстановить состояние блокчейна с момента его создания в родительском блокчейне. Роллапы относятся к L2.
Двусторонние привязки — это системы, облегчающие выпуск и сжигание токенов, обеспеченных BTC — на уровне Биткойна или альтернативном L1. Эти системы также известны как мосты.
Итак, если мосты на основе Биткойна существуют уже давно и не получили широкого распространения, то зачем они нам сейчас?
Хотя Lightning долгое время доминировал в пространстве L2-решений на основе Биткойна, 2023 год ознаменовался появлением новой идеи, которая бросившей вызов этому доминированию: BitVM. В двух словах, BitVM расширяет представления о программируемости Биткойна, что может привести к появлению новых дизайнов L2-решений, таких как роллапы. Все эти новые дизайны полагаются на старого друга в сайдчейнах: механизм моста, позволяющий пользователям переходить с основного блокчейна на сайдчейн.
Однако обещание BitVM основывается на идее, что мы могли бы сделать мосты более децентрализованными, чем в традиционных сайдчейнах, введя механизм вызова, который бы наказывал недобросовестных членов федерации. Это не делает роллапы на Биткойне подлинно trustless, но минимизируют доверие. Вам всё ещё приходится полагаться на честного участника (подробнее об этом далее) для выхода из роллапа, но такой компромисс будет приемлем для многих пользователей, учитывая потенциальные преимущества масштабирования и программируемости.
BitVM (и Робин Линус) фактически вернули идею биткойн-мостов к жизни, придав им больше легитимности как способу масштабирования Биткойна. Без обсуждения дизайна мостов теперь не обходится никакое более или менее профессиональное обсуждение масштабирования, и несколько биткойн-компаний теперь полностью сосредоточились на исследовании инновационных способов их улучшения.
Итак, теперь понятно, почему мосты снова стали восприниматься в сообществе как легитимный способ масштабирования Биткойна. Но кто-то скажет, что роллапы на основе BitVM, постигнет та же участь, что и упомянутые ранее Liquid или RSK — очень ограниченная пользовательская база. Хотя это может быть правдой, успех роллапов на Ethereum указывает на высокий спрос со стороны пользователей и большой интерес со стороны инвесторов.
Скриншоты ниже, взятые с ведущей платформы аналитики ETH-роллапов L2Beat, показывают, что топ-10 роллапов на ETH смогли аккумулировать в мостах активов на почти $40 млрд. Arbitrum, Base (Coinbase) и Optimism вместе занимают более 71% рынка. Более того, только за последний год количество ETH в роллапах увеличилось с $6,1 млн до $13,1 млн — рост на 114%.
На самом деле роллапы, по-видимому, должны оказать большее влияние на Биткойн, чем когда-либо оказывали на Ethereum. Если предположить тот же уровень использования роллапов (10,4% для ETH) и взять размер обеих сетей на июль 2024 года — $383 млрд для ETH против $1,276 трлн для BTC, — то несложно посчитать, что общий адресный рынок для роллапов на Биткойне может составлять около $133 млрд. Впечатляет и так, но давайте не будем забывать, что Биткойн потребует ещё большего масштаба, чем ETH, претендуя на роль сети расчётов для всех экономических приложений, так что размер рынка роллапов может оказаться ещё более значительным.
Видя этот потенциал, множество разработчиков вновь обратили своё внимание на Биткойн, что вызвало настоящий ренессанс в этой области. Ожидая, что пользователи Биткойна будут заинтересованы в увеличении полезности (доходности) своих активов, сайдчейны вернулись с новой силой в конце 2023 – начале 2024 года. Более 70 проектов запустились с обещанием децентрализовать дизайн своих мостов как только технология станет доступной, в то время как другие сосредоточились на создании инновационных решений для мостов.
Метанaрратив no-bridge. Хоть это и не основная тема данного исследования, важно отметить, что многие проекты в сфере L2 пытаются масштабировать Биткойн без необходимости использования сложных систем мостов. Эти протоколы сыграют важную роль в гонке за масштабируемость Биткойна, предоставляя ценную альтернативу для пользователей, неготовых мириться с определёнными компромиссами.
Arch: Arch Network использует инновационный подход к управлению состояниями на первом уровне Биткойна, используя ординалы в уникальном процессе создания «цепочки состояний». Изменения состояния фиксируются в одной транзакции, что снижает комиссии и обеспечивает атомарное выполнение. Созданная для повышения программируемости без ущерба для самостоятельного и единоличного («самокастодиального») контроля, Arch Network позволяет пользователям Биткойна разрабатывать децентрализованные приложения и взаимодействовать с ними без создания дополнительных точек вынужденного доверия. Её новаторская архитектура состоит из двух частей: Arch zkVM и Arch Decentralized Verifier Network.
QED: QED решает фундаментальную проблему масштабируемости блокчейнов, используя zk-PARTH, новую модель состояний, позволяющую подтверждать множество транзакций одновременно и генерировать блоки. Это позволяет QED масштабироваться до миллионов транзакций в секунду, гарантируя безопасность с помощью математических доказательств proof-of-math.
RGB++: Протокол RGB++ к BitVM не имеет отношения, хотя позволяет обеспечивать возможности Тьюринг-полного протокола нативно на первом уровне Биткойна. Он не полагается на какие-либо новые OP-коды и не требует хардфорков или софтфорков, а напрямую обеспечивает программируемость на первом уровне. Он также не является EVM или роллапом и не нуждается в мосте. Протокол RGB++ прикрепляет дополнительные данные как дополнительную логику программы к оригинальному UTXO Биткойна. Один UTXO Биткойна связывается с офчейн ячейкой данных (что называется Тьюринг-полным UTXO). Связывая каждый ончейн-UTXO с офчейн-данными и дополнительной логикой выполнения, офчейн-UTXO передаётся — несмотря на ограничения скрипта в ончейн-UTXO — всякий раз, когда оригинальный UTXO передаётся или тратится. Это позволяет передавать дополнительные биты или активы от одного UTXO к другому, выполняя скрипт и фактически создавая офчейн-транзакцию с изменением офчейн-состояния от одного состояния к другому.
Текущее состояние биткойн-мостов
Теперь, с пониманием того, что новые варианты дизайна мостов могут иметь революционное значение для Биткойна как глобальной расчётной сети, давайте систематизируем текущий ландшафт биткойн-мостов — существующие архитектуры и различные варианты оптимизации.
Рассмотрим варианты дизайна L2/сайдчейнов и то, какие возможности для смягчения определённых компромиссов, связанных с мостами, рассматривают команды.
Вкратце, можно выделить четыре различных типа дизайна биткойн-мостов:
- Традиционные (Normal Bridge): обычные мосты, как те, что описаны выше.
- Укреплённые (Reinforced Bridge): имеют дополнительный уровень безопасности для смягчения некоторых аспектов протокола, которые могут быть слишком централизованными. Например, в случае BOB (Built on Bitcoin) вторая фаза дорожной карты предусматривает устранение доверия к (централизованным) секвенсерам с помощью биткойн-майнеров, запустивших полные узлы BOB и тем самым проверяющих, что секвенсер производит валидные блоки. Это устраняет потребность в доверии секвенсеру и отчасти передаёт мосту уровень безопасности Биткойна через майнинг для роллапа. Это будет достигнуто с использованием альтернативной версии совместного майнинга под названием Optimine.
- Оптимизированные (Optimized Bridge): стремятся распределить доверие среди участников мультиподписи. Отличным примером оптимизированного моста — Botanix. Мультиподпись моста постоянно распределяется среди различных пользователей; она может эволюционировать и изменяться между блоками. В случае с Botanix мост также усилен с использованием системы proof-of-stake (PoS), которая дополняет архитектуру, основанную на FROST.
- Мосты с минимизацией доверия (Trust-Minimized Bridge): в настоящее время разрабатываются командами роллапов и будут иметь почти бездоверительные допущения с возможностью участия в протоколе пользователей даже не из списка мультиподписи.
О «трении» между решением технических задач и наращиванием устойчивой пользовательской базы
1. Рождение L2: выбор наилучшей стратегии выхода на рынок.
Для тех, кто строит свои L2 решения на основе Биткойна в 2024 году, есть только два осмысленных варианта:
- Сосредоточиться на технических аспектах архитектуры мостов и дизайна роллапов для создания слоя с минимально возможным уровнем доверия с помощью сложных доказательств с нулевым знанием и оптимизации BitVM. Это технологический подход.
- Сосредоточиться на самой быстрой стратегии выхода на рынок, идя на обоснованные компромиссы в отношении архитектуры мостов и среды выполнения, с надеждой на децентрализацию этих аспектов, когда технология станет доступной. Чтобы отличаться от текущих конкурентов и защититься от будущих, компании должны предлагать дополнительные стимулы в виде каких-то очков или токенов для привлечения пользователей. Это подход «комьюнити как защита».
Подход «сообщество как защита» предполагает простую сделку: пожертвовать децентрализацией в среднесрочной перспективе ради получения TVL и солидной пользовательской базы в краткосрочной. Хотя подобный подход регулярно подвергается критике со стороны убеждённых биткойнеров, он отражает бизнес-ориентированное мышление, которого подчас не хватает многим проектам, терпящим в итоге неудачу несмотря на технологическое превосходство.
Эти различные подходы — основная причина того, почему в последнее время так сложно вести интеллектуальную дискуссию о Bitcoin L2. Люди склонны путать цели компаний, решающих техническую проблему, с компаниями, решающими проблему привлечения пользователей. Эти компании имеют принципиально разные стратегии выхода на рынок и, следовательно, будут прибегать к принципиально разным методам, чтобы убедить пользователей в том, что они действительно являются лучшим (или первым) Bitcoin L2.
2. Сайдчейны, роллапы и спектр между ними. К этому, в общем, всё и сводится: будут сайдчейны Биткойна, роллапы Биткойна и всё, что между ними. L2-решения для Биткойна существуют на спектре, где крайности определяются командами проектов, выбирающими либо технологический подход, либо подход через построение сообщества. Давайте присмотримся к этому спектру.
Большинство людей в биткойн-комьюнити склонны отвергать ценность компаний, выбирающих более быстрый подход с созданием сайдчейнов, но восхищаются сложной работой исследователей BitVM/ZKP. Такая точка зрения вполне объяснима с позиции биткойн-максималиста, однако я считаю, что с точки зрения свободного рынка это фундаментальная ошибка. Хотя технологический подход может быть более интеллектуально привлекательным, а перспектива иметь действительно децентрализованный L2 — захватывающей, реальные пользователи, как правило, имеют другие приоритеты.
Хотя этот спектр может быть полезным инструментом для понимания компромиссов, на которые идут компании, в конечном счёте пользователи сами решат, как расставить приоритеты между удобством использования, низкими комиссиями, быстрой обработкой и безопасностью протокола.
Глядя на текущее состояние криптовалютного рынка, неясно, может ли технологический подход конкурировать с меметической силой такого протокола, как Solana. Сколько людей в мире знают о Solana по сравнению с тем, сколько людей вообще хоть раз слышали слово «роллап»?
В UTXO Research мы считаем, что как роллапы, так и сайдчейны могут принести значительную пользу, особенно если сайдчейны смогут со временем выполнить свои обещания по децентрализации. Хотя в прошлом это не всегда было так, мы склонны думать, что, когда технология станет надёжной и доступной, пользователи Биткойна будут ожидать, что решения с минимизированным доверием станут стандартом, а не просто вопросом предпочтений авторов протокола.
Вам заработать или быть правым? Программы стимулов новых уровней Биткойна. Давайте взглянем на стратегии выхода на рынок существующих проектов и попробуем понять размер возможностей для ранних пользователей и поставщиков ликвидности. Проекты, приведённые для примера ниже, не являются эксклюзивными представителями описываемых стратегий, но мы выбрали проекты, наиболее характерные для каждой из стратегий.
3. Система баллов (BOB): система баллов в BOB является, безусловно, самой успешной итерацией этой стратегии в сфере Биткойна. BOB Fusion – это официальная программа баллов, где пользователи могут зарабатывать BOB Spice (баллы) на основе своей активности в основной сети BOB.
4. Приоритет экосистеме (Botanix): решив не выпускать токен для своего сайдчейна, Botanix выбрали один из самых умных подходов из тех, что мы встречали до сих пор. Botanix выбирает подход «application first», но с широкой поддержкой проектов, построенных на основе Botanix. Работая с Botanix, проекты экосистемы получают поддержку в TVL с первого дня, и единственным способом для спекулянтов вложиться в запуск Botanix остаётся инвестиция в приложения его экосистемы. Как мы знаем, наличие реальной и постоянной пользовательской базы, которая действительно использует приложение, является единственным способом для L2 выжить в долгосрочной перспективе, и Botanix принимает радикальный подход, чтобы это обеспечить.
5. Исследования (Bitlayer): отличительной чертой Bitlayer, обладающих одной из самых технически продвинутых команд в этой области, является их ориентированный на исследования подход, что редко встречается за пределами проектов, работающих исключительно с роллапами. С самых ранних дней BitVM команда Bitlayer активно способствовала общему пониманию этой идеи в комьюнити и выпустила ряд обширных исследовательских работ по теме. Более того, команда проекта активно исследует новые способы улучшения текущих дизайнов BitVM и, по-видимому, будет считаться одной из самых инновационных команд в этой области, когда их исследования принесут плоды.
Будущее состояние биткойн-мостов (BitVM и другие)
При рассмотрении вариантов дизайна биткойн-мостов становится очевидным, что наиболее децентрализованные из них будут разработаны с вариациями BitVM. Действительно, BitVM не является монолитной сущностью, к которой можно просто обратиться, чтобы быть понятым в контексте биткойн-роллапов. Несколько команд работают над конкурирующими (и синергетическими) адаптациями первоначального предложения Робина Линуса.
Основные различия, которые нужно понимать в этих вариантах BitVM, сводятся к нескольким ключевым параметрам:
- Подразумеваемое доверие: каков уровень децентрализации моста в отношении одностороннего вывода пользователями средств из роллапа без необходимости доверять оператору? В случае BitVM и оптимистических роллапов (optimistic rollups), кто может оспорить состояние роллапа? Возможный диапазон — от любого участника (лучший вариант) до большинства участников из списка мультиподписи (худший вариант).
- Ответ на диспут/челлендж: после открытия диспута в оптимистическом роллапе, сколько времени и ресурсов (количество транзакций + размер транзакций при заданной ставке комиссии) необходимо для восстановления «справедливости»? Возможный диапазон — от месяцев со множеством взаимодействий ончейн (худший вариант) до часов и одного взаимодействия (наилучший вариант).
Из уайтпейпер Snarknado:
«BitVM, впрочем, тоже не лишена недостатков. Как и в случае с оптимистическим роллапом, для доказательства требуется какой-то период вывода, чтобы дать возможность оспаривающим вмешаться. Обратите внимание, что при реализации процесса челлендж – ответ полностью ончейн это может потребовать десятков обменов между доказывающим и оспаривающим, и поскольку интервал между блоками в Биткойне составляет 10 минут, это может занять довольно много времени. Есть также некоторая неясность в отношении того, что произойдёт, если множество пользователей захотят оспорить состояние одновременно, и повлияет ли это на задержку и окончательность результата».
- Эффективность капитала: каковы требования к капиталу для операторов роллапа? Сколько BTC они должны иметь, чтобы все пользователи могли без ограничений выводить средства и совершать транзакции? Нет хорошей метрики, чтобы это объективно измерить, но можно представить себе некоторую комбинацию «стоимость капитала, необходимого для блокировки средств на X времени» + «множитель к депонированным пользователями BTC, которые должны быть заблокированы операторами». Предположения варьируются от «высокая стоимость капитала при высоком коэффициенте BTC» (худший вариант, стимул для управления роллапом фактически отсутствует) до «низкая стоимость капитала при множителе BTC, равном 1» (роллапы могут конкурировать с Lightning и Ark).
«Оператор изначально будет покрывать запросы пользователей на вывод средств за свой счёт, а затем агрегировать необходимые доказательства в один пакет для подачи в сеть. Если другие операторы заподозрят нечестную игру, они могут оспорить эту подачу. Успешные диспуты приводят к потере нечестным оператором своего первоначального залога и его удалению из сети. Если подача оператора не оспаривается, он может вернуть эквивалент выплаченной суммы из первоначальных депозитов пользователей».
Несмотря на все эти инновации на уровне мостов, нельзя отделить мост от его фундамента, и в случае роллапов фундамент должен строиться из нескольких ключевых выборов в дизайне самого роллапа. Для обеспечения безопасности и минимизации доверия мостов на BitVM, чтобы провести справедливое сравнение между сайдчейнами и роллапами, мы должны сравнивать их в целом.
Один из титанических выборов, с которым командам придётся столкнуться, — это вопрос доступности данных:
«Публикация данных о транзакциях, необходимых для их проверки, удовлетворения схем доказательства или обеспечения жизнеспособности цепочки. В частности, узел будет проверять доступность данных при получении нового блока, добавляемого в цепочку. Узел попытается загрузить все данные о транзакциях для нового блока, чтобы проверить их доступность. Если узел сможет загрузить все данные о транзакциях, то он успешно проверил доступность данных, доказывая, что данные блока действительно были опубликованы в сеть».
Есть только два способа обеспечить доступность данных: разместить их непосредственно в Биткойне или разместить их где-то ещё. В случае с биткойн-роллапами по определению можно ожидать, что данные всегда будут размещаться в Биткойне. Однако это дорогостоящий выбор, который будет иметь негативные последствия как для стоимости пользовательских транзакций, так и для способности команды роллапа генерировать чистую прибыль. Поэтому некоторые команды решили пожертвовать совершенно реальными выгодами в отношении безопасности ради получения более дешёвых транзакций и дополнительной масштабируемости.
Опять же, размен безопасности на удобство использования может выглядеть как плохое решение в глазах биткойнеров, но мы видели, что в случае сайдчейнов или некоторых ETH-роллапов часть пользователей могут предпочесть такой компромисс.
В этом смысле, дилемма доступности данных представляется скорее социальной проблемой, чем технической. Да, размещение данных в Биткойне – единственный способ считаться настоящим биткойн-L2, но будет ли это иметь значение, если единственными роллапами с пользователями будут те, что решили не использовать Биткойн для обеспечения доступности данных?
Ещё несколько определений перед тем, как мы продолжим:
Optimium: это optimistic роллап, который хранит данные транзакций в блокчейне. Это обеспечивает доступность и безопасность, но увеличивает затраты и снижает масштабируемость по сравнению с офчейн-вариантами. С другой стороны пользователям не приходится доверять сторонним поставщикам данных.
Validium: это вариант optimistic роллапа, который хранит данные транзакций вне блокчейна. Это обеспечивает высокую масштабируемость и низкие затраты, но существует риск потенциальной цензуры данных или проблем с доступностью в отсутствие резервных копий в блокчейне. Пользователям приходится доверять честности и надёжности поставщиков данных.
Интересная инвестиционная возможность, возникающая из этой ситуации, — разработка потенциального слоя для обеспечения доступности данных с прочной связью с Биткойном — такая Celestia для Биткойна.
Проект CHAR от Джереми Рубина (разработчика Bitcoin Core и автора BIP-119) основывается на цепочках аттестаций, где узлы обязуются подписывать единую непротиворечивую последовательность для организации транзакций. Действуя как L2 для масштабирования и функциональности, CHAR привносит новое измерение безопасности в BitVM с помощью привязок к L1, одновременно стимулируя операторов к распределению наград. Такой новый подход к безопасности протокола (оркестрация консенсуса) призван сделать разрешение диспутов/челленджей на BitVM более эффективным и согласованным со стимулами.
В то время как Lightning Network пытается решить проблему масштабируемости в формате peer-to-peer, что приводит к проблемам с ликвидностью, роллапы переносят выполнение транзакций за пределы блокчейна — но существующие архитектуры делают использование Биткойна в качестве слоя данных дорогостоящим. Все системы в конечном счёте будут использовать централизованные решения для улучшения пользовательского опыта, и на данный момент трудно сказать, какой компромисс хуже.
Смотря в будущее, Citrea планирует внедрить volition, гибридную модель, сочетающую безопасность блокчейна с экономичностью офчейн-решений. Это позволяет приложениям выбирать метод обеспечения доступности данных в зависимости от их конкретных потребностей. Это нечто новое и заслуживает большего внимания в контексте дилеммы доступности данных для биткойн-роллапов.
«В зависимости от вашего использования, если вы хотите развернуть игровое приложение, то можете использовать офчейн-данные. Это очень дёшево, очень быстро, но при этом сохраняется совместимость с Биткойном. Если вы хотите создать приложение для стейблкойна, обеспеченного биткойном, то можете использовать ончейн-данные, чтобы ваш стейблкойн максимально наследовал безопасности блокчейна Биткойна. Это несколько дороже, но вы всё равно получаете эту совместимость между игровым приложением и приложением для стейблкойна».
Другие вызовы, связанные с использованием Биткойна для обеспечения доступности данных. Лучший способ об этом узнать – это обратиться к августовскому отчёту Galaxy Research о Биткойне как уровне доступности данных; его перевод приведён в следующей главе. Но одна из конкретных проблем, на которой мы хотели бы остановиться здесь и сейчас, — это вопрос спроса на пространство блока и динамика комиссий.
- Дефицит пространства блока может привести к созданию централизующей динамики для роллапов и в конечном счёте пулов. Из-за большого объёма данных, необходимых для урегулирования активности роллапов на Биткойне, операторы роллапов могут быть склонны оптимизировать поток своих транзакций, используя услуги пулов, таких как Marathon, с помощью slipstream. Такие офчейн OOB (out-of-bands) соглашения с майнерами являются централизующей силой, предоставляя дополнительные источники дохода для пулов, не просматриваемые прозрачно в блокчейне. С другой стороны, в условиях свободного рынка вполне нормально, когда конкурирующие участники находят точки дифференциации, и это не представляет собой фундаментальной угрозы для Биткойна через изменение теории игр для майнинга (в долгосрочной перспективе всё равно выживают только наиболее экономически эффективные майнеры).
- Динамика комиссий вновь изменится с появлением ещё одного покупателя последней инстанции для пространства блока, но на этот раз всё будет иначе. Постоянный спрос на пространство блока вне зависимости от уровня комиссии — такого Биткойн не видел в своей недавней истории. В случае ординалов, дегены, минтящие ончейн свои jpg, имеют стимул совершать транзакции, когда блоки не заполнены, выступая в роли естественного покупателя последней инстанции для пространства блока. Однако ординалы и Runes/BRC-20 имеют представление о временных предпочтениях — они могут выбирать: заплатить более низкую комиссию и подождать или заплатить более высокую комиссию за быстрое включение в блок. У операторов роллапов такой возможности нет. Их доказательства будут отправляться с фиксированной периодичностью независимо от уровня комиссии. Такой вид «агностического» спроса оказывает наибольшее влияние на комиссии, конкурируя не просто за включение в блок (4 МБ x размер мемпула), но за включение именно в ближайший блок (доступно только 4 МБ). С ростом полезности Биткойна как блокчейна для расчётов по всем экономическим операциям можно ожидать увеличения подобных типов спроса, что ещё больше повлияет на рост комиссий. В этом случае экономическая целесообразность роллапов может стать менее очевидной, поскольку их привлекательность по сравнению с Lightning Network в плане затрат начнёт снижаться.
В следующей части этой исследовательской серии мы планируем углубиться в то, как активация различных опкодов может повлиять на эффективность и децентрализацию биткойн-роллапов. А тем временем просто оставим читателей со следующей мыслью:
Дискуссии об управлении всегда сложны, но в отношении биткойн-роллапов, я считаю, что их нужно больше. В моём представлении это типичная проблема курицы и яйца: мы хотим иметь роллапы для масштабирования и привнесения в Биткойн новой функциональности. Единственный способ реализовать их сейчас — это реактивация OP_CAT, но OP_CAT позволяет делать и другие вещи, которые не нужны для роллапов, при этом он неэффективен при проверке ZK-доказательств.
Следует ли сначала доказать спрос на optimistic роллапы без нового опкода, а затем активировать специальный опкод для их оптимизации? Или лучше сначала активировать OP_CAT, чтобы доказать спрос на роллапы, рискуя их неэффективностью, что может отпугнуть пользователей? У нас нет ответа на этот вопрос; можем только надеяться, что команды, работающие над роллапами, найдут ответ к концу года. Тем временем другие предложения по ковенантам, такие как LNHANCE (включая CTV) или TX_HASH, могут помочь Биткойну масштабироваться вне роллапов.
Исследование Биткойна как уровня доступности данных (Galaxy Research)
Дефицитность пространства блока Биткойна, ограниченного 4 МБ, представляет собой значительную проблему для роллапов, пытающихся использовать Биткойн в качестве уровня доступности данных.
Новое поколение роллапов на Биткойне, преимущественно на основе ZK-proofs, стремится публиковать выходы ZK-доказательств и изменения состояний каждые 6–8 блоков, тем самым закрепляя его в защищённом уровне основного блокчейна Биткойна. Однако этот подход сталкивается с критическим препятствием: каждая отдельная транзакция публикации данных может занимать до 400 КБ (0,4 МБ) блокспейса, т.е. до 10% всего блока.
Хотя максимальный размер для стандартной биткойн-транзакции составляет 400 КБ, при множественных транзакциях публикации данных в одном блоке теоретический лимит публикации данных для одного роллапа составляет 4 МБ, т.е. полный блок Биткойна.
Учитывая постоянно заполненные блоки Биткойна с января 2023 года, конкуренция за включение в блоки усилится с появлением новых покупателей блокспейса, таких как роллапы, что потенциально может поднять комиссии за транзакции в Биткойне до новых высот, делая их экономически невыгодными для части пользователей – в частности, для роллапов.
Конкуренция за место в самом старом и защищённом блокчейне мира может создать условия, в которых L2 будет сложно платить за размещение данных, проверяя на прочность их модель с фиксацией состояния в Биткойне. Чтобы оставаться жизнеспособными, биткойн-роллапы должны будут генерировать значительный доход от комиссий за транзакции в собственных сетях, что может быть достигнуто только за счёт большого числа пользователей, оплачивающих транзакции на втором уровне.
В своём отчёте авторы Galaxy Research анализируют экономическую жизнеспособность роллапов на Биткойне, изучая данные ZK-роллапов на Ethereum и прогнозируя затраты для роллапов, которые выберут для обеспечения доступности данных Биткойн. Авторы исследуют потенциальные воздействия на состав блоков Биткойна после запуска этих проектов в основной сети, а также обсуждает возможные альтернативные стратегии, которые могут задействовать биткойн-роллапы, если размещение данных в Биткойне станет слишком дорогим.
Подходит ли L1 Биткойн для уровня доступности данных?
Роллапы на Биткойне, записывающие состояния в основной блокчейн, столкнутся с серьёзной проблемой: стоимость размещения данных. Блокспейс Биткойна остаётся самым дорогим на байт из всех сетей. Кроме того, размер блока Биткойна ограничен 4 МБ, а комиссии привязаны к весу данных транзакции, удорожая любые насыщенные данными транзакции. Появление ординалов, представляющих собой «надписи», привязанные к отдельным сатоши, наглядно подтвердило, что транзакции, занимающие значительную часть размера блока, платят больше, повышая комиссии за транзакции для всей сети. Например, первая 4 МБ транзакция Биткойна, созданная командой Taproot Wizards (блок 774628), обошлась им в $147 тыс. комиссий.
На основе разговоров с несколькими командами, разрабатывающими ZK-роллапы на Биткойне, мы ожидаем, что ZK-Rollups будут публиковать в L1 Биткойне выходы с доказательствами и обновлением состояний каждые 6–8 блоков (1–1,2 часа) в виде inscription («надписи»), произвольных данных, хранящихся в witness-поле транзакции. Эти данные позволят любому участнику, запускающему узел Биткойна, восстановить последнее состояние роллапа.
На основе данных из тестовых сетей и разговоров с разработчиками, мы оцениваем, что комбинация этих выходов доказательств и различий состояний будет требовать около 400 КБ пространства блока на каждую транзакцию публикации данных каждые 6 блоков.
При сравнении мегабайт, обрабатываемых в секунду в Биткойне, с показателями Ethereum и Celestia становится очевидно, что Биткойн никогда не разрабатывался как уровень доступности данных для L2.
Стоимость проверки доказательств – Ethereum ZK-Rollups
На диаграмме ниже показаны недельные затраты на размещение данных для ZK-роллапов на Ethereum. ZK-роллапы финансируют свои расходы на размещение данных за счёт комиссий за транзакции в L2. ZK-Sync Era продемонстрировала жизнеспособность этой модели, сгенерировав на начало августа в общей сложности $66,9 млн дохода от комиссий за транзакции на L2. Из этой суммы $51,2 млн было выделено на запись ZK-доказательств и состояний в L1 Ethereum. ZK-Sync успешно обработала более 417,6 млн транзакций для 7,8 млн уникальных адресов, поддерживая среднюю стоимость $0,16 за транзакцию на протяжении всего времени работы. Это генерировало для роллапа общий доход в размере $15,7 млн.
Оценка стоимости размещения данных в Биткойне
Затраты на размещение данных для ZK-роллапов в Биткойне в основном состоят из двух компонентов: вывода ZK-доказательства и обновления состояния. Если размер Stark-доказательства остаётся постоянным независимо от количества транзакций в пакете, то размер обновления состояния варьируется в зависимости от объёма и типа транзакций. Следовательно, обновление состояния обычно составляет для роллапа большую часть затрат на размещение данных.
Учитывая изменчивость оценок и ожиданий в отношении требуемой доступности данных среди команд ZK-роллапов — они зависят как от типов, так и от объёмов транзакций, — мы решили использовать обобщённые размеры данных. Стоит заметить также, что оценки размеров ZK-доказательства и разницы состояний постоянно эволюционируют по мере исследования и оптимизации механизмов сжатия данных, так что это упражнение носит скорее демонстрационный характер и не претендует на окончательные выводы.
Для нашей модели мы предполагаем, что объём ZK-доказательства и обновления состояния роллапа составляет 400 КБ каждые 730 опубликованных блоков (примерно один месяц). Иными словами, мы ожидаем, что роллапы будут фиксировать состояние в Биткойне примерно каждый час (каждые 6-8 блоков), или 730 блоков в месяц. Если ставка комиссии за транзакции в L1 Биткойна составляет 10 сат/вБайт, то каждая публикация блока будет обходиться в $630, что даёт около $460 тыс. в месяц или $5,5 млн в год — при условии постоянных размеров данных и ставки комиссии. Однако, если средняя ставка комиссии вырастет до 50 сат/вБайт, то ежемесячные расходы взлетят до $2,3 млн и составят около $27,6 млн в год. Наша модель использует фиксированный размер в КБ для каждой транзакции публикации данных в течение месяца, чтобы подчеркнуть, что публикация ZK-доказательств и обновления состояния в L1 Биткойн — дорогостоящая операция, независимо от комиссий, уплачиваемых пользователями L2 на самих роллапах.
Таблица чувствительности ниже оценивает уровни транзакционной активности и ставки комиссии, необходимые для окупаемости роллапов на Биткойне после затрат на размещение данных. Модель прогнозирует ежемесячные расходы для роллапа, записывающего фиксированные 400KB данных в L1 Биткойн каждые 6 блоков по ставке комиссии 10, 20 и 50 сат/вБайт по состоянию на 1 августа 2024 года. В сценарии, когда биткойн-роллап обрабатывает 20 млн транзакций в месяц — сопоставимо с объёмом транзакций ZK-Sync за последний год, — чтобы выйти на безубыточность при ставках 10, 20 и 50 сат/вБайт, ему потребуется взимать комиссию за транзакцию в размере $0,05, $0,09 и $0,23 соответственно.
Следует отметить, что из-за отсутствия доступных данных по тестовой сети, эта таблица чувствительности предполагает, что размер публикации данных в 400КБ фиксирован для 10 тыс. – 20 млн транзакций в месяц. В уайтпейпер Alpen приведены оценки размеров для обновления состояния исходя из количества транзакций в публикуемой партии, которые мы приняли во внимание. В их уайтпейпер указано, что 10 тыс. транзакций на партию — или около 7,3 млн транзакций в месяц, если роллап публикует ончейн-транзакцию каждые 6 блоков, — составят 670 КБ на опубликованную партию. Но, поскольку этой оценке уже больше года, мы попытались учесть прогресс в алгоритмах сжатия и предусмотреть некоторый запас на ошибку. Исходя из этого, мы считаем, что размер обновления состояния может составлять и меньше 400КБ для 10 тыс. – 2 млн транзакций в месяц.
Роллапы, которые не могут обеспечить достаточные поступления от комиссий за транзакции для покрытия затрат на запись данных, будут вынуждены оплачивать комиссии L1 из собственного казначейства и в конечном счёте могут быть вынуждены полностью отказаться от использования Биткойна в качестве слоя доступности данных. Если роллапы сочтут размещение данных в Биткойне нецелесообразным, они могут размещать ZK-доказательства и обновления состояния на более экономически эффективных слоях доступности данных, таких как Celestia, Near или Syscoin. Однако это подрывает их статус как биткойн-роллапа: если L2-сеть не фиксирует своё состояние в L1 Биткойна, можно ли всё ещё считать её биткойн-роллапом, или она превращается в Validium-цепочку альтернативной сети доступности данных?
Ещё одно потенциальное решение — это реструктуризация L2-роллапа в решение 3 уровня. В таком случае роллап будет фиксировать обновления состояния на существующем L2-решении или сайдчейне, и только корневые хеши дерева Меркла будут размещаться в L1. Это может значительно снизить затраты на размещение данных, сохраняя при этом связь с сетью Биткойна.
Блокспейс Биткойна при запуске роллапов
С момента появления Ordinals и BRC-20 в начале 2023 года среднедневной вес блоков Биткойна стабильно находится чуть ниже предельного значения в 4 миллиона весовых единиц (4 МБ данных). Вес блока — это способ измерения «размера» блока, введённый в использование с обновлением SegWit для включения witness-данных (и создания дисконта для них). Среднедневной вес блоков значительно вырос после наплыва транзакций с «надписями», включающими в witness-поле транзакции произвольные данные — текст, изображение и т.д. С февраля 2023 среднее заполнение блока Биткойна составляет 98%.
С каждым выводом доказательства и обновлением состояния, составляющими 400 тысяч весовых единиц, один роллап, размещающий данные в блоке, будет использовать 10% от лимита на вес блока при условии, что размер данных роллапа остаётся постоянным. Учитывая, что блоки Биткойна постоянно заполняются, введение роллапов изменит состав данных транзакций в каждом блоке с размещением данных. На диаграмме ниже показан состав блока для последних 30 блоков по состоянию на 18 июля 2024 года, если бы были активны два роллапа, записывающие свои данные каждые 6 блоков. Диаграмма не учитывает роллапы, размещающие обновления состояния, которые меньше или превышают уровень данных в 400 КБ. Однако надо ещё раз подчеркнуть, что диаграмма отражает только два роллапа, размещающих данные в Биткойне, в то время как на сегодня есть несколько подобных проектов, все из которых надеются запуститься в какой-то момент.
Постоянный спрос на пространство блоков со стороны роллапов, публикующих данные в L1 Биткойне каждые 6–8 блоков, вынудит отправителей ончейн-транзакций платить премию за срочность перед или во время блока с публикацией данных. Это, в свою очередь, увеличит комиссии для всех пользователей Биткойна, включая роллапы.
На графике ниже показано, как увеличение конкуренции ончейн со стороны Runes и Ordinals заставляет срочные транзакции (в основном финансовые, например, между торговыми контрагентами) платить наибольшую премию в ставке комиссии. «Переплата» (overpay) здесь — это разница между медианным значением сат/вБайт для конкретного типа транзакции в блоке и медианным уровнем сат/вБайт для блока, в котором она находится. График ниже агрегирует суточную переплату, отображая среднее значение разницы переплаты блок к блоку в течение данного дня.
Почему Биткойн как уровень доступности данных — это важно
Для полного соответствия роллапа Биткойну, многие считают, что он должен использовать именно Биткойн для доступности данных. Такой выбор, хоть и дорогостоящий, опирается на непревзойдённую безопасность, неизменность и децентрализацию Биткойна. Роллапы, выбирающие альтернативные решения для доступности данных, вводят дополнительные точки подразумеваемого доверия вне сети Биткойна, что потенциально подрывает их целостность и само право называться биткойн-роллапом. Сила Биткойна как уровня доступности данных заключается не только в его безопасности, но и в широком распределении узлов, а также сравнительно низком входном пороге в отношении настройки лёгких или полных узлов. Такая доступность гарантирует, что любой, кто запускает полный узел Биткойна, может восстановить последнее состояние L2-роллапа, повышая прозрачность и децентрализацию.
Читайте также: Полный узел Биткойна: руководство по обеспечению суверенитета
Несмотря на значительные затраты и потенциальные проблемы с жизнеспособностью в долгосрочной перспективе, роль Биткойна как элитного слоя доступности данных для роллапа подчёркивает фундаментальный компромисс: высокая стоимость использования инфраструктуры Биткойна при непревзойдённой безопасности и децентрализации, которую он предоставляет. Этот баланс между стоимостью и безопасностью, по-видимому, и будет формировать будущее ландшафта внедрения роллапов на основе сети Биткойна. Высокие затраты, может, и не вынудят все роллапы отказаться от Биткойна, но создадут среду, в которой выживет лишь очень ограниченное их количество.
Перспективы роллапов на основе Биткойна как уровня доступности данных
- Если средний размер размещаемых данных составляет 400 КБ, то ZK-Rollup, использующий Биткойн для доступности данных, должен будет генерировать приблизительно от $459 тыс. до $2,3 млн дохода от комиссий за L2-транзакции в месяц, чтобы работать в прибыль при ставке комиссии на L1 в 10–50 сат/вБайт.
- Механизмы оценки комиссий будут иметь ключевое значение для биткойн-роллапов, чтобы максимизировать прибыльность.
- Блокспейс Биткойна просто не может обеспечить возможность для 4–8 роллапов размещать доказательства размером 100-400 КБ каждые 6–8 блоков без того, чтобы это не привело к чрезмерным комиссиям для всех пользователей, включая роллапы.
- Биткойн-роллапы могут рассмотреть возможность партнёрства с биткойн-майнерами, чтобы зафиксировать ставку комиссии и гарантировать включение данных в блок.
- Командам, которые сумеют построить работоспособный суверенный роллап на Биткойне, нужно будет реализовать стратегию выхода на рынок с приложениями, которые удержат пользователей на уровне L2.
- При отсутствии достаточной пользовательской активности на роллапе, чтобы оправдать затраты на запись данных в BTC, проекты рискуют потратить свои средства впустую — просто на запись данных в Биткойн.
- Некоторые биткойн-L2 будут исследовать L3-среды для выполнения транзакций, опираясь на некоторую комбинацию L2 и L1 Bitcoin для обеспечения доступности данных.
- Роллапы на Биткойне усилят конкуренцию за включение в блок, что приведёт к росту комиссий базового блокчейна для всех, включая сами роллапы.
- L2-решения, использующие основной блокчейн Биткойна для доступности данных, вынуждены будут хеджировать риски неожиданных скачков комиссий через рынки деривативов на ставку комиссий и партнёрства с биткойн-майнерами.
Тезис об инновациях в роллапах и мостах для Биткойна
В этом новом ландшафте L2-решений для Биткойна конкуренция между сайдчейнами и роллапами будет ожесточённой. Как мы уже заметили выше, распространённое заблуждение заключается в том, что сайдчейны неинтересны, потому что они более централизованы, чем L2, и что роллапы — это просто новая форма сайдчейнов.
Для сайдчейнов оптимистичный сценарий заключается в том, что внедрение совместимости с EVM в экосистему Биткойна вызовет возрождение DeFi-активности среди биткойнеров, ищущих возможности для получения дохода. Напомню, что в настоящее время более $9,3 миллиарда заблокировано в WBTC, по данным DeFillama. Возвращение этой активности к более нативным для Биткойна решениям важно, если Биткойн претендует на роль расчётного уровня для экономической деятельности. Более того, мы считаем, что инновации, привнесённые новыми дизайнами сайдчейнов, могут помочь смягчить некоторые проблемы с централизацией, присущие предыдущим дизайнам. И оптимизированные, и усиленные дизайны мостов имеют интересные ценностные предложения, способные убедить достаточное количество пользователей и компаний участвовать в этих экосистемах.
Говоря о сайдчейнах Биткойна, надо помнить, что их основной целью остаётся прямой экономический обмен между пользователями без посредников, а не устойчивость P2P-переводов к цензуре. Таким образом, участники этих сетей будут иметь разные приоритеты, однако экономические стимулы будут на первом месте.
Что касается роллапов, инновация BitVM может приблизить их к настоящим L2 на Биткойне, с минимизацией доверия в основе их дизайна. Конечно, роллапам на Биткойне предстоит найти ответы на множество вызовов, однако они создаются в соответствии с истинным духом биткойн-шифропанков. Команды, использующие доказательства с нулевым знанием, представляют собой бесценную возможность для Биткойна увеличить свою масштабируемость, сохранив при этом приватность и криптографическую безопасность.
Причину, по которой критикам трудно увидеть ценность в этих инновациях, мы видим в привычке к низким комиссиям. Многие годы комиссии за транзакции в Биткойне оставались неестественно низкими, потому что его принятие замедлялось спекуляциями и использованием офчейн-бирж для транзакций. Однако этот фактор быстро исчезнет, как только комиссии станут непомерно высокими для большинства пользователей. Вот тогда начнётся паника, и ограничения основного блокчейна станут предельно явными. И тогда мы ожидаем, что сайдчейны и роллапы немедленно привлекут к себе пользователей, ищущих выход из ситуации.
Сайдчейны и роллапы теперь находятся в гонке за доминирование над всем доступным капиталом, который можно в себя вобрать, будь то в биткойн-кошельках или в протоколах альткойнов.
Рост сайдчейнов — лишь следствие попыток проектов опередить формирующийся главный нарратив для Биткойна на ближайшие годы. Новый нарратив, который будет сопровождаться миллиардами долларов нового капитала, стремится найти привлекательные возможности в рамках наиболее защищённого и крупнейшего цифрового актива — Биткойна.
Революции всегда беспорядочны, хаотичны и, по определению, часто становятся неожиданностью. L2-революция в Биткойне идёт по тому же пути. Досконально понять всё происходящее может быть непросто, однако общее направление никогда не было столь явным: мы быстро движемся к следующему шагу на пути к гипербиткойнизации.
БитНовости отказываются от ответственности за любые инвестиционные рекомендации, которые могут содержаться в данной статье. Все высказанные суждения выражают исключительно личное мнение автора и респондентов. Любые действия, связанные с инвестициями и торговлей на крипторынках, сопряжены с риском потери инвестируемых средств. На основании предоставленных данных, вы принимаете инвестиционные решения взвешенно, ответственно и на свой страх и риск.
Подписывайтесь на BitNovosti в Telegram!
Делитесь вашим мнением об этой статье в комментариях ниже.
Источники: UTXO Research, Galaxy Research
