比特币二层网络

研究 • 2024年11月20日 • 10 分钟

比特币 L2

模块化的未来

概要

自 2021 年以来，构建在比特币上的 Layer 2 (L2) 项目已经增加了七倍以上，从 10 个增加到 75 个。超过 36% 的比特币 L2 风险投资是在 2024 年分配的，自 2018 年以来，加密风险投资公司已向比特币 L2 项目投资了总计 4.47 亿美元。比特币 L2 将利用他们筹集的资金来开发强大的应用程序和 BTC 的新用例，旨在吸引来自原生 BTC 持有者和现有封装 BTC 市场的巨额流动性。本报告估计，到 2030 年，超过 470 亿美元的 BTC 可能会桥接到比特币 L2。 我们对比特币 L2 的总潜在市场 (TAM) 分析考虑了 DeFi 中使用的所有封装版本 BTC 的当前市场份额、停放在比特币 L2 中的原生 BTC 以及锁定在 staking 协议中的 BTC。截至 2024 年 11 月 20 日，这些部分占所有流通 BTC 的 0.8%。我们估计，到 2030 年，BTC 流通供应量的 2.3% 将桥接到比特币 L2，以与新的比特币 DeFi 生态系统、同质化代币、支付应用程序等进行交互。

介绍

自比特币诞生以来，关于比特币未来的讨论包括通过 layer 进行扩展的概念。Hal Finney 在 2010 年描述了“比特币银行”的概念，其中“比特币支持的银行……[可以发行]他们自己的数字现金货币。” Tether 于 2014 年在首批 Layer 2 之一的 Omni Network 上推出，这一举措被描述为“比特币 2.0”。关于比特币是否应该扩展基础层以代替高性能 L2 的争论在“区块大小战”期间达到了高潮，这场战争主要在 2017 年 8 月通过在比特币上启用 SegWit 和单独推出比特币现金而得到解决。SegWit 使得专注于支付的 Lightning Network 成为可能，并且多年来 Lightning 一直是最突出的 L2。两条值得注意的 Sidechain 于 2018 年推出——Blockstream 的 Liquid（专注于资产发行和支付保密）和 Rootstock（一个与 EVM 兼容的 sidechain）。

Ordinals 的兴起将代币化活动带回了 2023 年的比特币基础层，并有助于重燃人们对在比特币上构建应用程序的兴趣。这种复苏的兴趣，加上以太坊开发社区内部 Rollup 开发的进步，导致了一波新的比特币 Layer 2 的出现，主要利用 Rollup 技术（包括 optimistic 和 zero-knowledge）。虽然 Lightning 在实现快速、廉价的支付方面取得了一些成功，但开发人员一直在努力在区块链本身上为 BTC 开发产生收益的应用程序。很大一部分困难是由于比特币无法支持通用智能合约应用程序。比特币的基础层不是图灵完备的，因此无法执行大多数 DeFi 应用程序所需的智能合约逻辑。但是，未来的升级可能会启用改进多方托管的功能，这将允许更强大的桥接和 Layer 2 模式。虽然启用图灵完备功能的比特币升级尚未实现且不太可能实现，并且为了代替高性能且信任最小化的 Layer 2，一些比特币持有者已经使用他们的 BTC 在 DeFi 中运营或通过将资产桥接到其他图灵完备的区块链（如以太坊）来赚取收益。以太坊上的 Wrapped Bitcoin (WBTC) 占所有封装版本 BTC 的最大份额 (62%)。以太坊 DeFi 中使用的封装版本 BTC 代表了相当一部分 BTC 持有者，他们正在寻找 BTC 的更多生产性用例。

以太坊上超过 90 亿美元的封装 BTC（WBTC、tBTC、cbBTC）可能表明用户需要使用 BTC 在 DeFi 应用程序中。WBTC、tBTC 和其他桥接 BTC 的持有者更有可能在新比特币 L2 上移动和使用 BTC，因为他们熟悉在其他链上使用封装 BTC 资产进行操作。比特币 L2 可能会优先开发有吸引力的 BTC 计价的收益生成应用程序，以吸引以太坊上现有的封装 BTC 用户将资金转移到新的比特币 L2。封装 BTC 持有者也可能使用比特币 L2，因为他们已经证明了他们倾向于重视实用性而不是去中心化。所有比特币 L2 在推出时都将比比特币 L1 更中心化的系统，尽管有些系统将具有与现有以太坊 L2 相当的去中心化程度。

在不退出比特币生态系统的情况下在 DeFi 应用程序中使用 BTC 的能力是比特币 L2 的一个重要卖点。它可以减少桥接 BTC 的用户体验中的摩擦，并提供比当今存在的解决方案更安全的替代方案，以便在 DeFi 中使用 BTC。比特币 L2 上比特币 DeFi 的一个主要好处是 BTC 既充当原生 gas 资产，又充当 DeFi 开发的重点。从历史上看，原生资产在其主区块链上已表现出比外部网络更大的实用性。例如，ETH 在以太坊 DeFi 应用程序中的大量借贷需求源于其作为以太坊原生 gas 代币的不可或缺的作用，以及其作为 NFT 和同质化代币交易的主要记账单位的广泛采用。以太坊和 Solana 等平台上的 DeFi 生态系统的发展说明了一个关键原则：强大的 DeFi 经济体是围绕区块链的原生资产构建的。

本报告定义了比特币 L2 的关键特征，并概述了不同类型的比特币扩展解决方案。该报告还详细分析了自 2018 年以来加密风险投资公司在比特币 L2 中投资的 4.47 亿美元，并为新兴的比特币 L2 提供了 TAM 分析。最后，该报告分享了有关比特币模块化未来前景的关键见解。

什么是比特币 Layer 2？

比特币 L2 通过实施更大更快的区块来提供比比特币 L1 更高的交易吞吐量。比特币 L2 可作为自己的执行环境运行，因此可以规避比特币 L1 上存在的技术限制，例如缺乏图灵完备性。通过充当独立的执行环境，比特币 L2 可以使用自己的共识机制、安全框架和虚拟机。例如，大多数已投入生产的比特币 L2 都是 EVM 等效或兼容的，这使它们能够集成来自其他 EVM 区块链的应用程序。（有关 EVM 等效性和兼容性的更多信息，请阅读 Christine Kim 关于以太坊 ZK-Rollups 的报告）。

比特币 L2 的另一个关键定义因素是它们的桥接机制，即用户如何将 BTC 从基础层移动到 L2。比特币 L2 使用各种桥接框架，包括多重签名和多方托管 (MPC) 钱包方案以及第三方桥接。一些比特币 L2 利用带有 BitVM 的多重签名/MPC 钱包方案，BitVM 是一种与比特币兼容的链下图灵完备虚拟机。从高层次上讲，BitVM 桥接涉及 1-of-n 的信任假设，即只需要 1 个诚实的桥接运营商在线，用户才能退出桥接。MPC 和多重签名桥接通常需要超过 50% 的签名者是诚实的，用户才能退出桥接。

比特币 L2 桥接和以太坊 L2 桥接之间的主要区别在于后者涉及智能合约帐户，而前者利用比特币公钥地址。但是，在这两种情况下，以太坊上的智能合约帐户和比特币公钥地址通常都由一组私钥控制。另一个主要区别是 Sidechain 和 Rollup 的比特币 L2 桥接没有单边退出，这意味着用户不能在不信任中介的情况下退出 L2。以太坊rollup可能包含一个名为强制提款的函数，该函数使任何人都可以直接向 L1 提交其交易，以便在sequencer脱机或无法包含用户交易的情况下从rollup中提取资金。状态通道是唯一具有无需信任的单边退出的比特币 L2。Lightning Network 桥接的构建方式是，只要用户拥有其余额的最新状态，他们就可以无缝地将资金提回到 L1。

比特币 Rollup 和 Sidechain

两类比特币 L2 解决方案可以支持通用应用程序开发：Rollup 和 Sidechain。状态通道是比特币上正在开发的另一种 L2 解决方案，最著名的是 Lightning Network，但该技术主要用于在比特币上实现更快、更便宜的对等交易，并且目前无法支持图灵完备的智能合约。

Sidechain： Sidechain 实际上是独立的区块链，通过与其自己的节点运营商和安全机制的嵌入式连接与基础层并行运行。Sidechain 通过创建具有更大区块和更快区块时间的单独兼容区块链来扩展基础层。因此，可以在更短的时间内处理更多交易。由于 Sidechain 使用自己的共识模型，因此它们不依赖于数据可用性层，而是充当封闭和独立的执行环境。由于 Sidechain 使用自己的共识模型，因此一些批评者认为它们在技术上不是“Layer 2”解决方案，而是充当单独的扩展 Layer 1（例如：建立在以太坊上的 Polygon 是以太坊的 Sidechain，而不是 ETH L2）。但是，Sidechain 可以通过多种方式设计，并且区分与基础层对齐的 Sidechain 和不与基础层对齐的 Sidechain 非常重要。Sidechain 可能会将区块头的哈希或其他数据发布到 L1，以此作为将其自身状态“检查点”到 L1 的一种方式。

Rollup： Rollup 是从基础层卸载交易并在辅助层上执行交易的区块链。因此，Rollup 为用户提供便宜 10 倍-100 倍且更快的交易。Rollup 可以通过使用将多个交易批处理在一起的交易数据压缩算法来促进比 Sidechain 更高的交易吞吐量。

Rollup 还使用父区块链来实现数据可用性。父区块链存储 Rollup 的状态根、交易数据或状态差异。存储在父区块链上的此数据使任何完整节点都可以重建 Rollup 的最新状态。Rollup 可以设计为支持单个应用程序或提供通用功能并托管多个应用程序。

Rollup 以两种方式更新状态根。有效性 Rollup（也称为 zk-Rollup）创建简洁的加密证明，该证明在收到更新时立即由 L1 验证，从而证明更新与这些交易的正确执行一致。Optimistic Rollup 将状态根更新推送到 L1，这些更新在乐观上是正确的，并为验证者提供了一个定义的时间窗口来挑战状态根更新。

有关 OP & ZK Rollup 的深入研究，请阅读此 报告。

以上市场图的分类遵循以下关键特征：

比特币 Rollup： 将证明和状态差异数据或交易数据发布到比特币区块的执行层。

不在比特币上的 Rollup： 将证明和状态差异数据或交易数据发布在以太坊或替代 DA 层上的执行层。

Sidechain： 与比特币的基础层兼容的独立执行层，不需要来自父链的 DA。

基础设施： 数据可用性协议和任何封装 BTC 提供商。

状态通道： 没有全局状态的链下执行环境，仅提交帐户余额的初始和最终状态。

ECASH： 基于 David Chaumian 的 Ecash 提案的托管状态通道解决方案。

Virtual UTXO & CSV： 使用客户端验证的状态通道和执行层的新迭代。

Validia Chains： 与 BTC 兼容并使用链下或替代 DA 的执行层。

市场图未包括每个类别中的所有项目，并且可以用作在比特币 L2 生态系统中构建的不同类型项目的参考。截至 2024 年 11 月 20 日，比特币的 L2 市场由 40 个 Rollup 和 25 个 Sidechain 组成。本报告未涵盖状态通道、CSV、Drivechain 或 ECash 协议，这些协议总共代表 10 个项目。

比特币 L2 风险投资

截至 2024 年 9 月，比特币 L2 已从加密风险投资公司筹集了 1.74 亿美元的资金。在总额中，Sidechain 获得的分配最多，为 1.05 亿美元，其次是 Rollup，为 6300 万美元。值得注意的是，比特币 L2 的所有历史风险投资中有 39% 仅在 2024 年发生。2024 年第二季度出现了一个重大转变，比特币 L2 占据了整个行业 L2 解决方案所有加密风险投资资本的 44%，环比增长惊人 159%。 2024 年加密风险投资向比特币 L2 的涌入凸显了，在 2024 年之前，传统加密风险投资公司（不包括专注于比特币的基金）对比特币生态系统的敞口几乎为零。下表说明了许多在 2024 年筹集资金的比特币 L2 项目正处于筹款和开发的早期阶段。截至 2024 年 11 月，在 30 笔已披露的 deals 中，比特币 L2 进行了 2 轮 A 轮融资。

自 2018 年以来，比特币 Layer 2 吸引了大量投资，其中 Sidechain 处于领先地位。在对比特币 L2 投资的 4.47 亿美元总额中，Sidechain 获得的份额最大，为 64%。状态通道紧随其后，占资本的 22%，而 Rollup 则获得 14%。应该注意的是，上表中排除了基于 ECASH 的协议，如 Cashu 和 Fedimint，并且获得了总计 2720 万美元的风险投资。E-Cash 项目不符合我们对比特币 L2 的定义，但值得作为比特币 L2 领域中潜在的基础设施包括在内。

比特币 L2 的总潜在市场

我们将比特币 L2 的直接可用市场视为 DeFi 合约中封装版本 BTC 的总供应量、桥接到 L2 的原生 BTC 以及 BTC staking 协议。这种“活跃”的 BTC 供应是我们的 TAM 分析的重点。我们认为这群持有者最有可能将 BTC 桥接到新的 L2，以寻找收益机会。

截至 2024 年 11 月 20 日，大约 0.8% 的 BTC 流通供应量（164,992 BTC）正在积极使用 DeFi。此 BTC 的 59% 封装在以太坊上，22% 锁定在新的比特币 staking 协议上，10% 位于比特币 L2 上。对于封装的 BTC 市场，有 100 亿美元锁定在 DeFi 智能合约中，2.47 亿美元位于比特币 L2 上。对于原生比特币，有 34 亿美元锁定在 staking 协议中（Babylon、Bouncebit），15 亿美元锁定在比特币 L2 上。

如果我们假设使用 DeFi、L2 和 Staking 的 BTC 流通供应份额在 6 年内每年增长 0.25%，我们估计到 2030 年底，“活跃的 BTC 供应”可能会增长到 471,806 BTC（约 3 倍的增长）。

这种持续的保守增长率将导致到 2030 年，BTC 供应量的 2.3% 在 DeFi、Staking 和比特币 L2 中处于活跃状态。为了进行比较，以太坊流通供应量的 2.3%（ETH、WETH、stETH、wstETH）锁定在 DeFi 智能合约中，不包括 staking 协议。根据截至 2024 年 11 月 20 日的当前价格，该模型预测到 2030 年比特币 L2 的 TAM 为 440 亿美元。如果 BTC 在 2030 年达到 10 万美元，那么比特币 L2 的 TAM 可能会达到 470 亿美元，前提是到 2030 年，总 BTC 供应量的 2.3% 锁定在比特币 L2 中。

请注意，此分析是对多少 BTC 供应可能流入比特币 L2 以寻求收益的粗略估计；它不考虑比特币 L2 生态系统的潜在增长，其中包括将在此 L2 之上发行的其他加密资产，如 Runes、Ordinals、稳定币等。我们的 TAM 估计依赖于两个关键假设。首先，我们假设锁定在比特币 L2 中的 BTC 供应百分比从现在到 2030 年每年可能增长 0.25%，其次，我们假设 BTC 价格到 2030 年可能达到 10 万美元。我们的观点是，这些是对未来六年比特币 L2 用户需求和比特币价格的保守估计。

另请注意，我们的预测取决于 L2 上的比特币 DeFi 和 staking 生态系统在未来 6 年内不断发展，同时建立合法性。至关重要的是，如果新比特币 L2 上的 DeFi 收益不够有吸引力，以太坊上封装 BTC 的供应可能会保留在以太坊生态系统中。下一节将重点介绍比特币 L2 上的 DeFi 应用程序需要达到的最低收益水平，才能与接受以太坊上封装版本 BTC 的 DeFi 应用程序竞争。

从以太坊上的 BTC DeFi 中提取市场份额

尽管 DeFi 中使用了新的封装版本 BTC，但本节仅关注 WBTC，因为该代币占封装 BTC 市场的 62%。

为了从 WBTC 中提取大量市场份额，比特币 L2 上的借贷协议必须 1) 通过增加 BTC 利用率（用户借用 BTC）来提供更高的供应收益，以及 2) 为借贷提供充足的稳定币流动性。 大约 72% 的锁定在 DeFi 合约中的 WBTC 都存放在借贷协议中。借贷协议中 WBTC 的大份额表明，这批 BTC 持有者只对借贷应用程序感兴趣。此外，对于以太坊前两大借贷协议 Aave 和 MakerDAO 上每存入的 100 美元 WBTC，约有 50 美元的稳定币被借出。

当观察这些存款池的平均利用率时，可以清楚地看到在 AAVE 和 Maker 上使用 WBTC 借入的大量稳定币。在 AAVE 上，WBTC 的平均利用率为 7.7%，这意味着 92.3% 的存款 WBTC 用作稳定币借贷的抵押品。截至 2024 年 11 月，AAVE 上的 WBTC 存款平均仅获得 0.04% 的 APY。作为参考，AAVE 上 WETH 的利用率为 89%，为 WETH 存款产生 2.3% 的 APY。

WETH 的利用率远高于 WBTC，因为与以太坊上的 WBTC 相比，ETH/WETH 的实用性更高。WETH 的用例包括 DeFi、永续交易、staking 和 NFT。比特币 L2 上的借贷应用程序可以通过为资产构建专门的生态系统，为 BTC 增加实用性来提供更高的收益。一些示例包括在比特币 L2 上构建的 Ordinals 和同质化代币协议。有关在比特币上创建的 Ordinals 和其他同质化代币协议的更多信息，请阅读此 Galaxy Research 报告。

下表重点介绍了将封装 BTC 存入以太坊上的借贷协议和 DEX 池中的收益。

虽然与借贷池相比，将 WBTC 存入 DEX 池可以提供更高的收益，但无常损失和收益波动的风险使 DEX 池成为不可靠的收益来源。因此，DeFi 合约中 72% 的 WBTC 都分配给了借贷协议。假设比特币 L2 上借用 BTC 的活动超过了以太坊上 WBTC 的借用活动，比特币 L2 上的借贷协议将通过提高基础资产的利用率来提供更高的收益。

前景

• 比特币 L2 上的 DeFi 应用程序需要提供比以太坊上的比特币 DeFi 更高的收益，才能从封装 BTC 市场中提取市场份额。 只有比特币 L2 能够从接受代币版本 BTC （如 WBTC、tBTC 和 cbBTC）的 DeFi 应用程序中夺取市场份额，它们才有可能成功。比特币 L2 上充满活力的 DeFi 生态系统是 L2 长期采用的最重要发展。当查看以太坊 L2（Arbitrum、Optimism 和 Base）上按 TVL 划分的顶级应用程序时，这一点很明显，它们是借贷、DEX 和衍生品平台。

• 新比特币 L2 桥接设计的信任假设并不比 WBTC、cBTC 和 tBTC 的桥接设计弱很多。WBTC 持有者需要信任 BitGo 的联盟，这是一个中心化实体，而比特币 L2 上的 BTC 持有者需要信任相对更加去中心化的桥接运营商集合。虽然任何比特币 Rollup 或 Sidechain 都不存在单边退出，但一旦开发出此功能，新比特币 L2 上的桥接将比 WBTC、cBTC 和 tBTC 更加无需信任。

• 比特币 L2 在 2024 年收到的 1.74 亿美元风险投资为这些项目提供了执行上市策略的跑道。 筹集了大量资金的比特币 L2 将建立生态系统基金，并利用这笔资金来引入现有的 EVM 应用程序。对比特币 L2 生态系统的持续投资将在该领域未来 6 年的增长中发挥关键作用。一旦投入生产的比特币 L2 在主网上启动，加密风险投资公司可能会转向投资早期原生应用程序。

• 2023 年 Ordinals 和 BRC-20 的出现向加密风险投资公司发出信号，表明除了数字黄金之外，比特币可能还有另一种投资叙事。 随着比特币 L2 的成熟和用户群的增长，加密风险投资公司将继续将资本部署到比特币生态系统中。

• 在当今的 75 个比特币 L2 中，可能只有 3-5 个参与者最终会占据市场的大部分份额。 没有足够的用户、流动性和注意力来分配给 75 个比特币 L2。我们在之前的报告中强调了对比特币 Rollup 使用比特币进行 DA 的这一观点。拥有最多流动性和收益生成应用程序的 L2 可能是未来 6 年中唯一能够幸存下来的项目。因此，在基础设施、流动性引导和做市方面的业务发展合作伙伴关系对于确定哪些比特币 L2 将领先于其他 L2 至关重要。

• 原文链接： galaxy.com/insights/rese...
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