С запуском Satoshi Lab, совместного предприятия Web3 Labs и Waterdrip Capital, в Гонконге, экосистема биткоина набирает обороты на криптовалютном рынке. Создание смарт-контрактов на Bitcoin Script с использованием схемы проверки на стороне клиента и совместимость с сетью Lightning Network с бесконечной масштабируемостью для транзакций каналов может стать крупномасштабным блокчейн-приложением на треугольнике «безопасность, децентрализация и масштабируемость» одновременно. *
*В этой статье мы объясним некоторые основные понятия экосистемы Биткоина. От «Невозможного треугольника блокчейна», который препятствует широкомасштабному внедрению, до «Сети Молнии» Биткойна, которая преодолевает «Невозможный треугольник», до текущих решений для Bitcoin Script и принципов модели UTXO. *
Что сдерживает массовое внедрение блокчейна?
Основатель Ethereum Виталик Бутерин и основатель Babbitt Чан Сюань предположили, что «блокчейн-сети не могут достичь безопасности, децентрализации и масштабируемости одновременно», то есть «блокчейн не может треугольник». Проблема «невозможного треугольника» долгое время препятствовала широкомасштабному применению блокчейна.
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/qg4ccu0kc60cggba.png!webp)
На основе обеспечения безопасности Ethereum сосредоточился на развитии децентрализации в последнее десятилетие и продолжал внедрять инновации на уровне инфраструктуры базовой публичной цепочки, чтобы расширить масштабируемость публичной цепочки Ethereum. Для достижения этой цели за последнее десятилетие Ethereum также итерировал различные воздушные алгоритмы, шардинг, роллапы и другие технологии.
Но что касается проблемы масштабируемости, похоже, что будет предел производительности до тех пор, пока решение по-прежнему ограничено блокчейном, судя по Ethereum и его попыткам Layer 2. ** Даже самому мощному блокчейну, который мы можем видеть в настоящее время, по-прежнему трудно преодолеть лимит TPS (объем транзакций в секунду), и все еще существует огромный разрыв между требованиями крупномасштабных коммерческих приложений миллионов TPS и целью достижения сотен миллионов TPS на глобальном промышленном уровне. Для основных публичных цепей, будь то Ethereum или Bitcoin, все они сталкиваются с узким местом - "как решить проблему масштабируемости?". "
Как работает Lightning Network?
Lightning Network использует вычисления вне сети, известные как «платежные каналы», чтобы полностью решить проблему масштабируемости «невозможного треугольника» - пока вы создаете достаточное количество каналов, вы можете запускать столько параллельных транзакций, сколько хотите. **
Принципы Lightning Network
Используя банковскую систему в качестве аналогии, если А и Б открывают счет и переводят деньги. Когда два человека находятся в одном банке, они ликвидируются в одном банке. Когда А и Б не находятся в одном банке, им необходимо осуществлять межбанковские расчетные операции через центральный банк.
Lightning Network имитирует способ расчетов в банках: пользователи A и B открывают канал Lightning между ними через Lightning Network. Когда канал открывается, A и B используют канал для расчетов непосредственно в Lightning Network без необходимости расчетов в блокчейне Биткойна. Только когда канал закрыт, А и Б должны пересечь сеть Lightning Network и поселиться в блокчейне Биткоина.
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/ob7f5697q57hizzz.png!webp)
Ход работы канала Lightning
Платежные резервы: В традиционном сценарии открытие банковского счета требует авансовых резервов, а резервы биткойнов также требуются для открытия каналов Lightning Network.
Учет транзакций вне сети: через Lightning Network каждая транзакция записывается одна за другой, и для каждой учетной записи подписывается соглашение о штрафах.
Записи об урегулировании в сети: После закрытия канала Lightning исторические данные о транзакциях будут упакованы и урегулированы за один раз и, наконец, отправлены в блокчейн Биткойна.
Как Lightning Network предотвращает ончейн-мошенничество
Если в ходе транзакции канала А совершает мошеннические действия, досрочно закрывая канал для расчетов в биткойнах. Когда канал будет закрыт, мошенническая транзакция будет сгенерирована в цепочке Биткоина немедленно. Основываясь на открытости цепочки биткоина, Б может вовремя ее заметить и наказать А заранее подписанным соглашением о штрафных санкциях. Штраф заключается в конфискации всех резервов А.
Узкие места крупномасштабных приложений Lightning Network
Теоретически Lightning Network достигает бесконечной масштабируемости, преодолевая невозможный треугольник блокчейна. Но самая критическая проблема, которая мешает Lightning Network достичь широкомасштабного внедрения, заключается в том, что Lightning Network использует те же скрипты, что и Bitcoin, который не имеет смарт-контрактов в цепочке, только простые скрипты и не может размещать сложные приложения. То есть цепочка биткоина является неполной по Тьюрингу, а полная по Тьюрингу означает, что любая вычислительная задача может быть решена теоретически. Используя полный по Тьюрингу скриптовый язык, он логически совместим с другими языками программирования и теоретически может реализовывать логику, которая может быть реализована на любом другом языке, а также в наибольшей степени воспроизводить реальную бизнес-логику. В блокчейне биткоина нет смарт-контрактов, не говоря уже о приложениях, построенных на них. Таким образом, самая большая проблема, которую необходимо преодолеть Lightning Network, заключается в том, «как внедрить смарт-контракты на Bitcoin». **
Существуют решения для улучшения «функциональности» блокчейна Биткоина
1. Боковая цепь
• Сайдчейн относится к созданию цепочки с функциями смарт-контракта, ее репликации и двунаправленной привязке к основной цепочке Биткойна, чтобы активы Биткойна могли быть беспрепятственно перенесены между основной цепочкой и сайдчейном, чтобы достичь смарт-контрактов, но в настоящее время нет достаточной децентрализованной технологии двусторонней привязки. ** Сайдчейн требует стороннего централизованного поставщика услуг для репликации и миграции активов основной цепочки, и в настоящее время существует только панцентрализованное решение. Например, «WBTC», токен ERC-20, выпущенный BitGo в сети Ethereum, привязан 1:1 к BTC в качестве производного актива. Сайдчейн-решение не было поддержано сообществом разработчиков Bitcoin Core из-за централизации сторонней эмиссии.
2. Цветные монеты
В 2012 году президент Bitcoin Association Мени Розенфельд опубликовал статью «Обзор цветных монет», в которой описал механизм использования «взаимозаменяемости» биткоина для создания приложений, которые подходят для определенных монет путем «раскрашивания» одних монет и отделения их от других. Конкретный способ заключается в том, чтобы использовать инструкцию OP_RETURN в Bitcoin Script, добавлять 80 байт произвольных символов в конец, оформлять строку в соответствии с заданным форматом в 80 байт, отмечать «цветную монету», искусственно указывая значение строки, и делать более сложные смарт-контракты. Но 80 байт — это слишком мало, чтобы усложнить функциональность.
Новая технология также была введена в последующую схему «цветных монет». Например, технология надписи «Ordinals» использует 3 М пространства «Segregated Witness» в блоке биткоина, чтобы запихнуть в него небольшие картинки для выпуска NFT. BRC-20, например, использует строку кода для выражения содержимого размером более 80 байт. Но эти цветные монеты могут создать дополнительные серьезные проблемы – они занимают место «Segregated Witness», которое изначально использовалось для хранения подписей транзакций перевода Bitcoin, и вытесняют пространство «Segregated Witness», что приведет к уменьшению количества исполняемых транзакций на Bitcoin, что приведет к снижению производительности Bitcoin. Решение для цветных монет также встретило сильное сопротивление со стороны разработчиков Bitcoin Core, потому что оно загрязняет родной биткойн, а искусственно указанная форма по-прежнему требует централизованной третьей стороны для разрешения сервера. **
3. Проверка клиента
В 2016 году разработчик Bitcoin Core Питер Тодд опубликовал документ, предлагающий парадигму проверки на стороне клиента, которая полностью децентрализована путем имитации традиционного метода подписания контракта, чтобы гарантировать, что только обе стороны знают о конфиденциальности содержания контракта, без участия какой-либо третьей стороны. При этом при исполнении транзакции инициатор транзакции предоставляет необходимые полные данные истории транзакций, а другая сторона самостоятельно проверяет их для предотвращения мошенничества. Он не подвержен централизации и характеризуется тем, что проверка вне сети не ограничена производительностью, что делает ее в настоящее время рассматриваемой большинством людей как «оптимальное» решение проблемы отсутствия полноты по Тьюрингу блокчейна Биткоина.
Традиционное подписание контрактов против подписания смарт-контрактов на блокчейне
Традиционное подписание контракта: между А и Б есть сделка, сначала подписывают контракт, обе стороны подтверждают содержание контракта и подписывают его, и контракт не может быть подделан при подписании. Любая сделка в процессе исполнения будущего контракта является сделкой между А и Б и не требует участия третьей стороны.
Подписание смарт-контракта на блокчейне: процесс транзакции объявляется всей сети, и все майнеры выполняются и проверяются. Во всем процессе выполнения отсутствует конфиденциальность, а производительность ограничена из-за необходимости публикации во всей сети для достижения консенсуса.
Безупречна ли валидация клиента?
Видя это, кажется, что у некоторых людей возникнут вопросы, децентрализованный блокчейн Биткойна сам по себе решает проблемы безопасности в традиционной коммерции, но с введением проверки клиентов решение возвращается вне сети, даже если оно решает проблему мошенничества, то как эффективно предотвратить проблему двойного расходования?
Введение «одноразовой пломбы»
Поскольку аутентификация на стороне клиента сама по себе не включает в себя механизм предотвращения двойного расходования, нам пришлось внедрить стороннюю помощь для решения этой проблемы. Для этого мы привязываем каждое состояние каждого контракта, которое должно быть проверено при валидации клиента, к неиспользованному выходу транзакции (UTXO) конкретного биткоина. Так как существует только две формы UTXO, «потраченные» и «неизрасходованные». Как только вы захотите изменить состояние контракта верификации, вы должны потратить привязанный UTXO (допустима любая сумма), чтобы транзакция, которая его потратила, была подтверждена блокчейном. Кроме того, транзакция биткоина, которая его тратит, также должна предоставить доказательство содержимого перехода состояния (которое действует как хэш). Проще говоря, вы можете рассматривать связанный UTXO как «конверт» этого состояния сургуча, и если вы хотите открыть конверт, вы должны открыть сургуч.
Дополнительное описание модели UTXO
В отличие от модели счета Ethereum, неизрасходованный выход транзакции (UTXO) — это сумма криптовалют, отправленных с одного адреса на другой, но еще не выкупленных получателем для отправки средств кому-то другому в последующих транзакциях.
Например, если Алиса отправляет Бобу 1 биткоин, то Боб владеет UTXO до тех пор, пока Боб не потратит BTC, которые он получил от Алисы. Как только Боб тратит 1 BTC, жизненный цикл UTXO заканчивается.
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/b4l7yynvrwyutj6n.png!webp)
Предполагая, что кошелек Боба участвовал только в одной транзакции, где Боб получил 1 BTC от Алисы, валидатор транзакций будет знать, что баланс UTXO Боба составляет 1 BTC. Если Боб отправляет 1 BTC Кэрол, его UTXO сразу становится 0 BTC. Если Боб затем попытается дважды потратить свои монеты на вторую исходящую транзакцию, валидатор обнаружит, что его баланса UTXO недостаточно для использования в качестве входных данных для второй транзакции, и честный валидатор не будет распространять или подтверждать свою транзакцию двойного расходования.
Следующий экспоненциальный рост: экосистема биткоина в самом разгаре
В ходе эволюции Биткойна дизайн проверки на стороне клиента умело обошел централизацию сайдчейнов и схем цветных монет, а также ввел механизм одноразовой печати для дальнейшего повышения безопасности. На данный момент экосистема биткоина возвещает о рождении ряда новых протоколов, среди которых протокол RGB не только следует вышеуказанной концепции, но и предлагает быть совместимым с Lightning Network, закладывая краеугольный камень бесконечной масштабируемости. Хотя совместимость протокола RGB с Lightning Network еще не идеальна, мы уверены, что инфраструктура, которая поможет протоколу продолжать оптимизацию, преодолеет давние ограничения «невозможного треугольника блокчейна».
У нас есть больше оснований ожидать экспоненциального роста блокчейна в следующем цикле, который связан с массовым внедрением блокчейна, вызванным взрывом экосистемы биткоина. Считается, что Биткойн прорвется через первоначальное единое средство сбережения, подчеркнет свои денежные атрибуты и продолжит прививать больше приложений в экосистему Биткойна с помощью диверсифицированных решений, будет способствовать экологической масштабируемости и устойчивому развитию, а также продолжит привносить бесконечные возможности в мир блокчейна.
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
Разблокировка экосистемы биткоина: обязательное к прочтению руководство
Автор: Echo, Infinitas
Руководство: Хун Шунин
*В этой статье мы объясним некоторые основные понятия экосистемы Биткоина. От «Невозможного треугольника блокчейна», который препятствует широкомасштабному внедрению, до «Сети Молнии» Биткойна, которая преодолевает «Невозможный треугольник», до текущих решений для Bitcoin Script и принципов модели UTXO. *
Что сдерживает массовое внедрение блокчейна?
Основатель Ethereum Виталик Бутерин и основатель Babbitt Чан Сюань предположили, что «блокчейн-сети не могут достичь безопасности, децентрализации и масштабируемости одновременно», то есть «блокчейн не может треугольник». Проблема «невозможного треугольника» долгое время препятствовала широкомасштабному применению блокчейна.
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/qg4ccu0kc60cggba.png!webp)
На основе обеспечения безопасности Ethereum сосредоточился на развитии децентрализации в последнее десятилетие и продолжал внедрять инновации на уровне инфраструктуры базовой публичной цепочки, чтобы расширить масштабируемость публичной цепочки Ethereum. Для достижения этой цели за последнее десятилетие Ethereum также итерировал различные воздушные алгоритмы, шардинг, роллапы и другие технологии.
Но что касается проблемы масштабируемости, похоже, что будет предел производительности до тех пор, пока решение по-прежнему ограничено блокчейном, судя по Ethereum и его попыткам Layer 2. ** Даже самому мощному блокчейну, который мы можем видеть в настоящее время, по-прежнему трудно преодолеть лимит TPS (объем транзакций в секунду), и все еще существует огромный разрыв между требованиями крупномасштабных коммерческих приложений миллионов TPS и целью достижения сотен миллионов TPS на глобальном промышленном уровне. Для основных публичных цепей, будь то Ethereum или Bitcoin, все они сталкиваются с узким местом - "как решить проблему масштабируемости?". "
Как работает Lightning Network?
Lightning Network использует вычисления вне сети, известные как «платежные каналы», чтобы полностью решить проблему масштабируемости «невозможного треугольника» - пока вы создаете достаточное количество каналов, вы можете запускать столько параллельных транзакций, сколько хотите. **
Принципы Lightning Network
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/ob7f5697q57hizzz.png!webp)
Ход работы канала Lightning
Платежные резервы: В традиционном сценарии открытие банковского счета требует авансовых резервов, а резервы биткойнов также требуются для открытия каналов Lightning Network.
Учет транзакций вне сети: через Lightning Network каждая транзакция записывается одна за другой, и для каждой учетной записи подписывается соглашение о штрафах.
Записи об урегулировании в сети: После закрытия канала Lightning исторические данные о транзакциях будут упакованы и урегулированы за один раз и, наконец, отправлены в блокчейн Биткойна.
Как Lightning Network предотвращает ончейн-мошенничество
Если в ходе транзакции канала А совершает мошеннические действия, досрочно закрывая канал для расчетов в биткойнах. Когда канал будет закрыт, мошенническая транзакция будет сгенерирована в цепочке Биткоина немедленно. Основываясь на открытости цепочки биткоина, Б может вовремя ее заметить и наказать А заранее подписанным соглашением о штрафных санкциях. Штраф заключается в конфискации всех резервов А.
Узкие места крупномасштабных приложений Lightning Network
Теоретически Lightning Network достигает бесконечной масштабируемости, преодолевая невозможный треугольник блокчейна. Но самая критическая проблема, которая мешает Lightning Network достичь широкомасштабного внедрения, заключается в том, что Lightning Network использует те же скрипты, что и Bitcoin, который не имеет смарт-контрактов в цепочке, только простые скрипты и не может размещать сложные приложения. То есть цепочка биткоина является неполной по Тьюрингу, а полная по Тьюрингу означает, что любая вычислительная задача может быть решена теоретически. Используя полный по Тьюрингу скриптовый язык, он логически совместим с другими языками программирования и теоретически может реализовывать логику, которая может быть реализована на любом другом языке, а также в наибольшей степени воспроизводить реальную бизнес-логику. В блокчейне биткоина нет смарт-контрактов, не говоря уже о приложениях, построенных на них. Таким образом, самая большая проблема, которую необходимо преодолеть Lightning Network, заключается в том, «как внедрить смарт-контракты на Bitcoin». **
Существуют решения для улучшения «функциональности» блокчейна Биткоина
1. Боковая цепь
• Сайдчейн относится к созданию цепочки с функциями смарт-контракта, ее репликации и двунаправленной привязке к основной цепочке Биткойна, чтобы активы Биткойна могли быть беспрепятственно перенесены между основной цепочкой и сайдчейном, чтобы достичь смарт-контрактов, но в настоящее время нет достаточной децентрализованной технологии двусторонней привязки. ** Сайдчейн требует стороннего централизованного поставщика услуг для репликации и миграции активов основной цепочки, и в настоящее время существует только панцентрализованное решение. Например, «WBTC», токен ERC-20, выпущенный BitGo в сети Ethereum, привязан 1:1 к BTC в качестве производного актива. Сайдчейн-решение не было поддержано сообществом разработчиков Bitcoin Core из-за централизации сторонней эмиссии.
2. Цветные монеты
3. Проверка клиента
В 2016 году разработчик Bitcoin Core Питер Тодд опубликовал документ, предлагающий парадигму проверки на стороне клиента, которая полностью децентрализована путем имитации традиционного метода подписания контракта, чтобы гарантировать, что только обе стороны знают о конфиденциальности содержания контракта, без участия какой-либо третьей стороны. При этом при исполнении транзакции инициатор транзакции предоставляет необходимые полные данные истории транзакций, а другая сторона самостоятельно проверяет их для предотвращения мошенничества. Он не подвержен централизации и характеризуется тем, что проверка вне сети не ограничена производительностью, что делает ее в настоящее время рассматриваемой большинством людей как «оптимальное» решение проблемы отсутствия полноты по Тьюрингу блокчейна Биткоина.
Традиционное подписание контрактов против подписания смарт-контрактов на блокчейне
Безупречна ли валидация клиента?
Видя это, кажется, что у некоторых людей возникнут вопросы, децентрализованный блокчейн Биткойна сам по себе решает проблемы безопасности в традиционной коммерции, но с введением проверки клиентов решение возвращается вне сети, даже если оно решает проблему мошенничества, то как эффективно предотвратить проблему двойного расходования?
Введение «одноразовой пломбы»
Поскольку аутентификация на стороне клиента сама по себе не включает в себя механизм предотвращения двойного расходования, нам пришлось внедрить стороннюю помощь для решения этой проблемы. Для этого мы привязываем каждое состояние каждого контракта, которое должно быть проверено при валидации клиента, к неиспользованному выходу транзакции (UTXO) конкретного биткоина. Так как существует только две формы UTXO, «потраченные» и «неизрасходованные». Как только вы захотите изменить состояние контракта верификации, вы должны потратить привязанный UTXO (допустима любая сумма), чтобы транзакция, которая его потратила, была подтверждена блокчейном. Кроме того, транзакция биткоина, которая его тратит, также должна предоставить доказательство содержимого перехода состояния (которое действует как хэш). Проще говоря, вы можете рассматривать связанный UTXO как «конверт» этого состояния сургуча, и если вы хотите открыть конверт, вы должны открыть сургуч.
Дополнительное описание модели UTXO
В отличие от модели счета Ethereum, неизрасходованный выход транзакции (UTXO) — это сумма криптовалют, отправленных с одного адреса на другой, но еще не выкупленных получателем для отправки средств кому-то другому в последующих транзакциях.
! [Разблокировка экосистемы Биткойна: обязательное к прочтению руководство] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/b4l7yynvrwyutj6n.png!webp)
Следующий экспоненциальный рост: экосистема биткоина в самом разгаре
В ходе эволюции Биткойна дизайн проверки на стороне клиента умело обошел централизацию сайдчейнов и схем цветных монет, а также ввел механизм одноразовой печати для дальнейшего повышения безопасности. На данный момент экосистема биткоина возвещает о рождении ряда новых протоколов, среди которых протокол RGB не только следует вышеуказанной концепции, но и предлагает быть совместимым с Lightning Network, закладывая краеугольный камень бесконечной масштабируемости. Хотя совместимость протокола RGB с Lightning Network еще не идеальна, мы уверены, что инфраструктура, которая поможет протоколу продолжать оптимизацию, преодолеет давние ограничения «невозможного треугольника блокчейна».
У нас есть больше оснований ожидать экспоненциального роста блокчейна в следующем цикле, который связан с массовым внедрением блокчейна, вызванным взрывом экосистемы биткоина. Считается, что Биткойн прорвется через первоначальное единое средство сбережения, подчеркнет свои денежные атрибуты и продолжит прививать больше приложений в экосистему Биткойна с помощью диверсифицированных решений, будет способствовать экологической масштабируемости и устойчивому развитию, а также продолжит привносить бесконечные возможности в мир блокчейна.