比起以太坊，为什么比特币更需要Layer2？

自2020年来，区块链上交易使用量迅速增加，比特币与以太坊的扩容也成为众多用户的关注方向，而本文将探讨为何比特币比以太坊更需要Layer2。
（前情提要：Pantera公开信：BTC下次减半前升至3.5万，减半后上看14.8万美元 ）
（背景补充：Waterdrip Capital报告》比特币 Layer2 的前世今生与未来 ）

本文目录

• 相比以太坊，比特币更需要 Layer2 增强其扩容性
• 比特币 Layer2 的前景

2020 年以来，Defi 业务飞速增长，TVL 从 6 亿美元增长到 370 亿美元，增长了 60 倍。随着区块链链上交易使用量迅速增大，加之 DeFi应用场景的发展，区块链网路变得日益拥堵，主网扩容势在必行。

那么为什么不管是比特币还是以太坊都不直接选择提高区块容量来提高交易承载量呢？原因在于当区块容量扩大时，会让更多小型节点退出，逐渐走向中心化。因此，开发者将目光转向发展 Layer2，这种方案构建在现有区块链网路之上来提高其效率，通过解除安装一些处理来减少网路拥塞和与链上交易相关的过高成本，这个过程不会影响现有 Layer1区块容量大小，避免走向中心化。

目前，比特币平均每秒处理 7 笔交易，而以太坊网路每秒能够处理约 30 笔交易，相比之下，Visa 平均每秒处理约 1700笔交易。随着使用这两种区块链的人数随着时间的推移而增长，比特币和以太坊都几乎达到了容量限制，需要解决方案来帮助它们容纳更多使用者。本文我们就将深入探究为何相较于以太坊，比特币更加需要 Layer2，并分析当前比特币 Layer2 的阻碍和前景。

比特币 VS 以太坊 比特币和以太坊之间的基础区别

比特币是第一个基于区块链技术的加密货币，为资料赋予了价值。作为点对点的电子现金系统，它独立于任何中央机构运作。比特币主要做一些简单价值传递，例如 Bob在某个时间把一定量的比特币打给 Sally，并且能调节的引数仅有转帐时比特币的数量。

以太坊是一个去中心化的开源分散式区块链网路，由其原生加密货币以太币提供支援，用于进行交易并与构建在以太坊网路之上的应用程式进行互动。虽然比特币使用区块链技术进行货币交易，并允许将节点和讯息附加到每笔交易，但以太坊更进一步，使用区块链建立去中心化电脑。以太坊依靠程式语言 Solidity 结合区块链技术，推出了智 能合约开发环境，让开发人员可以进行更复杂的资料处理，完成对去中心化应用的开发， 突破比特币仅仅实现简单价值传递的局限性。

虽然比特币和以太坊网路都基于分散式帐本和加密的概念，但它们在技术规范方面有很大不同。

首先比特币作为数位黄金等价物用于储存价值，其本质上是货币交易，而附加到比特币网路交易的资料仅用于记录交易资讯。而以太币则用于为以太坊网路及其应用程式提供动力，以太坊上的交易可以包含可执行程式码来建立智慧合约或与使用它们构建的自执行合约和应用程式进行互动。

其次，比特币使用 Omni 层发行新的代币，这是一个用于在比特币区块链上建立和交易货币的平台，Omni层的采用主要围绕稳定币。而以太坊代币按照不同的标准发行，其中最流行的是 ERC-20 标准，定义了网路上代币的规则。ERC-20标准包括开发人员在推出代币之前必须实现的多项功能。这些功能包括提供有关代币总供应量的资讯、提供使用者地址上的帐户余额以及允许资金在地址之间转移。

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最后，这些网路之间的其他差异还包括共识机制的不同、新增新资料块时间的不同以及每秒处理交易数量的不同。

不同的扩容解决方案

目前比特币扩容解决方案之一是技术改进，这是一种链上扩容解决方案。例如 2017 年的隔离见证（SegWit），这是一种将一些资料 「隔离」 到传播网路的每个区块的可用空间之外的升级，通过从比特币交易中删除签名资料来增加区块链的块大小限制的，当交易的某些部分从区块中删除时，这会释放空间或容量以将更多交易新增到链中，SegWit升级将区块空间扩容到 4MB。2021 年的 Taproot升级简化了交易处理，使得在比特币网路上确认交易变得更容易、更快捷。它还增加了可处理的交易数量，并降低了网路上交易的总体成本。

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此外，开发人员一直在研究链下 Layer2扩容解决方案，首先是在闪电网路的基础区块链之上构建交易层的解决方案。在闪电网路上，交易速度快且费用极低，因为它们是通过使用者建立的支付渠道传送的。闪电网路的使用者生成的支付通道是用 比特币预先提供资金的，并且可以允许大多数交易从基础区块链转移到这个第二层网路。这些交易不会在比特币网路本身上结算，因为在基础比特币区块链上结算的唯一交易是那些开启和关闭闪电网路支付通道的交易。其实比特币侧链，是在比特币区块链上，建立一个与比特币主链相互独立但又能够与其进行互动的并行链，侧链利用主链的安全性和稳定性，构建了一套相对独立的区块链系统。在比特币侧链上，使用者可以进行各种不同的操作，例如建立新的数位货币、执行智慧合约、实现隐私保护等。相比于比特币主链，比特币侧链可以为比特币提供更多的功能，增强比特币的扩容性和灵活性。

以太坊的扩容方案也分为链上扩容和链下扩容。链上扩容是对区块链本身的效能提升，对以太坊本身进行改造来得到更好的扩充套件性；链下扩容是与第一层主网分开，在无需更改现有以太坊协议的情况下实现更高的扩容性。

链上扩容的核心是通过改变一层主网协议达到扩容效果的解决方案，这是对以太坊本身进行技术升级，这涉及到以太坊的决策流程，因此需要以太坊开发人员、研究人员、社群成员共同决定。当前链上扩容主要采用分片（在下半年坎昆升级后逐步实现），分片链可以帮助将执行以太坊所需的计算资源分散到总共 64 个网路中，这会降低对每台执行以太坊区块链的装置随机存取储存器的需求。

相较于以太坊链上扩容，以太坊链下扩容的生态更加丰富。链下扩容就是把交易或者处理的过程放在链下执行，要在不改变现有一层主网公链协议的情况下做扩充套件，对于链下扩容来说，最关键的问题就是交易资料的处理，交易资料的处理是否放在 Layer1 主网上会影响其安全性，所有链下扩容方案的差别就在于此。以太坊的链下扩容方案主要采用 Rollup，该方案依赖于对大量交易进行分组的伺服器，然后将它们直接提交到以太坊区块链。另外一个二层解决方案称为侧链，这是与以太坊网路并行执行的独立网路，允许使用者将代币从一个网路交换到另一个网路协议，有效地允许他们使用基于以太坊构建应用程式，同时支付更少的费用。

相比以太坊，比特币更需要 Layer2 增强其扩容性 交易量不断扩张，极需 Layer2 作支撑

比特币的区块大小一直备受争议。其实，在比特币诞生之初没有限制区块的大小，其自身资料结构最大可以达到 32MB。在当时，平均被打包的区块大小为 1-2KB，有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费，还容易发生 DDOS 攻击。因此，为了保证比特币系统的安全和稳定，中本聪决定将区块大小限制在 1MB。按照每笔交易占 250B，平均每十分钟产生一个区块的速度计算，比特币网路理论上每秒最多可以处理 7笔交易。不过当时比特币的使用者量较少，交易量也很小，没有造成区块链网路的拥堵问题。不过在 2013年后比特币的使用者体量越来越大，比特币网路拥堵、交易费用上升的问题也逐渐涌现出来。

2023 年初，Ordinals 协议为比特币引入了新的发展方向，BRC-20代币协议也迅速流行起来，市场的追捧使得比特币网路变得十分拥挤，执行成本也达到新的高度。单个比特币交易区块收取的费用已经超过了区块奖励，这证明了 Ordinals 和 BRC-20 对区块空间的需求不断增长。根据比特币浏览器显示，目前比特币网路未确认交易资料最高达到 504,182 笔，每秒 7笔交易的处理速度已经明显无法满足使用者需求。同时，比特币网路交易手续费也大幅飙升，Gas 费超过 500 聪 / 位元组。

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交易速度慢、交易确认时间长、交易手续费高以及网路扩充套件性的限制，都阻碍了现阶段比特币生态的发展，所以说比特币发展现状需要 Layer2 作为支撑。

区块扩容受阻，Layer2 是最优选择

早在 2010 年开始考虑区块扩容方案时，虽然当时把容量设定为了 1M时，但中本聪认为如果有扩容需求，直接在程式码中设定区块高度自动升级区块容量就够了。中本聪隐退后，比特币的开发维护任务由中本聪传给了加文（Gavin），慢慢地不断有其它开发者加入，发展成现在的 Core 开发团队。

后来 Core 开发团队内部关于要不要按中本聪的计划，实行硬分叉移走 1M 的限制产生了分歧。多数开发人员觉得不应该移除这个限制，Core团队认为如果移除这个 1M 的限制，以后的区块会越来越大，提高执行节点的门槛，影响系统的去中心化程度，增加系统风险。

最终在安全性和扩容性之间，BTC 社群首选了安全性，这些开发者提出了 「隔离见证 + 闪电网路」。为了解决影响闪电网路的延展性问题，也为了实现部分扩容效果，2015 年 12 月 Core开发团队提出了隔离见证（Segwit）方案。随后，Blockstream 公司 CTO Gregory 将闪电网路写入比特币路线图，形成了 「隔离见证 + 闪电网路」 路线。至此，Gavin 主推的区块扩容方案和掌握比特币开发主导权的 Blockstream 公司的 Core开发者之间的分歧正式形成。不过也有一部分人拒绝这次技术升级，2017 年 8 月 BTC 硬分叉衍生出 BCH。BCH 在硬分叉后，将区块上限提高为 8M，后续又提高到 32 M，平均 TPS 在 120 左右。此外，BCH 社群在 2018 年，因为技术升级路线的分歧，再次分裂，硬分叉出 BSV (Bitcoin Satoshi Vision)。

事实上，比特币区块扩容方案的复杂度高，更被社群接受的方案是基于比特币 Layer1构建新的层级，既相容并且不影响比特币系统的同时，又解决链上拥堵的问题。从扩容之争的最终结果看，Core派在取得了最终的胜利，比特币区块扩容被终止，比特币在完成隔离见证之后，全力朝向闪电网路、Sidechain 等 Layer2 方向发展。

打破简单帐本局限，非图灵完备的 Layer2 莫属

我们在第一部分时谈到过，以太坊打破了比特币简单帐本局限性，建立智慧合约体系实现复杂价值传递。因此以太坊自诞生起就一直在解决资产相关的金融需求，不论是其发行的资产 ERC20（token）、ERC721（NFT），还是其链上 Defi 产品，如 Maker Dao，UniSwap，OpenSea等，无不满足了使用者多样化的需求。特别是以太坊有图灵完备的虚拟机器 EVM，解决了资产链上结算的问题，所以 EVM 生态支援为 token/NFT 提供链上 DEX，也成就了很多知名的 Defi 应用。

资产的发行和流转之前一直是以太坊的叙事，但现在同样也成为了比特币的叙事。早在 2014 年以太坊出现时，比特币就已经开始探索发行资产的业务需求。比如最知名的 Omni Layer 协议发行的最早的稳定币 USDT。当时，世界第一大加密稳定币发行在比特币网路的 UTXO 的 OpReturn 上，然而由于那时的 OpReturn 只支援 80 位元组的内容空间，导致 OmniLayer 协议的失败。于是比特币网路在后面不断地进行了技术升级，包括我们提到的 segwi升级和 Taproot 升级，也正是因为这两次技术升级，为比特币后续生态的发展提供了可能。

虽然比特币的隔离见证解决了从 80 位元组到 4MB 的扩容问题，但没有解决链上计算的问题。所以比特币当下只能做发行资产的逻辑， 而不可能像支援链上计算的以太坊一样，构建 AMM DEX 等链上计算的应用。比特币生态当下发行的资产成绩确实让人欣喜。比如 BRC20铭文的铭刻交易笔数已经超过了 1000 万笔， 比特币 NFT 的市值规模已经和以太坊市场相当。接下来比特币网路要解决的就是能够像以太坊 Layer1一样可以独立地完成资产的结算。

从上述链下扩容解决方案来看，当前以太坊 Layer2 都只是复制以太坊 Layer1，没有什么非得 Layer2 去解决的实际业务问题，非得说以太坊 Layer2 解决了什么，那就是降低了 Gas 费，特别是待以太坊分片实现后，可能成为当前 Layer2 协议的额外挑战。而比特币的 Layer2解决方案相较于以太坊还很少，比特币非图灵完备的链上虚拟机器只能给资产做登记，而不能做结算，所以 比特币 Layer1 必须需要图灵完备的比特币 Layer2来帮助其解决发行资产的结算问题。这也是为什么比特币比以太坊更需要发展 Layer2 的原因。

相比于以太坊等生态的繁荣，比特币生态上的专案还很少，目前，整个以太坊生态系统的 TVL 市值达到约 260 亿美元，比特币生态系统的 TVL 约为 1.8亿美元，但比特币市值近 6000 亿美元，以太坊市值约 2300 亿美元，因此从长远看，比特币 Layer2 的发展还有相当大的成长空间。

比特币 Layer2 的前景

2012 年，染色币（Colored Coins）风靡一时，其利用了比特币区块链，旨在为特定比特币 「着色」 以将其与其他比特币区分开来，目标是利用比特币及其现有基础设施进行非货币交易。尽管彩色硬币从未完全独立发展，但它们激发了当今广泛使用的新技术。2017年，SegWit（隔离见证）升级启用，将区块空间扩容到 4MB，从而提高了交易吞吐量。直到 2018 年，开发者逐渐推出闪电网路（ LightningNetwork ）和侧链（Sidechains） ，比特币 L2 由此走进大众视野。2021 年的 Taproot升级又带来更安全、高效、私密的比特币。今年，BRC-20协议的出现进一步丰富了比特币的相关生态。当前比特币生态中，较为主流的协议包括侧链和闪电网路。随着比特币网路上的交易量越来越多，如何让比特币承载更多的交易和生态是目前主要的发展方向，无论是闪电网路、侧链还是 RGB 协议，比特币 Layer2 的发展也在持续进行，最终达到比特币网路安全性和扩容性的相容。

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当前比特币生态的规模距以太坊还有不少的差距，一是知名专案相对于以太坊较少，二是使用者规模也不如以太坊，但作为当前市值最高的区块链网路，其增长潜力还是很大的。

比特币生态各基础设施日渐完善，吸引越来越多的专案入驻和投资者的关注。以闪电网路为基础的 OmniBOLT 和 RGB协议等专案将能够从中获得更强大的开发能力，而一些相容以太坊的比特币 Layer2 专案也将从生态中受益。未来比特币生态将在支付、DeFi、NFT等领域加速发展，覆盖更多的赛道和使用者。

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