Pesquisa de Projeto | Protocolo Botanix: rede Bitcoin de segunda camada compatível com contratos inteligentes EVM

Pesquisa de projeto | Protocolo Botanix: rede Bitcoin de segunda camada compatível com contratos inteligentes EVM

Editor | Chainchen@Web3CN.Pro

Índice

  1. Introdução ao Projeto

  2. Visão do Projeto

  3. Rota de desenvolvimento‍‍

  4. Histórico da equipe

  5. Informações de financiamento

  6. Estrutura do projeto

  • A Cadeia de Aranha‍‍‍‍
  • Bloco Botanix *Botanix EVM
  • Orquestradores‍‍‍‍‍‍
  • segurança
  1. Resultados de desenvolvimento
  • Status da comunidade
  1. Modelo Econômico

  2. Vantagens e Riscos

1. Introdução ao projeto

Bitcoin é atualmente a maior e mais conhecida criptomoeda e é conhecida por sua estrutura descentralizada e tecnologia blockchain. Bitcoin é considerada a criptomoeda de reserva global devido à sua máxima descentralização e segurança. No entanto, o Bitcoin tem algumas limitações em termos de composição e escalabilidade. À medida que as soluções continuam a evoluir, o surgimento do Ethereum introduz uma blockchain com uma linguagem de programação Turing-completa, cuja capacidade de composição cria um ecossistema de aplicações descentralizadas que desafia a escalabilidade da camada base, juntamente com Ethereum O desenvolvimento da segunda camada trouxe o Ecossistema Ethereum para uma prosperidade sem precedentes. Mas como introduzir contratos inteligentes no Bitcoin ainda é um problema sem solução. Como a aplicação e o valor da segunda camada do Bitcoin são relativamente baixos, ainda há um enorme espaço para desenvolvimento na construção de uma segunda camada do Bitcoin. ‍

Atualmente, existem diferentes tecnologias no ecossistema BTC para construir a segunda camada do BTC, incluindo canais de estado, cadeias de transmissão, rollups de múltiplas assinaturas e possíveis propostas de soft fork do Bitcoin para rollups ZK e OP. Embora as assinaturas múltiplas Lightning Network e Liquid já estejam executando com sucesso soluções BTC de segunda camada, este artigo apresenta um novo conceito - o protocolo Botanix.

O protocolo Botanix é uma solução de cadeia descentralizada construída em BTC. Ele usa os princípios básicos do Lightning para executar a Máquina Virtual Ethereum (EVM). Botanix usa um modelo baseado em conta semelhante ao Ethereum para substituir o próprio Bitcoin. Com base na saída de transação não gasta (UTXO), cada nó completo do Botanix executará o protocolo central BTC, bem como o protocolo Botanix.

2. Visão do Projeto

O Botanix Labs propõe construir uma segunda camada sobre o Bitcoin, com equivalência completa à Máquina Virtual Ethereum (EVM). Com o Bitcoin como a camada base mais descentralizada e segura, a segunda camada abrirá novas possibilidades para a composição, ecossistemas e funcionalidades de contratos inteligentes do Ethereum, introduzindo o Spiderchain - um blockchain sobre o Bitcoin. A segunda camada de design visa otimizar a descentralização e fornecer usuários com uma gama mais ampla de possibilidades de aplicação.

3. Rota de desenvolvimento

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4. Histórico da equipe

A equipe tem atualmente mais de dez membros principais, muitos dos quais estão envolvidos no campo da criptomoeda há mais de dez anos, incluindo muitos ex-funcionários da Blockstream. O fundador, Willem, é formado pela Bélgica com dupla graduação em engenharia elétrica e Economia de negócios. A equipe tem formação técnica e de marketing, mas sua formação é mediana.

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5. Informações de financiamento

Nenhum ainda

6. Estrutura do projeto

Entre as atuais cadeias secundárias e de segunda camada do BTC, a Lightning Network fornece tecnologia descentralizada de segunda camada, mas está sujeita a restrições de liquidez, ecologia e UTXO do BTC; multi-assinatura federada e Op Rollup fornecem combinação e flexibilidade, mas são características restritas de centralização.

O protocolo Botanix é uma Máquina Virtual Ethereum (EVM) de segunda camada construída em Bitcoin. A Botanix adota um mecanismo de consenso PoS (Proof of Stake), que exige que os participantes hipotequem Bitcoins reais na camada Bitcoin para proteger toda a segunda camada. Todo o protocolo é executado em Bitcoin. Ele permite que os usuários usem Bitcoin nativamente em qualquer aplicativo desenvolvido em EVM. O protocolo de segunda camada é otimizado para permitir que qualquer pessoa participe e execute um nó completo. Os Bitcoins no Botanix serão bloqueados na Spiderchain, com garantia fornecida por uma série de assinaturas múltiplas consecutivas controladas por um subconjunto aleatório de nós do Orchestrator, garantindo uma participação verdadeira e válida. Portanto, passar da cadeia pai do Bitcoin para a segunda camada requer suposições de confiança adicionais: nenhuma parte controla o conjunto de stakeholders. O protocolo Botanix pode ser implementado imediatamente no Bitcoin sem nenhuma proposta de melhoria do Bitcoin.

A rede Botanix garante o estado correto do blockchain Botanix, introduzindo contratos inteligentes que não são possíveis no Bitcoin. A ideia é semelhante aos operadores de nós da Lightning Network, movendo as partes complexas para fora da cadeia. Toda a rede da camada 2 opera como um blockchain, e outros usuários podem criar novas carteiras e implantar contratos inteligentes no protocolo.

A Cadeia de Aranhas

Botanix apresenta Spiderchain, um novo mecanismo para blockchains de segunda camada. Spiderchain é uma série contínua de carteiras com múltiplas assinaturas criadas entre Botanix Orchestrators (coordenadores). Ao descentralizar essas carteiras com múltiplas assinaturas, a segurança é garantida. Esta cadeia contínua de assinaturas múltiplas cria uma rede que protege os ativos Bitcoin na cadeia Botanix. Essa cadeia “móvel” de múltiplas assinaturas pode ser considerada uma hipoteca que está bloqueada nesta rede descentralizada de múltiplas assinaturas, daí o nome Spiderchain.

O papel principal do Spiderchain é separar os ativos Bitcoin do blockchain Bitcoin. Ao proteger o Bitcoin no Botanix em uma cadeia descentralizada com múltiplas assinaturas, ele isola o Bitcoin da Máquina Virtual Ethereum (EVM). Isto permite a transição do modelo UTXO do Bitcoin para o modelo de conta usado no EVM.

A figura abaixo mostra um diagrama visual do Spiderchain. Cada vez que um bloco Bitcoin é produzido, um novo multisig é criado entre diferentes orquestradores aleatórios.

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Como a segurança depende de incentivos e do número de orquestradores, todos os orquestradores devem fornecer uma certa quantia de garantia antes de participarem. Este compromisso servirá como compensação em caso de atos maliciosos. A segurança do Spiderchain segue o modelo de prova de participação, desde que o número de participantes com comportamento malicioso seja bem menor que o de outros orquestradores, a segurança estará matematicamente garantida.

Bloco Botanix

O blockchain Botanix tem três partes principais quando funciona corretamente. Primeiro, ele examina as transações enviadas ao Orchestrator por usuários da cadeia pai do Bitcoin (este é o processo pelo qual o Bitcoin é introduzido na rede Botanix). Em seguida, ele executa as alterações de estado necessárias para criar um novo bloco. Finalmente, no final de cada ciclo, novos Unspent Transaction Outputs (UTXOs) são criados para transferir ativos do Spiderchain para a cadeia pai (este é o processo de recuperação do Bitcoin da rede Botanix).

Verifique se algum ativo foi enviado aos Orquestradores Botanix (coordenadores). Em caso afirmativo, realize operações de introdução de ativos.

Executa o processo de consenso e mudança de estado do Botanix. Esta parte pode ser comparada ao processamento de blocos do Ethereum.

Verifique se há algum ativo que precise ser transferido do Botanix para outros locais. Se sim, realize operações de recuperação de ativos. É importante notar que devido às diferentes velocidades de processamento da blockchain Bitcoin e da blockchain Botanix, na maioria dos casos as partes 1 e 3 simplesmente atualizam o pool de transações dos UTXOs. A taxa de geração de blocos do Bitcoin é de cerca de 10 minutos por bloco, enquanto o Botanix será executado em cerca de 12 segundos entre cada bloco. Entre os blocos de Bitcoin, o Botanix irá gerar seus próprios blocos contendo transações na EVM (Ethereum Virtual Machine). Quando um novo bloco Bitcoin for recebido, o Botanix executará as etapas acima para garantir que as transações na cadeia EVM sejam finalmente confirmadas.

Botanix EVM

Botanix executa um cliente de execução Ethereum Virtual Machine (EVM) completo que é quase idêntico à própria rede Ethereum, pois é capaz de executar todos os mesmos contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps) que Ethereum. Ele não precisa gerar nenhuma prova de validade que limite o desempenho porque sua segurança vem do Spiderchain. O Botanix EVM impulsiona o ambiente de execução da rede Ethereum, permitindo a execução de contratos inteligentes escritos em Solidity e outras linguagens de programação. Ao executar um cliente EVM completo, o Botanix é capaz de suportar todos os mesmos recursos do Ethereum.

Embora o Botanix seja funcionalmente equivalente ao Ethereum, ainda é uma rede independente com recursos e características próprias e exclusivas. Por exemplo, ele usa um algoritmo de consenso PoS diferente para aproveitar as vantagens da descentralização e da estrutura econômica do Bitcoin.

Orquestradores

Os orquestradores são atores-chave no protocolo Spiderchain e são responsáveis por gerenciar e proteger o protocolo Botanix.

Ao entrar no Spiderchain, novos orquestradores precisam manifestar seu interesse ao orquestrador do bloco atual e colocar uma certa quantidade de garantia em um multisig. Este processo é concluído após a confirmação no Bitcoin, e o novo Orchestrator se tornará um nó participante completo.

Ao sair do Spiderchain, um orquestrador precisa notificar o orquestrador do bloco atual sobre sua intenção de sair e assinar a mensagem de saída. O processo de saída terá então início, incluindo as etapas de substituição do multisig e devolução da garantia.

Se um Orquestrador apresentar comportamento impróprio, como inatividade, propostas de bloqueio incorretas, assinatura incorreta de múltiplas assinaturas ou verificação incorreta, o Orquestrador correrá o risco de ter sua garantia deduzida. Orquestradores inativos perderão recompensas de bloco e poderão eventualmente ser removidos. Estas regras garantem o funcionamento normal e a segurança do Spiderchain.

segurança

  1. Tamanho multisig e compensações colaterais

Os fundos bloqueados no Spiderchain são garantidos de duas maneiras diferentes:

Primeiro, por definição, os fundos são mantidos no topo da camada Bitcoin e bloqueados na Spiderchain com múltiplas assinaturas. Isso significa que mesmo que haja um nó orquestrador malicioso, eles não poderão acessar o Bitcoin no Spiderchain sem a aprovação de outros nós. Isso ocorre porque a assinatura múltipla requer vários nós para aprovar qualquer operação de financiamento.

Em segundo lugar, existe outra forma de garantir a segurança através de mecanismos de incentivo. Cada nó do Orchestrator precisa arcar com uma certa quantia de garantia, que é uma garantia econômica. Isto significa que têm um incentivo financeiro para garantir que funcionam correctamente, uma vez que podem perder uma parte das suas garantias se violarem as regras ou se comportarem mal. Esse incentivo ajuda a manter a rede funcionando e segura.

Assinatura múltipla é um método usado para proteger fundos armazenados na blockchain Bitcoin. Há uma compensação no tamanho de um multisig: se for muito grande, a assinatura pode levar muito tempo e podem surgir problemas de coordenação. Além disso, se uma parte mal-intencionada controlar a maioria das assinaturas, ela poderá obter todos os fundos no Spiderchain. Portanto, dividir a garantia em vários multisigs menores pode reduzir o risco, mas se o multisig for muito pequeno, poderá reduzir a segurança da proteção dos fundos contra ataques maliciosos.

A garantia é usada para garantir a operação correta dos nós do orquestrador. Para participar da rede Spiderchain, os nós do Orchestrator devem depositar uma certa quantia de garantia para garantir sua participação. Isso evita que uma única parte execute vários nós, evitando assim ataques Sybil. Se um nó do orquestrador se comportar de maneira inadequada, como tempo de inatividade, agir maliciosamente ou desaparecer, ele perderá uma parte de sua garantia.

Liveness refere-se a manter a rede Botanix e os participantes do multisig em funcionamento. Se os participantes não responderem por um longo período de tempo, poderão perder uma parte de suas recompensas e, eventualmente, serem removidos do multisig. Ao mesmo tempo, existem alguns comportamentos que são considerados maliciosos, como propor bloqueios incorretos, assinar assinaturas múltiplas incorretamente, etc.

As medidas acima são projetadas para garantir a operação segura e estável do protocolo Spiderchain.

  1. Proteção de chave privada

A segurança direta é uma propriedade importante dos sistemas criptográficos que protege as chaves secretas contra vazamentos. No caso do Botanix, segurança direta significa que mesmo que um invasor obtenha 2/3 do controle majoritário, ele ainda não terá a propriedade da maioria das chaves em todos os multisigs anteriores. Em vez disso, o invasor terá apenas a propriedade majoritária dos novos multisigs gerados no futuro. Isto garante que a segurança das assinaturas múltiplas anteriores não seja comprometida e que o protocolo possa tomar as medidas adequadas para mitigar os ataques. Através do design do Spiderchain, o Botanix implementa segurança avançada, o protocolo pode fornecer um nível mais alto de segurança e proteger o sistema de possíveis ataques.

  1. Herança de segurança BTC

A segurança do Botanix depende da segurança do Bitcoin, especificamente dos recursos de segurança fornecidos pelo seu sistema Proof of Work (PoW). Se a segurança do Bitcoin for comprometida, isso também terá um impacto negativo na segurança do Botanix. Portanto, a Botanix conta com as vantagens de segurança do sistema PoW do Bitcoin para garantir a segurança de sua própria rede. Especificamente, três riscos no sistema Proof of Stake são mitigados pelo aproveitamento do Bitcoin: centralização, seleção aleatória do validador e finalidade.

7. Resultados de desenvolvimento

Twitter: 1.331 seguidores, média de interação dos fãs

Discord: 459 pessoas, Telegram: 469 pessoas, a taxa de atividade é inferior a 20%.

No geral, a actividade comunitária do projecto é média e ainda está na sua fase inicial. ‍‍‍‍‍‍‍‍‍

8. Modelo Econômico

Nenhum ainda

9. Vantagens e Riscos

Vantagem:

  1. Segurança: A segurança do Botanix depende do sistema PoW do Bitcoin, o que o torna comparável ao Bitcoin em segurança. Bitcoin é uma das redes blockchain mais seguras até hoje, então o Botanix também se beneficia muito em termos de segurança.

  2. Descentralização: Como blockchain de segunda camada, o Botanix dá continuidade ao conceito de descentralização do Bitcoin, permitindo que qualquer pessoa participe e execute um nó completo. Isso ajuda a manter a natureza descentralizada da rede.

  3. Compatível com EVM: Botanix suporta a Máquina Virtual Ethereum (EVM), o que significa que pode executar contratos inteligentes e aplicações descentralizadas compatíveis com Ethereum, fornecendo aos desenvolvedores uma ampla gama de possibilidades de aplicação.

  4. Segurança avançada: Botanix implementa segurança avançada através do design do Spiderchain.Mesmo que um invasor obtenha o controle, a segurança das assinaturas múltiplas anteriores não será ameaçada.

Desvantagens:

  1. Dependência: A segurança do Botanix é altamente dependente do sistema PoW do Bitcoin. Se a segurança do Bitcoin for comprometida ou atacada (o que atualmente parece altamente improvável), o Botanix também poderá estar implicado, o que significa que a sua segurança é limitada por fatores externos.

  2. Concorrência: Botanix está em uma competição acirrada entre criptomoedas e blockchain.Atualmente, não existem bons projetos ecológicos neste ecossistema e ele precisa competir com outros ecossistemas para atrair desenvolvedores e usuários.

  3. Velocidade: Bitcoin e Botanix têm diferentes velocidades de geração de blocos, o que pode resultar em tempo de espera adicional para processar transações entre cadeias. A velocidade de geração de blocos do Botanix é mais rápida, mas ainda lenta em comparação com o Ethereum.

Em resumo, o Botanix tem algumas vantagens como sistema blockchain de segunda camada construído em Bitcoin, mas também enfrenta algumas dependências e desafios competitivos. A sua segurança e natureza descentralizada tornam-no competitivo em alguns aspectos, mas existem alguns obstáculos técnicos e de mercado que precisam de ser ultrapassados para alcançar uma adopção generalizada.

referências

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