Bitcoin fora da cadeia pagamento nova solução: análise profunda do protocolo Thunderbolt

Um, o dilema do pagamento em Bitcoin

Bitcoin, como uma moeda digital descentralizada e imutável, enfrenta alguns desafios em cenários de pagamento reais. Quando os usuários desejam usar Bitcoin para comprar um café, encontram problemas como longos tempos de confirmação de transações e altas taxas. A estrutura de script do Bitcoin é bastante conservadora, limitando a maioria dos cenários de interação fora da cadeia, o que está relacionado ao fato de que seu design original não foi elaborado para lidar com pagamentos pequenos e frequentes. No entanto, os usuários desejam poder usar Bitcoin de forma conveniente para consumo diário, e essa necessidade real cria um conflito com as limitações técnicas do Bitcoin.

Dois, o efeito da espada de dois gumes da Lightning Network

A Lightning Network, como uma solução de escalabilidade para Bitcoin, é semelhante a um canal rápido estabelecido ao lado da cadeia principal. Ela permite a contabilização de alta frequência ao criar canais de pagamento exclusivos entre os usuários, sincronizando o estado dos fundos na blockchain apenas quando o canal é fechado. Este modelo é semelhante ao acúmulo de várias despesas entre amigos, que é liquidado de uma só vez.

No entanto, a Lightning Network expôs múltiplos dilemas na sua aplicação prática:

1. A construção de canais tem um alto limiar, os usuários precisam bloquear fundos antecipadamente.
2. Problemas de roteamento complexos, caminhos indiretos podem resultar em falhas nas transações devido à falta de fundos ou à indisponibilidade de nós.
3. Risco de segurança, exige que os usuários mantenham estado online para prevenir fraudes.

Esses defeitos estruturais dificultam a aplicação prática da rede Lightning. Atualmente, o montante total de fundos bloqueados na rede Lightning é de apenas cerca de 100 milhões de dólares, o que é insignificante em comparação com o valor de mercado de trilhões do sistema Bitcoin.

Três, Análise do protocolo Thunderbolt

Thunderbolt é uma solução de atualização de soft fork baseada na camada base do Bitcoin, que altera diretamente o protocolo da cadeia principal do Bitcoin, melhorando a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade de programação do Bitcoin.

Principais características incluem:

1. Otimização de desempenho: utilização da tecnologia UTXO Bundling, aumentando a velocidade das transações em cerca de 10 vezes.
2. Aumento da programabilidade: reintroduzir e expandir o opcode OP_CAT, suportando lógica de script mais complexa.
3. Integração de protocolo de ativos: Lançamento do padrão unificado Goldinals, fornecendo uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado.
4. Transações sem confiança: O sistema BitMM suporta a correspondência de transações e a verificação de informações fora da cadeia sem confiança.

Thunderbolt adota o caminho de "expansão nativa da cadeia principal", todas as funções são executadas diretamente na cadeia principal do Bitcoin, utilizando BTC nativo em vez de tokens mapeados fora da cadeia.

mecanismo central

1. Assinatura multifacetada flexível e ajustável: dividir a assinatura em duas partes, uma parte é mantida pelo usuário e a outra parte é mantida pelo comitê, realizando a transferência através da adição de pequenos segredos.

2. Livro-razão de Comitê com Tolerância a Falhas Assíncronas: um grupo de serviços composto por múltiplos nós é responsável pela contabilidade, garantindo o funcionamento normal do livro-razão.

3. Finalização de troca atômica: através de um processo de troca atômica em três etapas, garantir a reestruturação fora da cadeia e o resgate na cadeia de forma contínua.

inovação chave

1. Delegação de assinatura não interativa e recursiva: utiliza uma estrutura de assinatura Schnorr de limiar ajustável, reduzindo as exigências online.

2. Atualizar bloqueio a cada transferência: usar um novo pequeno segredo para atualizar a assinatura, evitando que assinaturas antigas sejam reutilizadas.

3. Minimização de operações na cadeia: realizar operações na cadeia apenas no início e no final, aumentando a privacidade.

4. Garantia de segurança offline: mesmo que o usuário esteja offline, o comitê ainda pode completar a operação de transferência ou resgate.

5. Verificação formal: todos os passos críticos são verificados pela ferramenta automatizada Tamarin Prover.

Quatro, Comparação entre Thunderbolt e as soluções existentes de rede relâmpago

A principal vantagem do Thunderbolt está na segurança e na completude teórica:

• O design do protocolo pode ser provado seguro
• Usuários mal-intencionados não podem lucrar unilateralmente em nenhuma situação.

Desvantagens incluem:

• Implantação complexa, requer a execução de um protocolo completo
• A compatibilidade da cadeia principal é limitada, aumentando a dificuldade de implementação
• O suporte ecológico ainda não está completo

Cinco, o impacto potencial e o caminho de desenvolvimento do Thunderbolt

Thunderbolt é visto como a solução ótima teórica para BTCFi, mas a aplicação prática ainda está em estágios iniciais. Os possíveis caminhos de desenvolvimento incluem:

1. Integrado como Rollup: como um motor DeFi do lado do Bitcoin, integrado em várias soluções L2.

2. Formar um ecossistema padrão independente: desenvolver a sua própria ecologia de rede, sistema de operação de nós e agregadores, etc.

3. Substituído por uma solução mais simples: se surgir uma alternativa que não exija canais de estado ou linguagem formal.

O maior significado do Thunderbolt reside em fornecer combinabilidade de contratos fora da cadeia para ativos Bitcoin. As características UTXO Bundling e OP_CAT introduzidas trazem programabilidade nativa e maior taxa de processamento de transações para a rede Bitcoin. Isso possibilita a unificação dos protocolos do ecossistema Bitcoin e a inclusão de vários ativos, mas ainda há uma certa distância até a aplicação prática.