*Із запуском Satoshi Lab, спільного підприємства Web3 Labs і Waterdrip Capital, у Гонконзі, екосистема Bitcoin набирає обертів на крипторинку. Побудова смарт-контрактів на Bitcoin Script з використанням схеми верифікації на стороні клієнта і сумісність з Lightning Network з нескінченною масштабованістю для канальних транзакцій може стати масштабним прикладним рішенням блокчейна на трикутнику «безпеки, децентралізації та масштабованості» одночасно. *
*У цій статті ми пояснимо деякі основні концепції екосистеми Bitcoin. Від «Неможливого трикутника блокчейну», який перешкоджає широкомасштабному прийняттю, до «Lightning Network», яка долає «Неможливий трикутник», до поточних рішень Bitcoin Script і принципів моделі UTXO. *
Що стримує масове впровадження блокчейну?
Засновник Ethereum Віталік Бутерін і засновник Babbitt Чан Сюань припустили, що «блокчейн-мережі не можуть досягти безпеки, децентралізації та масштабованості одночасно», тобто «блокчейн не може трикутник». Проблема «неможливого трикутника» довгий час перешкоджала широкомасштабному застосуванню блокчейну.
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/qg4ccu0kc60cggba.png!webp)
Виходячи із забезпечення безпеки, Ethereum зосередився на розвитку децентралізації в останнє десятиліття та продовжував впроваджувати інновації на рівні інфраструктури базового публічного ланцюга, щоб розширити масштабованість публічного ланцюга Ethereum. Для досягнення цієї мети Ethereum також повторив різні повітряні алгоритми, шардинг, ролапи та інші технології за останнє десятиліття.
Але для проблеми масштабованості, схоже, що буде межа продуктивності, поки рішення все ще обмежується блокчейном, судячи з Ethereum і його спроб рівня 2. **Навіть найпотужнішому блокчейну, який ми бачимо в даний час, як і раніше, важко подолати ліміт TPS (обсяг транзакцій в секунду), і все ще існує величезний розрив між вимогами великомасштабних комерційних додатків мільйонів TPS і метою досягнення сотень мільйонів TPS на глобальному промисловому рівні. Для основних публічних ланцюгів, будь то Ethereum або Bitcoin, всі вони стикаються з вузьким місцем - «як вирішити проблему масштабованості?». "
Як працює Lightning Network?
Lightning Network використовує офчейн-обчислення, відомі як «платіжні канали», щоб повністю вирішити проблему масштабованості «неможливого трикутника» - поки ви створюєте достатню кількість каналів, ви можете запускати стільки одночасних транзакцій, скільки захочете. **
Принципи мережі Lightning
Використовуючи банківську систему як аналогію, якщо А і Б відкривають рахунок і перераховують гроші. Коли дві людини знаходяться в одному банку, вони ліквідуються в межах одного банку. Коли А і Б знаходяться не в одному банку, їм необхідно здійснювати міжбанківські розрахункові операції через центральний банк.
Lightning Network імітує спосіб розрахунків банків: користувачі A і B відкривають канал Lightning між ними через мережу Lightning Network. Коли канал відкривається, A і B використовують канал для розрахунків безпосередньо в мережі Lightning Network без необхідності розраховуватися на блокчейні Bitcoin. Тільки коли канал закритий, A і B повинні перетнути Lightning Network і зупинитися на блокчейні Bitcoin.
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/ob7f5697q57hizzz.png!webp)
Потік роботи каналу блискавки
Сплатіть резерви: За традиційним сценарієм відкриття банківського рахунку вимагає авансових резервів, а резерви біткойнів також потрібні для відкриття каналів Lightning Network.
Ведення бухгалтерського обліку транзакцій поза мережею: через мережу Lightning кожна транзакція записується одна за одною, і для кожного облікового запису підписується угода про штрафи.
Записи розрахунків у ланцюжку: після закриття каналу lightning історичні дані транзакцій будуть упаковані та оплачені одночасно, і, нарешті, відправлені в блокчейн Bitcoin.
Як мережа Lightning запобігає шахрайству в мережі
Якщо під час транзакції каналу А здійснює шахрайську дію, достроково закриваючи канал для розрахунку за біткойнами. Коли канал закрито, шахрайська транзакція буде негайно згенерована в ланцюжку Bitcoin. Виходячи з відкритості ланцюжка біткоіни, Б може вчасно спостерігати за нею і покарати А заздалегідь підписаною угодою про штрафні санкції. Покарання – конфіскація всіх резервів А.
Вузькі місця широкомасштабних додатків мережі Lightning Network
Теоретично Lightning Network досягає нескінченної масштабованості, долаючи неможливий трикутник блокчейну. Але найкритичніша проблема, яка заважає Lightning Network досягти широкомасштабного прийняття, полягає в тому, що Lightning Network використовує ті ж скрипти, що і Bitcoin, який не має смарт-контрактів у ланцюжку, лише прості скрипти та не може розміщувати складні програми. Тобто, ланцюжок біткоіни є неповним за Тюрінгом, а Тюрінг-повним означає, що будь-яка обчислювальна задача може бути вирішена теоретично. Використовуючи скриптову мову Тюрінга, вона логічно сумісна з іншими мовами програмування і теоретично може реалізувати логіку, яка може бути реалізована на будь-якій іншій мові, а також максимально відтворити реальну бізнес-логіку. На блокчейні Bitcoin немає смарт-контрактів, не кажучи вже про додатки, побудовані на них. Отже, найбільша проблема, яку потрібно подолати Lightning Network, полягає в тому, «як реалізувати смарт-контракти на Bitcoin». **
Існують існуючі рішення для поліпшення «функціоналу» блокчейна біткоіни
1. Бічний ланцюг
• Сайдчейн відноситься до створення ланцюжка з функціями смарт-контрактів, реплікації його та двонаправленої прив'язки до основного ланцюга Bitcoin, щоб активи Bitcoin можна було безперешкодно мігрувати між основним ланцюгом та сайдчейном, щоб досягти смарт-контрактів, але наразі недостатньо децентралізованої технології двосторонньої прив'язки. **Для сайдчейну потрібен сторонній централізований постачальник послуг для реплікації та міграції активів основного ланцюга, і наразі існує лише загальноцентралізоване рішення. Наприклад, "WBTC", токен ERC-20, випущений BitGo в мережі Ethereum, прив'язаний 1:1 до BTC як похідний актив. Сайдчейн-рішення не підтримується спільнотою розробників Bitcoin Core через централізацію випуску третьою стороною.
2. Кольорові монети
У 2012 році президент Bitcoin Association Мені Розенфельд опублікував статтю «Огляд кольорових монет», в якій він описав механізм використання «взаємозамінності» біткойнов для створення додатків, які підходять під певні монети, шляхом «розфарбовування» одних монет і відокремлення їх від інших. Специфічний спосіб полягає в тому, щоб використовувати інструкцію OP_RETURN в Bitcoin Script, додати 80 байт довільних символів до кінця, оформити рядок відповідно до зазначеного формату в 80 байтах, позначити «кольорову монету», штучно вказавши значення рядка, і зробити більш складні смарт-контракти. Але 80 байт – це занадто мало, щоб ускладнювати функціональність.
Нова технологія також була впроваджена в подальшій схемі «кольорова монета». Наприклад, технологія написів «Ordinals» використовує 3 мільйони простору «Segregated Witness» у блоці Bitcoin, щоб запхати в нього невеликі картинки для випуску NFT. BRC-20, наприклад, використовує рядок коду для вираження більшого вмісту, ніж 80 байт. Але ці кольорові монети можуть створити додаткові серйозні проблеми - вони займають простір «Сегрегований свідок», який спочатку використовувався для зберігання підписів транзакцій переказу біткойнов, і витісняють простір «Сегрегований свідок», що призведе до зменшення кількості виконуваних транзакцій на біткойнах, що призведе до зниження продуктивності біткойнов. Рішення з кольоровою монетою також викликало сильний опір з боку розробників Bitcoin Core, оскільки воно забруднює рідний Bitcoin, а штучно задана форма все ще вимагає централізованої третьої сторони для вирішення проблеми сервера. **
3. Клієнт-валідація
У 2016 році розробник Bitcoin Core Пітер Тодд опублікував статтю, в якій запропонував парадигму верифікації на стороні клієнта, яка повністю децентралізована шляхом імітації традиційного методу підписання контракту, щоб гарантувати, що тільки обидві сторони знають передумову конфіденційності змісту контракту, без участі будь-якої третьої сторони. При цьому, коли транзакція виконується, ініціатор транзакції надає необхідні повні дані історії транзакцій, а інша сторона самостійно перевіряє їх для запобігання шахрайству. Він не підлягає централізації і характеризується тим, що офчейн верифікація не обмежена продуктивністю, що робить його в даний час «оптимальним» рішенням відсутності повноти Тюрінга блокчейна Bitcoin.
Традиційне підписання контрактів проти підписання смарт-контрактів на блокчейні
Традиційне підписання контракту: між А і Б відбувається угода, спочатку підписуйте контракт, обидві сторони підтверджують зміст договору та підписують його, і договір не може бути підроблений під час підписання. Будь-яка транзакція в процесі виконання майбутнього контракту є операцією між А і Б і не вимагає залучення третьої сторони.
Підписання смарт-контрактів на блокчейні: процес транзакції оголошується всій мережі, а всі майнери виконуються та перевіряються. У всьому процесі виконання відсутня конфіденційність, а продуктивність обмежена через необхідність публікації для всієї мережі для досягнення консенсусу.
Чи бездоганна валідація клієнта?
Побачивши це, здається, що у деяких людей виникнуть питання, децентралізований блокчейн біткойнов сам вирішує проблеми безпеки в традиційній торгівлі, але з впровадженням верифікації клієнтів рішення повертається поза мережею, навіть якщо воно вирішує проблему шахрайства, то як ефективно запобігти проблемі подвійних витрат?
Введення "одноразової пломби"
Оскільки автентифікація на стороні клієнта сама по собі не включає механізм запобігання подвійним витратам, нам довелося запровадити сторонню допомогу для вирішення цієї проблеми. Щоб досягти цього, ми прив'язуємо кожен стан кожного контракту, який потрібно перевірити під час перевірки клієнта, до невикористаної транзакції (UTXO) конкретного біткойна. Оскільки існує лише дві форми UTXO: «витрачена» та «невитрачена». Після того, як ви хочете змінити стан контракту на верифікацію, ви повинні витратити прив'язаний UTXO (будь-яка сума є прийнятною), щоб транзакція, яка його витратила, була підтверджена блокчейном. Крім того, транзакція Bitcoin, яка його витрачає, також повинна надати доказ вмісту переходу стану (який діє як хеш). Простіше кажучи, ви можете розглядати зв'язаний UTXO як «конверт» цього стану сургуча, а якщо ви хочете відкрити конверт, ви повинні відкрити сургуч.
Додатковий опис моделі UTXO
На відміну від моделі облікового запису Ethereum, невитрачений вихід транзакцій (UTXO) — це сума криптовалют, надісланих з однієї адреси на іншу, але ще не викуплених одержувачем, щоб надіслати кошти комусь іншому в наступних транзакціях.
Наприклад, якщо Аліса відправляє Бобу 1 біткоін, то Боб володіє UTXO до тих пір, поки Боб не витратить BTC, які він отримав від Аліси. Як тільки Боб витрачає 1 BTC, життєвий цикл UTXO закінчується.
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/b4l7yynvrwyutj6n.png!webp)
Припускаючи, що гаманець Боба брав участь лише в одній транзакції, де Боб отримав 1 BTC від Аліси, валідатор транзакції знатиме, що баланс UTXO Боба становить 1 BTC. Якщо Боб відправляє 1 BTC Керол, його UTXO відразу стає 0 BTC. Якщо Боб потім спробує подвійно витратити свої монети на другу вихідну транзакцію, валідатор виявить, що його балансу UTXO недостатньо для використання в якості вхідних даних для другої транзакції, і чесний валідатор не буде поширювати або підтверджувати свою транзакцію подвійних витрат.
Наступне експоненціальне зростання: екосистема Bitcoin у розпалі
В еволюції Bitcoin дизайн верифікації на стороні клієнта спритно обійшов централізацію сайдчейнів і схем кольорових монет, а також запровадив одноразовий механізм печатки для подальшого підвищення безпеки. На даний момент екосистема Bitcoin відкриває народження серії нових протоколів, серед яких протокол RGB не тільки слідує вищезазначеній концепції, але і пропонує бути сумісним з Lightning Network, закладаючи наріжний камінь для нескінченної масштабованості. Хоча сумісність протоколу RGB з мережею Lightning Network ще не ідеальна, ми впевнені, що інфраструктура, яка допоможе протоколу продовжувати оптимізацію, подолає давні обмеження «неможливого трикутника блокчейну».
У нас є більше підстав очікувати експоненціального зростання блокчейну в наступному циклі, що пов'язано з масовим прийняттям блокчейну, викликаним вибухом екосистеми Bitcoin. Вважається, що біткойн прорветься через початковий єдиний засіб заощадження, підкреслить свої грошові атрибути та продовжить прищеплювати більше додатків до екосистеми Bitcoin за допомогою диверсифікованих рішень, сприятиме екологічній масштабованості та сталому розвитку, а також продовжить приносити нескінченні можливості у світ блокчейну.
Переглянути оригінал
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати
Від Echo, Infinitas
Керівництво: Хун Шуньїн
*Із запуском Satoshi Lab, спільного підприємства Web3 Labs і Waterdrip Capital, у Гонконзі, екосистема Bitcoin набирає обертів на крипторинку. Побудова смарт-контрактів на Bitcoin Script з використанням схеми верифікації на стороні клієнта і сумісність з Lightning Network з нескінченною масштабованістю для канальних транзакцій може стати масштабним прикладним рішенням блокчейна на трикутнику «безпеки, децентралізації та масштабованості» одночасно. *
*У цій статті ми пояснимо деякі основні концепції екосистеми Bitcoin. Від «Неможливого трикутника блокчейну», який перешкоджає широкомасштабному прийняттю, до «Lightning Network», яка долає «Неможливий трикутник», до поточних рішень Bitcoin Script і принципів моделі UTXO. *
Що стримує масове впровадження блокчейну?
Засновник Ethereum Віталік Бутерін і засновник Babbitt Чан Сюань припустили, що «блокчейн-мережі не можуть досягти безпеки, децентралізації та масштабованості одночасно», тобто «блокчейн не може трикутник». Проблема «неможливого трикутника» довгий час перешкоджала широкомасштабному застосуванню блокчейну.
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/qg4ccu0kc60cggba.png!webp)
Виходячи із забезпечення безпеки, Ethereum зосередився на розвитку децентралізації в останнє десятиліття та продовжував впроваджувати інновації на рівні інфраструктури базового публічного ланцюга, щоб розширити масштабованість публічного ланцюга Ethereum. Для досягнення цієї мети Ethereum також повторив різні повітряні алгоритми, шардинг, ролапи та інші технології за останнє десятиліття.
Але для проблеми масштабованості, схоже, що буде межа продуктивності, поки рішення все ще обмежується блокчейном, судячи з Ethereum і його спроб рівня 2. **Навіть найпотужнішому блокчейну, який ми бачимо в даний час, як і раніше, важко подолати ліміт TPS (обсяг транзакцій в секунду), і все ще існує величезний розрив між вимогами великомасштабних комерційних додатків мільйонів TPS і метою досягнення сотень мільйонів TPS на глобальному промисловому рівні. Для основних публічних ланцюгів, будь то Ethereum або Bitcoin, всі вони стикаються з вузьким місцем - «як вирішити проблему масштабованості?». "
Як працює Lightning Network?
Lightning Network використовує офчейн-обчислення, відомі як «платіжні канали», щоб повністю вирішити проблему масштабованості «неможливого трикутника» - поки ви створюєте достатню кількість каналів, ви можете запускати стільки одночасних транзакцій, скільки захочете. **
Принципи мережі Lightning
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/ob7f5697q57hizzz.png!webp)
Потік роботи каналу блискавки
Сплатіть резерви: За традиційним сценарієм відкриття банківського рахунку вимагає авансових резервів, а резерви біткойнів також потрібні для відкриття каналів Lightning Network.
Ведення бухгалтерського обліку транзакцій поза мережею: через мережу Lightning кожна транзакція записується одна за одною, і для кожного облікового запису підписується угода про штрафи.
Записи розрахунків у ланцюжку: після закриття каналу lightning історичні дані транзакцій будуть упаковані та оплачені одночасно, і, нарешті, відправлені в блокчейн Bitcoin.
Як мережа Lightning запобігає шахрайству в мережі
Якщо під час транзакції каналу А здійснює шахрайську дію, достроково закриваючи канал для розрахунку за біткойнами. Коли канал закрито, шахрайська транзакція буде негайно згенерована в ланцюжку Bitcoin. Виходячи з відкритості ланцюжка біткоіни, Б може вчасно спостерігати за нею і покарати А заздалегідь підписаною угодою про штрафні санкції. Покарання – конфіскація всіх резервів А.
Вузькі місця широкомасштабних додатків мережі Lightning Network
Теоретично Lightning Network досягає нескінченної масштабованості, долаючи неможливий трикутник блокчейну. Але найкритичніша проблема, яка заважає Lightning Network досягти широкомасштабного прийняття, полягає в тому, що Lightning Network використовує ті ж скрипти, що і Bitcoin, який не має смарт-контрактів у ланцюжку, лише прості скрипти та не може розміщувати складні програми. Тобто, ланцюжок біткоіни є неповним за Тюрінгом, а Тюрінг-повним означає, що будь-яка обчислювальна задача може бути вирішена теоретично. Використовуючи скриптову мову Тюрінга, вона логічно сумісна з іншими мовами програмування і теоретично може реалізувати логіку, яка може бути реалізована на будь-якій іншій мові, а також максимально відтворити реальну бізнес-логіку. На блокчейні Bitcoin немає смарт-контрактів, не кажучи вже про додатки, побудовані на них. Отже, найбільша проблема, яку потрібно подолати Lightning Network, полягає в тому, «як реалізувати смарт-контракти на Bitcoin». **
Існують існуючі рішення для поліпшення «функціоналу» блокчейна біткоіни
1. Бічний ланцюг
• Сайдчейн відноситься до створення ланцюжка з функціями смарт-контрактів, реплікації його та двонаправленої прив'язки до основного ланцюга Bitcoin, щоб активи Bitcoin можна було безперешкодно мігрувати між основним ланцюгом та сайдчейном, щоб досягти смарт-контрактів, але наразі недостатньо децентралізованої технології двосторонньої прив'язки. **Для сайдчейну потрібен сторонній централізований постачальник послуг для реплікації та міграції активів основного ланцюга, і наразі існує лише загальноцентралізоване рішення. Наприклад, "WBTC", токен ERC-20, випущений BitGo в мережі Ethereum, прив'язаний 1:1 до BTC як похідний актив. Сайдчейн-рішення не підтримується спільнотою розробників Bitcoin Core через централізацію випуску третьою стороною.
2. Кольорові монети
3. Клієнт-валідація
У 2016 році розробник Bitcoin Core Пітер Тодд опублікував статтю, в якій запропонував парадигму верифікації на стороні клієнта, яка повністю децентралізована шляхом імітації традиційного методу підписання контракту, щоб гарантувати, що тільки обидві сторони знають передумову конфіденційності змісту контракту, без участі будь-якої третьої сторони. При цьому, коли транзакція виконується, ініціатор транзакції надає необхідні повні дані історії транзакцій, а інша сторона самостійно перевіряє їх для запобігання шахрайству. Він не підлягає централізації і характеризується тим, що офчейн верифікація не обмежена продуктивністю, що робить його в даний час «оптимальним» рішенням відсутності повноти Тюрінга блокчейна Bitcoin.
Традиційне підписання контрактів проти підписання смарт-контрактів на блокчейні
Чи бездоганна валідація клієнта?
Побачивши це, здається, що у деяких людей виникнуть питання, децентралізований блокчейн біткойнов сам вирішує проблеми безпеки в традиційній торгівлі, але з впровадженням верифікації клієнтів рішення повертається поза мережею, навіть якщо воно вирішує проблему шахрайства, то як ефективно запобігти проблемі подвійних витрат?
Введення "одноразової пломби"
Оскільки автентифікація на стороні клієнта сама по собі не включає механізм запобігання подвійним витратам, нам довелося запровадити сторонню допомогу для вирішення цієї проблеми. Щоб досягти цього, ми прив'язуємо кожен стан кожного контракту, який потрібно перевірити під час перевірки клієнта, до невикористаної транзакції (UTXO) конкретного біткойна. Оскільки існує лише дві форми UTXO: «витрачена» та «невитрачена». Після того, як ви хочете змінити стан контракту на верифікацію, ви повинні витратити прив'язаний UTXO (будь-яка сума є прийнятною), щоб транзакція, яка його витратила, була підтверджена блокчейном. Крім того, транзакція Bitcoin, яка його витрачає, також повинна надати доказ вмісту переходу стану (який діє як хеш). Простіше кажучи, ви можете розглядати зв'язаний UTXO як «конверт» цього стану сургуча, а якщо ви хочете відкрити конверт, ви повинні відкрити сургуч.
Додатковий опис моделі UTXO
На відміну від моделі облікового запису Ethereum, невитрачений вихід транзакцій (UTXO) — це сума криптовалют, надісланих з однієї адреси на іншу, але ще не викуплених одержувачем, щоб надіслати кошти комусь іншому в наступних транзакціях.
! [Розблокування екосистеми Bitcoin: посібник, який обов'язково потрібно прочитати] (https://piccdn.0daily.com/202311/05070801/b4l7yynvrwyutj6n.png!webp)
Наступне експоненціальне зростання: екосистема Bitcoin у розпалі
В еволюції Bitcoin дизайн верифікації на стороні клієнта спритно обійшов централізацію сайдчейнів і схем кольорових монет, а також запровадив одноразовий механізм печатки для подальшого підвищення безпеки. На даний момент екосистема Bitcoin відкриває народження серії нових протоколів, серед яких протокол RGB не тільки слідує вищезазначеній концепції, але і пропонує бути сумісним з Lightning Network, закладаючи наріжний камінь для нескінченної масштабованості. Хоча сумісність протоколу RGB з мережею Lightning Network ще не ідеальна, ми впевнені, що інфраструктура, яка допоможе протоколу продовжувати оптимізацію, подолає давні обмеження «неможливого трикутника блокчейну».
У нас є більше підстав очікувати експоненціального зростання блокчейну в наступному циклі, що пов'язано з масовим прийняттям блокчейну, викликаним вибухом екосистеми Bitcoin. Вважається, що біткойн прорветься через початковий єдиний засіб заощадження, підкреслить свої грошові атрибути та продовжить прищеплювати більше додатків до екосистеми Bitcoin за допомогою диверсифікованих рішень, сприятиме екологічній масштабованості та сталому розвитку, а також продовжить приносити нескінченні можливості у світ блокчейну.