Framstegsrapport: Hur Lightning Network, Liquid Network och Stacks tacklar skalbarhetsutmaningen?

En viktig utmaning i kryptovalutavärlden är skalbarhet, särskilt när det gäller transaktionsbehandlingens hastighet. Blockkedjor, till exempel, har ofta problem med låg skalbarhet eller kapacitet. 

För att sätta det i perspektiv kan Bitcoin-blockkedjan bara hantera maximalt sju transaktioner per sekund (TPS), en skarp kontrast till den robusta bearbetningskapaciteten hos ett företag som Visa (V ), som kan hantera upp till 24 000 TPS. 

Detta är fortfarande ett stort problem i kryptovärlden på grund av det som kallas blockkedjetrilemmat. Det innebär att en blockkedja bara kan uppnå två av de tre faktorerna; decentralisering, skalbarhet eller säkerhet, åt gången. Sådana avvägningar är oundvikliga!

När det gäller den största kryptovalutan Bitcoin kan överföring av den kryptotillgången on-chain vara en långsam, dyr och ineffektiv process. Detta beror på att dess pseudo-anonyma skapare Satoshi Nakamoto begränsade blockstorleken till 1 megabyte (MB) för att förhindra att människor spammar nätverket, vilket också begränsade Bitcoins skalbarhet.

Bitcoin-blockkedjan använder konsensusmekanismen Proof-of-Work (PoW) för att bekräfta transaktioner. Och först när ett visst antal miners har verifierat transaktionerna sker den slutgiltiga avräkningen och ett block genereras. Eftersom ett block i genomsnitt tar 10 minuter att bearbeta kan bara ett litet antal transaktioner gå igenom åt gången. Dessutom leder en ökad efterfrågan till högre avgifter, vilket begränsar Bitcoins nytta.

Detta utlöst en skalningsdebatt, vilket resulterade i en våg av teknisk innovation i Bitcoin-gemenskapen.

Den mest uppenbara lösningen på detta problem är att öka blockstorleken. Det är dock inte så enkelt, eftersom det kan försvaga protokollens decentralisering, vilket är den främsta etosen i kryptovärlden. 

En av de tidigaste lösningarna på problemet föreslogs 2015 av utvecklaren Pieter Wiulle och kallades Segregated Witness (SegWit). Denna process förändrar hur transaktionsdata lagras för att öka blockkapaciteten utan att ändra storleksgränsen. 

SegWit implementerades på Bitcoin-blockkedjan i augusti 2017, vilket förändrade gränsen till 4 MB utan att kompromissa med decentralisering. Trots detta förblir de flesta Bitcoin-block omkring 1,3 MB i storlek. Denna hard fork ledde också till en splittring av nätverket och skapandet av Bitcoin Cash (BCH).

Ett annat sätt att skala Bitcoin är genom ytterligare nätverk, så kallade lager, som möjliggör överföring av BTC utan att direkt använda blockkedjan. Det innebär i princip att bygga ovanpå Bitcoin utan att göra några ändringar i den ursprungliga blockkedjan.

Under lagerbaserade skalningslösningar fungerar Bitcoin som det ultimata slutavräkningslagret för transaktioner för att säkerställa stabilitet, decentralisering och säkerhet. Samtidigt hanterar det andra lagret ett stort antal betalningar i batcher. För att uppnå detta ansluter den lagerbaserade lösningen till blockkedjan men sänder inte varje enskild transaktion till blockkedjan, vilket sparar på avgifter och möjliggör snabbare avräkning.

Idag ska vi titta på några av de mest framstående Bitcoin-skalningslösningarna, så låt oss börja!

Lightning Network (LN) 

En av de mest populära Bitcoin-skalningslösningarna, Lightning Network, föreställdes ursprungligen i ett whitepaper skrivet av Joseph Poon och Tadge Dryja 2015. Dess testnet släpptes i maj 2016, och den första implementeringen släpptes i januari 2017, men den första verkliga transaktionen över en Lightning Network-kanal inträffade först i slutet av 2017.

LN är utformat för att göra Bitcoin-transaktioner så snabba och billiga som möjligt genom att introducera en “layer 2”-blockkedja. Det använder smarta kontrakt för att skapa betalningskanaler utanför blockkedjan mellan par av användare, och när de är etablerade kan medel överföras mellan dem nästan omedelbart. 

För att skapa en betalningskanal måste betalaren låsa en viss mängd BTC på nätverket. Användare kan stänga sina betalningskanaler och lösa sina slutgiltiga saldon på Bitcoin-blockkedjan när som helst.

L2:n registrerar endast öppning och stängning av betalningskanaler på Bitcoin-blockkedjan, vilket gör att den kan röra sig snabbare och erbjuda mer integritet.

På så sätt ger den “ledande tekniska utvecklingen inom multiparts finansiella beräkningar med Bitcoin” den inhemska blockkedjan fördelarna av hastighet, skalbarhet, mikropaymentstöd och låga energikrav. LN är dock inte utan nackdelar, de viktigaste är motpartsrisk under transaktioner och brist på funktionell skalbarhet.

Enligt data som tillhandahållits av 1ML finns det för närvarande över 4 670 BTC låsta i LN och 69 000 kanaler som används.

Med tiden har Lightning Network ökat i popularitet och är nu ett ekosystem av produkter, projekt och lösningar över vertikaler som sträcker sig från spel, plånböcker och betalningar till nodhantering, infrastruktur och belöningar. Till exempel hjälper Pool till att hantera LNs likviditetsbehov, och Taro hjälper till att skapa tillgångar på LN.

Senast meddelade Binance den framgångsrika integrationen av Bitcoin på LN, vilket lovar en mer skalbar lösning för BTC-insättningar och uttag, och ansluter sig till Kraken, OKX, Bitfinex och River Financial, som redan har antagit denna skalningslösning.

Lightning Labs, ett av företagen som arbetar med Lightning Network, släppte flera funktioner år 2020, såsom Keysend och Wumbo Channel, där den senare ökade transaktionsstorleken som kan utföras över LN.

När artificiell intelligens (AI) tog världen med storm i år, meddelade Lightning Labs en ny uppsättning utvecklarverktyg som kan integrera Bitcoin med AI-applikationer och stora språkmodeller (LLM) som ChatGPT, vilket möjliggör att skicka, ta emot och hålla Bitcoin-betalningar både on-chain och på LN. 

Liquid Network 

Lanserad av Blockstream 2018 är Liquid Network ännu en layer-2 sidechain som förbättrar funktionaliteten och prestandan hos Bitcoin. Den är utformad för att möjliggöra snabb, säker och privat utfärdande, överföring och utbyte av stablecoins, säkerhetstoken och kryptotillgångar på Bitcoin-blockkedjan. 

Denna lagerbaserade lösning bygger teknologier och applikationer ovanpå Bitcoin. Den fungerar oberoende av det största nätverket genom Liquid Federation, en grupp kryptonativa organisationer som bekräftar nya block samt säkrar och hanterar Bitcoin-fonder som hålls i nätverkets multisignaturplånbok. Federation-medlemmarna röstar också på styrelserepresentanter som leder beslutsfattandet kring plattformens drift och underhåll.

Som en sidechain tillåter Liquid användare att överföra BTC till och från huvudkedjan genom en tvåvägsprocess. Här är tillgångarna peggade 1:1 till värdet av den inhemska tillgång de representerar, vilket gör att vem som helst kan använda sina token på en annan blockchain. Liquid-nätverket utfärdar sin egen inhemska tillgång, en “wrapped” version av BTC kallad Liquid Bitcoin (L-BTC), som alltid skapas och bränns av en lika stor mängd BTC låst av Liquid-styrningen.

För att komma igång måste användare initiera en “peg-in”, en process som slutförs genom att skicka BTC till en Bitcoin-adress som hanteras av Liquid Federation, som i gengäld skickar ut en motsvarande mängd L-BTC för användning i Liquid-ekosystemet. L-BTC kan också erhållas från centraliserade börser (CEX), OTC och swap-plattformar. 

För att nu byta L-BTC tillbaka till BTC på Bitcoin-nätverket måste användaren initiera en “peg-out”, vilket innebär att skicka L-BTC till en brännadress för att permanent tas bort från Liquid Network, och när det är gjort skickar Liquid Federation en motsvarande mängd BTC tillbaka till användaren.

Med bara 60 sekunders blocktid och två-blocks finalitet kan Liquid Network erbjuda en mycket högre transaktionsgenomströmning jämfört med Bitcoin. Blocksignering ökar inte bara transaktionshastigheten, utan användare behöver inte heller betala extra för att bearbeta transaktioner snabbt. Dessutom, med tillgångstypen och mängden token dolda från den offentliga huvudboken, har Liquid-transaktioner inbyggd konfidentialitet.

Genom att använda Liquid Swap-verktyget kan man handla med vilka två Liquid-tillgångar som helst (t.ex. L-BTC och L-USDT). Det har också atomära swappar, vilket möjliggör peer-to-peer-utbyten mellan Bitcoin och Liquid utan att förlita sig på en betrodd mellanhand. 

Denna nätverk möjliggör dock inte bara trustless swappar med icke-förvarade orderböcker utan också utfärdandet av säkerhetstoken och andra digitala tillgångar, något som inte är möjligt på Bitcoin huvudkedjans lager på grund av dess begränsade programmerbarhet. Dessa nya token kan representera olika digitala tillgångar, inklusive stablecoins, utility-tokens, NFT:er och värdepapper.

Men naturligtvis är inte Liquid Network utan sina bekymmer, såsom att 15 funktionärer kontrolleras av några få parter, vilket ger upphov till problem som enskilda felpunkter, censur och illvilliga attacker.

Stacks (STX) 

Denna layer 2-blockkedja kan ha fått genomslag 2023, men dess grundarbete började redan 2013 av Muneeb Ali och Ryan Shea när den hette Blockstack. Testnetet för Stacks lanserades dock inte förrän under björnmarknaden 2018, och dess mainnet gick live några månader senare i oktober 2018. 

Med en betydande uppdatering av nätverket i januari 2020 anslöt Stacks 2.0 mainnet nativt och förankrade plattformen till Bitcoin och introducerade en ny era av innovation för att bygga på den största blockkedjan.

Företaget samlade in 21,2 miljoner dollar i den första av SEC (Securities and Exchange Commission) godkända token-försäljningen 2017. Dess inhemska token, STX, används för att betala för transaktioner på Stacks-blockkedjan samt för att driva Stacks smarta kontrakt.

Stacks använder en ny konsensusmekanism kallad Proof-of-Transfer (PoX), som kräver att miners skickar BTC till andra nätverksdeltagare. Stacks-protokollet väljer sedan slumpmässigt en vinnande miner och belönar dem med STX samt avgifter. Dessutom använder nätverket ett belöningssystem kallat “stacking”, där BTC distribueras till användare för att stödja nätverket och låsa STX-token under en viss period.

PoX körs parallellt med Bitcoins Proof-of-Work (PoW)-konsensus och använder den som ett avräkningslager. Detta innebär att Stack-transaktioner paketeras och sedan skickas för verifiering och validering på huvudnätverket.

Denna förmåga att utnyttja Bitcoin-blockkedjans säkerhet för avräkning av transaktioner kan hjälpa till att bygga Bitcoin DeFi-ekosystemet på Stacks, som syftar till att sBTC-token blir grunden för ett säkrare Web3.

sBTC är en “trust-minimized” tvåvägs Bitcoin Peg som kommer att möjliggöra inflöden av Bitcoin-kapital till kontrakt i Stacks-lager samt låta smarta kontrakt programatiskt skriva tillbaka till Bitcoin L1. Aktiveringen av Stacks 2.1 i mars har officiellt banat väg för de kommande Nakamoto- och sBTC-utgåvorna.

För smarta kontrakt använder Stacks sitt eget specifikt designade programmeringsspråk som kallas “Clarity”, vilket är optimerat för förutsägbarhet och säkerhet. Detta språk kan läsa Bitcoin-tillstånd och hjälper till att minska buggar med sin förhandsgranskningsfunktion, vilket låter utvecklare testa kod innan de kör ett smart kontrakt. Under 2Q23 översteg dess smarta kontrakt 60 000-märket.

Stacks-communityn växer snabbt, med flera DeFi-, NFT-, DAO-, spel- och andra typer av dAppar som dyker upp på plattformen. För att utveckla appar erbjuder Stacks Gaia för att spara och hämta data, möjligheten att registrera och logga in med separata identiteter, samt för användare att signera och visa transaktioner. Dessa funktioner tillsammans gör det möjligt för utvecklare att bygga kraftfulla och funktionsrika användarupplevelser.

Sammanfattningsvis är Bitcoins skalbarhet ett pågående arbete, med L2-lösningar som fortfarande befinner sig i sina tidiga utvecklings- och antagningsstadier. När dessa lösningar får genomslag kommer de att ge mer uppmärksamhet och värde till kärnnätverket, vilket i sin tur leder till ökad användning och popularitet för L2:arna, vilket skapar en positiv återkopplingsslinga.

Klicka här för att lära dig allt om att investera i Stacks (STX).