*Con el lanzamiento de Satoshi Lab, una empresa conjunta entre Web3 Labs y Waterdrip Capital, en Hong Kong, el ecosistema de Bitcoin está ganando terreno en todo el mercado de las criptomonedas. La creación de contratos inteligentes en Bitcoin Script utilizando un esquema de verificación del lado del cliente y siendo compatible con Lightning Network con escalabilidad infinita para las transacciones de canal puede convertirse en una solución de aplicación de blockchain a gran escala en el triángulo de "seguridad, descentralización y escalabilidad" al mismo tiempo. *
*Este artículo explicará algunos conceptos básicos del ecosistema Bitcoin. Desde el "Triángulo Imposible de la Cadena de Bloques" que dificulta la adopción a gran escala, hasta la "Lightning Network" de Bitcoin que supera al "Triángulo Imposible", pasando por las soluciones actuales a Bitcoin Script y los principios del modelo UTXO. *
¿Qué está frenando la adopción masiva de blockchain?
El fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, y el fundador de Babbitt, Chang Xuan, han propuesto que "las redes blockchain no pueden lograr seguridad, descentralización y escalabilidad al mismo tiempo", es decir, "la blockchain no puede triangular". El problema del "triángulo imposible" ha obstaculizado durante mucho tiempo la aplicación a gran escala de la cadena de bloques.
! [Desbloqueando el ecosistema Bitcoin: una guía de lectura obligada] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-1bfe88dfba-dd1a6f-cd5cc0.webp)
Sobre la base de garantizar la seguridad, Ethereum se ha centrado en el desarrollo de la descentralización en la última década y ha seguido innovando en la capa de infraestructura de la cadena pública subyacente para ampliar la escalabilidad de la cadena pública de Ethereum. Para lograr este objetivo, Ethereum también ha iterado varios algoritmos aéreos, fragmentación, rollups y otras tecnologías en la última década.
Pero para el problema de la escalabilidad, parece que habrá un límite de rendimiento mientras la solución siga limitada a la cadena de bloques, a juzgar por Ethereum y sus intentos de capa 2. **Incluso la cadena de bloques más poderosa que podemos ver en la actualidad sigue siendo difícil de superar el límite de TPS (volumen de transacciones por segundo), y todavía existe una gran brecha entre los requisitos de las aplicaciones comerciales a gran escala de millones de TPS y el objetivo de lograr cientos de millones de TPS a nivel industrial global. Para las principales cadenas públicas, ya sea Ethereum o Bitcoin, todas se enfrentan a un cuello de botella: "¿cómo resolver la escalabilidad?" "
¿Cómo funciona Lightning Network?
La Lightning Network utiliza la computación fuera de la cadena, conocida como "Canales de pago", para resolver completamente el problema de escalabilidad del "triángulo imposible": siempre que construya suficientes canales, puede ejecutar tantas transacciones simultáneas como desee. **
Principios de Lightning Network
Usando el sistema bancario como analogía, si A y B abren una cuenta y transfieren dinero. Cuando dos personas están en el mismo banco, se liquidan dentro del mismo banco. Cuando A y B no están en el mismo banco, deben realizar operaciones de liquidación interbancaria a través del banco central.
La Lightning Network imita la forma en que los bancos se establecen: los usuarios A y B abren un canal Lightning entre los dos a través de la Lightning Network. Cuando se abre un canal, A y B utilizan el canal para establecerse directamente en Lightning Network sin necesidad de establecerse en la cadena de bloques de Bitcoin. Solo cuando el canal está cerrado, A y B necesitan cruzar la Lightning Network y establecerse en la cadena de bloques de Bitcoin.
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Flujo de operación de Lightning Channel
Pagar reservas: En el escenario tradicional, la apertura de cuentas bancarias requiere reservas anticipadas, y las reservas de Bitcoin también son necesarias para abrir canales de Lightning Network.
Contabilidad de transacciones fuera de la cadena: A través de Lightning Network, cada transacción se registra una por una y se firma un acuerdo de penalización para cada cuenta.
Registros de liquidación en cadena: Después de que se cierre el canal relámpago, los datos históricos de las transacciones se empaquetarán y liquidarán a la vez, y finalmente se enviarán a la cadena de bloques de Bitcoin.
Cómo Lightning Network previene el fraude en cadena
Si, durante el transcurso de la transacción del canal, A realiza un acto fraudulento cerrando el canal antes de tiempo para liquidar Bitcoin. Cuando se cierra el canal, se generará inmediatamente una transacción fraudulenta en la cadena de Bitcoin. Basándose en la apertura de la cadena de Bitcoin, B puede observarla a tiempo y castigar a A con un acuerdo de penalización firmado de antemano. La sanción es la pérdida de todas las reservas de los Atléticos.
Cuellos de botella de aplicaciones a gran escala de Lightning Network
Teóricamente, la Lightning Network alcanza una escalabilidad infinita, superando el triángulo imposible de la cadena de bloques. Pero el problema más crítico que impide que la Lightning Network logre una adopción a gran escala es que la Lightning Network utiliza los mismos scripts que Bitcoin, que no tiene contratos inteligentes en la cadena, solo scripts simples, y no puede alojar aplicaciones complejas. Es decir, la cadena de Bitcoin es Turing-incompleta, y Turing-completa significa que cualquier problema computacional puede ser resuelto teóricamente. Utilizando un lenguaje de scripting completo de Turing, es lógicamente compatible con otros lenguajes de programación y, en teoría, puede implementar una lógica que se puede implementar en cualquier otro lenguaje, así como replicar la lógica empresarial del mundo real en la mayor medida posible. No hay contratos inteligentes en la cadena de bloques de Bitcoin, y mucho menos aplicaciones construidas sobre ellos. Entonces, el mayor problema que Lightning Network debe superar es "cómo implementar contratos inteligentes en Bitcoin". **
Existen soluciones para mejorar la "funcionalidad" de la cadena de bloques de Bitcoin
1. Cadena lateral
• La cadena lateral se refiere a la creación de una cadena con funciones de contrato inteligente, replicándola y vinculación bidireccional a la cadena principal de Bitcoin, de modo que los activos de Bitcoin se puedan migrar sin problemas entre la cadena principal y la cadena lateral, para lograr contratos inteligentes, pero actualmente no existe suficiente tecnología de vinculación bidireccional descentralizada. ** La cadena lateral requiere un proveedor de servicios centralizado de terceros para la replicación y la migración de activos de la cadena principal, y actualmente solo existe una solución pancentralizada. Por ejemplo, "WBTC", un token ERC-20 emitido por BitGo en la red Ethereum, está vinculado 1:1 a BTC como activo derivado. La solución de cadena lateral no ha sido respaldada por la comunidad de desarrolladores de Bitcoin Core debido a la centralización de la emisión de terceros.
2. Monedas de colores
En 2012, el presidente de la Bitcoin Association, Meni Rosenfeld, publicó el artículo "Overview of Colored Coins", en el que describió un mecanismo para utilizar la "fungibilidad" de Bitcoin para crear aplicaciones que se ajusten a ciertas monedas "coloreando" ciertas monedas y separándolas de otras. La forma específica es usar la instrucción OP_RETURN en Bitcoin Script, agregar 80 bytes de caracteres arbitrarios al final, diseñar la cadena de acuerdo con el formato especificado en los 80 bytes, marcar la "moneda de color" especificando artificialmente el significado de la cadena y hacer contratos inteligentes más complejos. Pero 80 bytes es demasiado pequeño para complicar la funcionalidad.
También se ha introducido una nueva tecnología en el esquema de "moneda de color" de seguimiento. Por ejemplo, la tecnología de inscripción "Ordinals" utiliza 3 M de espacio de "Testigo Segregado" en un bloque de Bitcoin para meter pequeñas imágenes en él y emitir NFT. BRC-20, por ejemplo, utiliza una cadena de código para expresar más contenido de 80 bytes. Pero estas monedas de colores pueden crear serios problemas adicionales: ocupan el espacio del "Testigo Segregado", que originalmente se usaba para almacenar las firmas de transacciones de transferencia de Bitcoin, y desplazan el espacio del "Testigo Segregado", lo que conducirá a una disminución en el número de transacciones ejecutables en Bitcoin, lo que resultará en una disminución en el rendimiento de Bitcoin. La solución de la moneda de color también ha sido fuertemente resistida por los desarrolladores de Bitcoin Core porque contamina el Bitcoin nativo, y la forma especificada artificialmente todavía requiere un tercero centralizado para resolver el servidor. **
3. Validación del cliente
En 2016, el desarrollador de Bitcoin Core, Peter Todd, publicó un documento en el que proponía un paradigma de verificación del lado del cliente, que está completamente descentralizado al simular el método tradicional de firma de contratos para garantizar que solo ambas partes conozcan la premisa de privacidad del contenido del contrato, sin la participación de ningún tercero. Al mismo tiempo, cuando se ejecuta la transacción, el iniciador de la transacción proporciona los datos necesarios del historial completo de la transacción y la otra parte los verifica por sí misma para evitar el fraude. No está sujeto a centralización y se caracteriza por el hecho de que la verificación fuera de la cadena no está limitada por el rendimiento, por lo que actualmente es considerada por la mayoría de las personas como la solución "óptima" a la falta de integridad de Turing de la cadena de bloques de Bitcoin.
Firma de Contratos Tradicional vs Firma de Contratos Inteligentes Blockchain
Firma de contrato tradicional: Hay una transacción entre A y B, primero se firma un contrato, ambas partes confirman el contenido del contrato y lo firman, y el contrato no se puede manipular al firmar. Cualquier transacción en el proceso de ejecución de contratos futuros es una transacción entre A y B y no requiere la participación de un tercero.
Firma de contratos inteligentes de blockchain: El proceso de transacción se anuncia a toda la red y todos los mineros se ejecutan y verifican. No hay privacidad en todo el proceso de ejecución, y el rendimiento es limitado debido a la necesidad de publicar en toda la red para llegar a un consenso.
¿Es impecable la validación del cliente?
Al ver esto, parece que algunas personas tendrán preguntas, la cadena de bloques descentralizada de Bitcoin en sí misma resuelve los problemas de seguridad en el comercio tradicional, pero con la introducción de la verificación del cliente, la solución vuelve a estar fuera de la cadena, incluso si resuelve el problema del fraude, entonces, ¿cómo prevenir eficazmente el problema del doble gasto?
Introducción del "sello desechable"
Dado que la autenticación del lado del cliente en sí misma no incluye un mecanismo de prevención de doble gasto, tuvimos que introducir la asistencia de un tercero para resolver este problema. Para lograr esto, vinculamos cada estado de cada contrato que debe verificarse en la validación del cliente con la salida de transacción no utilizada (UTXO) de un bitcoin en particular. Dado que solo hay dos formas de UTXO, "gastado" y "no gastado". Una vez que desee cambiar el estado del contrato de verificación, debe gastar el UTXO vinculado (cualquier cantidad es aceptable) para que la transacción que lo gastó sea confirmada por la cadena de bloques. Además, la transacción de Bitcoin que lo gasta también debe proporcionar una prueba del contenido de la transición de estado (que actúa como un hash). En pocas palabras, puede tratar el UTXO encuadernado como el "sobre" de este estado de la cera de sellado, y si desea abrir el sobre, debe abrir la cera de sellado.
Descripción complementaria del modelo UTXO
A diferencia del modelo de cuenta de Ethereum, la salida de transacciones no gastadas (UTXO) es la suma de criptomonedas enviadas de una dirección a otra pero que aún no han sido canjeadas por el destinatario para enviar los fondos a otra persona en transacciones posteriores.
Por ejemplo, si Alice envía 1 Bitcoin a Bob, entonces Bob es dueño de UTXO siempre y cuando Bob no gaste el BTC que recibió de Alice. Una vez que Bob gasta 1 BTC, el ciclo de vida del UTXO termina.
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Suponiendo que la billetera de Bob solo ha participado en una transacción, donde Bob recibió 1 BTC de Alice, el validador de la transacción sabrá que el saldo UTXO de Bob es de 1 BTC. Si Bob envía 1 BTC a Carol, su UTXO se convierte inmediatamente en 0 BTC. Si Bob intenta gastar dos veces sus monedas en la segunda transacción saliente, el validador encontrará que su saldo UTXO no es suficiente para ser utilizado como entrada para la segunda transacción, y el validador honesto no propagará ni confirmará su transacción de doble gasto.
Próximo crecimiento exponencial: el ecosistema de Bitcoin está en pleno apogeo
En la evolución de Bitcoin, el diseño de la verificación del lado del cliente ha eludido inteligentemente la centralización de las cadenas laterales y los esquemas de monedas de colores, e introducido un mecanismo de sellado único para mejorar aún más la seguridad. En este momento, el ecosistema Bitcoin está marcando el comienzo del nacimiento de una serie de nuevos protocolos, entre los cuales el protocolo RGB no solo sigue el concepto anterior, sino que también propone ser compatible con la Lightning Network, sentando las bases para una escalabilidad infinita. Si bien la compatibilidad del protocolo RGB con Lightning Network aún no es perfecta, estamos seguros de que la infraestructura que ayudará al protocolo a continuar optimizándose superará las limitaciones de larga data del "triángulo imposible de la cadena de bloques".
Tenemos más razones para esperar el crecimiento exponencial de blockchain en el próximo ciclo, que proviene de la adopción masiva de blockchain impulsada por la explosión del ecosistema Bitcoin. Se cree que Bitcoin romperá la reserva de valor única original, destacará sus atributos monetarios y continuará injertando más aplicaciones en el ecosistema de Bitcoin a través de soluciones diversificadas, promoverá la escalabilidad ecológica y el desarrollo sostenible, y continuará brindando infinitas posibilidades al mundo blockchain.
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Desbloqueando el ecosistema Bitcoin: una guía de lectura obligada
Por Echo, Infinitas
Orientación: Hong Shuning
*Con el lanzamiento de Satoshi Lab, una empresa conjunta entre Web3 Labs y Waterdrip Capital, en Hong Kong, el ecosistema de Bitcoin está ganando terreno en todo el mercado de las criptomonedas. La creación de contratos inteligentes en Bitcoin Script utilizando un esquema de verificación del lado del cliente y siendo compatible con Lightning Network con escalabilidad infinita para las transacciones de canal puede convertirse en una solución de aplicación de blockchain a gran escala en el triángulo de "seguridad, descentralización y escalabilidad" al mismo tiempo. *
*Este artículo explicará algunos conceptos básicos del ecosistema Bitcoin. Desde el "Triángulo Imposible de la Cadena de Bloques" que dificulta la adopción a gran escala, hasta la "Lightning Network" de Bitcoin que supera al "Triángulo Imposible", pasando por las soluciones actuales a Bitcoin Script y los principios del modelo UTXO. *
¿Qué está frenando la adopción masiva de blockchain?
El fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, y el fundador de Babbitt, Chang Xuan, han propuesto que "las redes blockchain no pueden lograr seguridad, descentralización y escalabilidad al mismo tiempo", es decir, "la blockchain no puede triangular". El problema del "triángulo imposible" ha obstaculizado durante mucho tiempo la aplicación a gran escala de la cadena de bloques.
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Sobre la base de garantizar la seguridad, Ethereum se ha centrado en el desarrollo de la descentralización en la última década y ha seguido innovando en la capa de infraestructura de la cadena pública subyacente para ampliar la escalabilidad de la cadena pública de Ethereum. Para lograr este objetivo, Ethereum también ha iterado varios algoritmos aéreos, fragmentación, rollups y otras tecnologías en la última década.
Pero para el problema de la escalabilidad, parece que habrá un límite de rendimiento mientras la solución siga limitada a la cadena de bloques, a juzgar por Ethereum y sus intentos de capa 2. **Incluso la cadena de bloques más poderosa que podemos ver en la actualidad sigue siendo difícil de superar el límite de TPS (volumen de transacciones por segundo), y todavía existe una gran brecha entre los requisitos de las aplicaciones comerciales a gran escala de millones de TPS y el objetivo de lograr cientos de millones de TPS a nivel industrial global. Para las principales cadenas públicas, ya sea Ethereum o Bitcoin, todas se enfrentan a un cuello de botella: "¿cómo resolver la escalabilidad?" "
¿Cómo funciona Lightning Network?
La Lightning Network utiliza la computación fuera de la cadena, conocida como "Canales de pago", para resolver completamente el problema de escalabilidad del "triángulo imposible": siempre que construya suficientes canales, puede ejecutar tantas transacciones simultáneas como desee. **
Principios de Lightning Network
! [Desbloqueando el ecosistema Bitcoin: una guía de lectura obligada] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-87c241787a-dd1a6f-cd5cc0.webp)
Flujo de operación de Lightning Channel
Pagar reservas: En el escenario tradicional, la apertura de cuentas bancarias requiere reservas anticipadas, y las reservas de Bitcoin también son necesarias para abrir canales de Lightning Network.
Contabilidad de transacciones fuera de la cadena: A través de Lightning Network, cada transacción se registra una por una y se firma un acuerdo de penalización para cada cuenta.
Registros de liquidación en cadena: Después de que se cierre el canal relámpago, los datos históricos de las transacciones se empaquetarán y liquidarán a la vez, y finalmente se enviarán a la cadena de bloques de Bitcoin.
Cómo Lightning Network previene el fraude en cadena
Si, durante el transcurso de la transacción del canal, A realiza un acto fraudulento cerrando el canal antes de tiempo para liquidar Bitcoin. Cuando se cierra el canal, se generará inmediatamente una transacción fraudulenta en la cadena de Bitcoin. Basándose en la apertura de la cadena de Bitcoin, B puede observarla a tiempo y castigar a A con un acuerdo de penalización firmado de antemano. La sanción es la pérdida de todas las reservas de los Atléticos.
Cuellos de botella de aplicaciones a gran escala de Lightning Network
Teóricamente, la Lightning Network alcanza una escalabilidad infinita, superando el triángulo imposible de la cadena de bloques. Pero el problema más crítico que impide que la Lightning Network logre una adopción a gran escala es que la Lightning Network utiliza los mismos scripts que Bitcoin, que no tiene contratos inteligentes en la cadena, solo scripts simples, y no puede alojar aplicaciones complejas. Es decir, la cadena de Bitcoin es Turing-incompleta, y Turing-completa significa que cualquier problema computacional puede ser resuelto teóricamente. Utilizando un lenguaje de scripting completo de Turing, es lógicamente compatible con otros lenguajes de programación y, en teoría, puede implementar una lógica que se puede implementar en cualquier otro lenguaje, así como replicar la lógica empresarial del mundo real en la mayor medida posible. No hay contratos inteligentes en la cadena de bloques de Bitcoin, y mucho menos aplicaciones construidas sobre ellos. Entonces, el mayor problema que Lightning Network debe superar es "cómo implementar contratos inteligentes en Bitcoin". **
Existen soluciones para mejorar la "funcionalidad" de la cadena de bloques de Bitcoin
1. Cadena lateral
• La cadena lateral se refiere a la creación de una cadena con funciones de contrato inteligente, replicándola y vinculación bidireccional a la cadena principal de Bitcoin, de modo que los activos de Bitcoin se puedan migrar sin problemas entre la cadena principal y la cadena lateral, para lograr contratos inteligentes, pero actualmente no existe suficiente tecnología de vinculación bidireccional descentralizada. ** La cadena lateral requiere un proveedor de servicios centralizado de terceros para la replicación y la migración de activos de la cadena principal, y actualmente solo existe una solución pancentralizada. Por ejemplo, "WBTC", un token ERC-20 emitido por BitGo en la red Ethereum, está vinculado 1:1 a BTC como activo derivado. La solución de cadena lateral no ha sido respaldada por la comunidad de desarrolladores de Bitcoin Core debido a la centralización de la emisión de terceros.
2. Monedas de colores
3. Validación del cliente
En 2016, el desarrollador de Bitcoin Core, Peter Todd, publicó un documento en el que proponía un paradigma de verificación del lado del cliente, que está completamente descentralizado al simular el método tradicional de firma de contratos para garantizar que solo ambas partes conozcan la premisa de privacidad del contenido del contrato, sin la participación de ningún tercero. Al mismo tiempo, cuando se ejecuta la transacción, el iniciador de la transacción proporciona los datos necesarios del historial completo de la transacción y la otra parte los verifica por sí misma para evitar el fraude. No está sujeto a centralización y se caracteriza por el hecho de que la verificación fuera de la cadena no está limitada por el rendimiento, por lo que actualmente es considerada por la mayoría de las personas como la solución "óptima" a la falta de integridad de Turing de la cadena de bloques de Bitcoin.
Firma de Contratos Tradicional vs Firma de Contratos Inteligentes Blockchain
¿Es impecable la validación del cliente?
Al ver esto, parece que algunas personas tendrán preguntas, la cadena de bloques descentralizada de Bitcoin en sí misma resuelve los problemas de seguridad en el comercio tradicional, pero con la introducción de la verificación del cliente, la solución vuelve a estar fuera de la cadena, incluso si resuelve el problema del fraude, entonces, ¿cómo prevenir eficazmente el problema del doble gasto?
Introducción del "sello desechable"
Dado que la autenticación del lado del cliente en sí misma no incluye un mecanismo de prevención de doble gasto, tuvimos que introducir la asistencia de un tercero para resolver este problema. Para lograr esto, vinculamos cada estado de cada contrato que debe verificarse en la validación del cliente con la salida de transacción no utilizada (UTXO) de un bitcoin en particular. Dado que solo hay dos formas de UTXO, "gastado" y "no gastado". Una vez que desee cambiar el estado del contrato de verificación, debe gastar el UTXO vinculado (cualquier cantidad es aceptable) para que la transacción que lo gastó sea confirmada por la cadena de bloques. Además, la transacción de Bitcoin que lo gasta también debe proporcionar una prueba del contenido de la transición de estado (que actúa como un hash). En pocas palabras, puede tratar el UTXO encuadernado como el "sobre" de este estado de la cera de sellado, y si desea abrir el sobre, debe abrir la cera de sellado.
Descripción complementaria del modelo UTXO
A diferencia del modelo de cuenta de Ethereum, la salida de transacciones no gastadas (UTXO) es la suma de criptomonedas enviadas de una dirección a otra pero que aún no han sido canjeadas por el destinatario para enviar los fondos a otra persona en transacciones posteriores.
! [Desbloqueando el ecosistema Bitcoin: una guía de lectura obligada] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-be2ef13a46-dd1a6f-cd5cc0.webp)
Próximo crecimiento exponencial: el ecosistema de Bitcoin está en pleno apogeo
En la evolución de Bitcoin, el diseño de la verificación del lado del cliente ha eludido inteligentemente la centralización de las cadenas laterales y los esquemas de monedas de colores, e introducido un mecanismo de sellado único para mejorar aún más la seguridad. En este momento, el ecosistema Bitcoin está marcando el comienzo del nacimiento de una serie de nuevos protocolos, entre los cuales el protocolo RGB no solo sigue el concepto anterior, sino que también propone ser compatible con la Lightning Network, sentando las bases para una escalabilidad infinita. Si bien la compatibilidad del protocolo RGB con Lightning Network aún no es perfecta, estamos seguros de que la infraestructura que ayudará al protocolo a continuar optimizándose superará las limitaciones de larga data del "triángulo imposible de la cadena de bloques".
Tenemos más razones para esperar el crecimiento exponencial de blockchain en el próximo ciclo, que proviene de la adopción masiva de blockchain impulsada por la explosión del ecosistema Bitcoin. Se cree que Bitcoin romperá la reserva de valor única original, destacará sus atributos monetarios y continuará injertando más aplicaciones en el ecosistema de Bitcoin a través de soluciones diversificadas, promoverá la escalabilidad ecológica y el desarrollo sostenible, y continuará brindando infinitas posibilidades al mundo blockchain.