Título original: (Reexaminando a Lógica de Design da Lightning Network do Bitcoin a partir da Thunderbolt)
Autor original: Ac-Core, Pesquisador do YBB Capital
Um, por que o Bitcoin não pode comprar café?
Quando se menciona o Bitcoin, a maioria das pessoas primeiro pensa nas propriedades de "descentralizado" e "imutável". Mas quando você realmente quer usá-lo para comprar uma xícara de café, você rapidamente encontra um problema embaraçoso: esperar que o tempo de confirmação da transação seja mais longo do que esperar pelo café, e às vezes a taxa é ainda mais cara do que o café. Os ativos no Bitcoin ainda estão "firmemente em pé" - principalmente contando com HODL, não podem ser emprestados, não podem ser combinados e não podem interoperar.
A estrutura de script do Bitcoin Script é extremamente conservadora, o que limita a maioria dos cenários de interação fora da cadeia. Não foi projetado para processar dezenas de milhares de pagamentos por segundo. Mas a necessidade real está lá - todos esperam que o Bitcoin possa ser usado, mesmo que seja apenas para comprar uma skin de jogo ou assistir a um vídeo para recompensar, eles não querem esperar dez minutos.
Dois, Lightning Network: Uma faca de dois gumes
Fonte da imagem: Cointelegraph
A cadeia principal do Bitcoin é como uma rodovia, e a Lightning Network é como um canal rápido pago construído ao lado dela. Seu conceito central vem de uma concessão na eficiência da transação da cadeia principal: já que há um gargalo na velocidade da transação na cadeia, não é mais obcecado em registrar cada transação na cadeia, mas estabelecendo "canais de pagamento" exclusivos entre os usuários para realizar a contabilidade de alta frequência e, finalmente, sincronizando o estado de financiamento quando o canal é fechado para o blockchain. Este modo é semelhante à forma como os amigos se revezam para tratar semanalmente - as pessoas não farão uma transferência bancária imediatamente após cada refeição, mas acumularão dez consumos e liquidarão a conta de uma vez. A Lightning Network é essencialmente uma rede de transação tecida por dezenas de milhares de canais de pagamento como este.
No entanto, este sistema aparentemente engenhoso expôs múltiplas dificuldades na aplicação prática. A primeira é a alta barreira para a construção de canais. Os usuários precisam bloquear fundos com antecedência para estabelecer canais de transação, o que significa que, para negociar com qualquer objeto, eles devem estabelecer uma conexão de canal dedicada com antecedência. Em segundo lugar, há o complexo problema de roteamento. Quando os usuários A e B não têm um canal direto, mesmo que haja um caminho indireto de A-C-B, a transação ainda falhará se os fundos do canal intermediário forem insuficientes ou o nó do caminho estiver indisponível. O risco de segurança é ainda mais grave, pois o sistema exige que os usuários permaneçam online para evitar que a contraparte envie transações expiradas para fraude quando o canal é fechado, o que representa um requisito irreal para as capacidades de operação e manutenção do equipamento dos usuários comuns.
Embora a Lightning Network esteja online há muitos anos, essas deficiências estruturais tornam sempre difícil para sua aplicação prática romper gargalos. Os dados públicos mostram que a quantidade atual de fundos bloqueados em toda a Lightning Network é mantida em apenas cerca de US $ 100 milhões, o que é quase marginal em comparação com o valor de mercado de trilhões de dólares do sistema Bitcoin. Isso não pode deixar de levar a indústria a pensar profundamente: podemos construir um protocolo de pagamento off-chain mais perfeito para romper o impasse existente?
De acordo com a Chain Catcher em 15 de abril, o HSBC revelou em um comunicado de imprensa oficial que o Bitcoin Thunderbolt é a atualização técnica mais importante do Bitcoin na última década. A observação geral do Thunderbolt é mais como "Lightning Network 2.0", mas não é apenas uma atualização, mas mais como uma reconstrução do paradigma de interação Bitcoin fora da cadeia.
Três, o que é o protocolo Thunderbolt
Fonte da imagem: Nubit | Bitcoin Thunderbolt
Bitcoin Thunderbolt é uma forma de atualização soft fork baseada na camada base do Bitcoin. Não depende de soluções alternativas de redes de segunda camada ou pontes cross-chain, mas modifica diretamente o nível de protocolo da cadeia principal do Bitcoin, melhorando fundamentalmente a escalabilidade, o desempenho de transação e a capacidade de programação do Bitcoin.
Do ponto de vista do desempenho, a Nubit usa a tecnologia UTXO (saídas de transação não gastas) Bundling para realizar uma otimização significativa dos modos de processamento de transação tradicionais do Bitcoin. A rede Bitcoin tradicional usa o modo UTXO de transação única, e a velocidade e o rendimento da transação são obviamente limitados. UTXO Bundling permite agregar vários UTXOs para processamento, o que equivale a comprimir a quantidade de dados de transação, aumentando a velocidade da transação em cerca de 10 vezes sem sacrificar a segurança.
Em termos de programabilidade, o Bitcoin Thunderbolt reintroduz e expande o código de operação OP_CAT (que existia originalmente nas primeiras versões do Bitcoin e foi posteriormente removido). OP_CAT permite a operação de conexão de dados, permitindo que os desenvolvedores construam lógica de script mais complexa, permitindo assim a implementação direta de contratos inteligentes na cadeia principal do Bitcoin. O benefício mais direto trazido por esta atualização é: sem depender de sidechains, Rollup ou pontes cross-chain, os desenvolvedores podem implantar aplicações descentralizadas (dApps) diretamente na rede Bitcoin nativa.
Em termos de integração de protocolo de ativos, a Nubit defende e implementa um padrão unificado chamado Goldinals. Goldinals fornece uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado. Simplificando, este é um conjunto de padrões de token "nativos do Bitcoin" que não dependem de agências de confiança externas, nem requerem pontes cross-chain complexas, mas podem verificar a existência e o estado de cada token na cadeia. O BitMM operando no Bitcoin, o criador de mercado automatizado na cadeia, integra ativos de protocolo dispersos como BRC-20, Runes e Ordinals. Nubit também teve avanços importantes em transações não confiáveis. Seu sistema BitMM (Bitcoin Message Market) lançado suporta usuários para realizar correspondência de transações e verificação de informações não confiáveis na cadeia Bitcoin.
Ao contrário das ideias tradicionais de escalonamento (como usar sidechains, Plasma, Rollup ou wrapping de token ponte), a Nubit adota um caminho de "escalonamento nativo da cadeia principal". O BitVisa fornece um sistema descentralizado de identidade e credenciais. Seja compactação de transação, suporte de contrato inteligente ou integração de padrão de ativo e correspondência de transação na cadeia - todos são executados diretamente na cadeia principal do Bitcoin. Usa BTC nativo, não token mapeado cross-chain.
3.1 Análise do mecanismo central
O conteúdo deste capítulo é explicado de acordo com o artigo (Stateless and Verifiable Execution Layer for Meta-Protocols on Bitcoin) (ver link de referência 1). De acordo com minha compreensão pessoal, o Bitcoin Thunderbolt e o Bitcoin Lightning são semelhantes e são soluções de escalabilidade propostas para resolver o problema da confirmação lenta da transação na cadeia principal do Bitcoin. O objetivo principal é melhorar a eficiência e reduzir os custos. A diferença entre os dois é:
O design da Lightning Network é mais inclinado a "canais de pagamento" - ela só pode ser usada para transferência de pagamento, não suporta contratos inteligentes ou lógica complexa, e sua construção e manutenção são caras, o que não é propício à popularização em larga escala. O Thunderbolt é lançado pela Nubit e está comprometido em fornecer protocolos fora da cadeia com capacidade de programação, suportando operações completas de Turing e pode construir ativos de estado mais complexos, protocolos de liquidez e aplicações financeiras.
Assinatura de várias partes flexível e ajustável
Imagine dividir uma "assinatura" de Bitcoin em duas metades: uma metade está na mão de Alice e a outra metade está na mão do comitê. Cada vez que é transferido para um novo usuário, Alice e o comitê "adicionam um pequeno segredo" à sua metade da assinatura - apenas o novo usuário que recebe conhece este segredo. O destinatário pode "colocar" as duas metades de volta juntas com o pequeno segredo que ele conhece, obter uma assinatura completa e não precisa de uma conversa online com Alice e o comitê.
Livro-razão do comitê tolerante a falhas assíncronas
Um "pequeno grupo de serviço" composto por vários nós (como 4n+1) é responsável pela contabilidade, e todos confirmam uns aos outros quem é o proprietário atual. Mesmo que alguns nós estejam quebrados, enquanto a maioria estiver online, o livro-razão pode permanecer operacional. Esses nós apenas "ajudam a assinar" e "contabilizar", e não podem usar os fundos casualmente, garantindo segurança e descentralização.
Finalização de troca atômica
Quando você realmente quer gastar esse dinheiro na cadeia, você passa primeiro por três etapas de "troca atômica":
1. Alice + comitê gastam a saída bloqueada original e dão o dinheiro temporariamente ao comitê;
2. O comitê bloqueia a mesma quantia de dinheiro em um cofre que só pode ser movido em conjunto por "Zenni e o comitê";
3. Finalmente, Zenni usa duas assinaturas para pegar o dinheiro no cofre.
Desta forma, nenhuma das partes, Zenni ou o comitê, pode correr, garantindo que a reconstrução fora da cadeia e o resgate na cadeia sejam concluídos de uma só vez.
3.2 Design do protocolo Thunderbolt e inovação fundamental
· Delegação de assinatura assíncrona e recursiva
Ele projetou um conjunto de estrutura de assinatura Schnorr de limite ajustável (Tweakable). Os canais de pagamento tradicionais geralmente precisam enviar mensagens para frente e para trás várias vezes. O Thunderbolt só precisa "enviar uma assinatura com um pequeno segredo" a cada vez para resolver o problema, e até os requisitos online são bastante reduzidos.
· Troque por uma "nova fechadura" a cada transferência
A cada salto de transferência, Alice e o comitê atualizam a assinatura com um novo segredo, e a antiga "chave" é completamente descartada. Dessa forma, ninguém antes pode obter uma nova assinatura, evitando que a assinatura antiga seja reutilizada.
· Deixe apenas uma marca na cadeia
Só precisa ir para a cadeia no início para fazer um "bloqueio", e todas as mudanças subsequentes são feitas fora da cadeia, e finalmente gastar esse dinheiro na cadeia. Comparado com a abertura e fechamento contínuos de canais da Lightning Network, a operação na cadeia do Thunderbolt é menor e a privacidade é melhor.
· Você não perderá dinheiro offline
Mesmo que Alice ou Zenni estejam offline e imóveis, desde que a maioria dos membros do comitê esteja online, eles podem concluir a transferência ou resgate a qualquer momento, sem se preocupar com o vencimento do bloqueio de tempo ou o fechamento malicioso do canal pela contraparte.
· Verdadeira segurança de "prova de máquina"
Todas as etapas-chave do protocolo foram submetidas a "verificação formal" com o Tamarin Prover, o que significa que essas garantias de segurança não são apenas conversa fiada, mas foram verificadas repetidamente por ferramentas automatizadas.
Quatro, em que o Thunderbolt difere das soluções Lightning Network existentes?
Vamos dar uma olhada na comparação entre o Thunderbolt e as soluções existentes (como o protocolo BOLT, Breez SDK, Phoenix) para ver o que ele realmente melhorou.
A diferença entre o Thunderbolt e as soluções Lightning Network existentes:
Podemos ver que as principais vantagens do Thunderbolt estão em "segurança" e "integridade teórica". É um dos poucos que pode fazer:
· O design do protocolo pode ser comprovadamente seguro
· Usuários maliciosos não podem lucrar unilateralmente em nenhum estado
Mas suas desvantagens também são óbvias:
· Implantação complexa: Para usar o Thunderbolt, você precisa executar a pilha de protocolo completa, e é difícil para usuários comuns de carteira começar
· Compatibilidade com a cadeia principal: a linguagem de script da cadeia principal do Bitcoin é muito rudimentar, e o Thunderbolt deve contornar inteligentemente para realizar funções, o que aumenta a dificuldade de implementação
· Falta suporte do ecossistema: ao contrário do BOLT, que já tem um grande número de carteiras e nós de suporte, o Thunderbolt ainda está em um "estágio de pesquisa inicial"
Cinco, o impacto potencial do Thunderbolt: Um catalisador para BTCFi?
Fonte da imagem: feito por mim
Então, o Thunderbolt é a melhor solução para BTCFi? Vamos propor uma visão ousada:
Thunderbolt é teoricamente a melhor solução para BTCFi atualmente, mas na prática ainda está em "estágio Alfa. Em outras palavras, é como o "white paper do Ethereum 2.0" do mundo Bitcoin, cheio de visão, mas ainda não entrou no nível de implementação do "sistema de engenharia". Através da observação no estágio atual, acredito pessoalmente que existem três caminhos de desenvolvimento possíveis para o Thunderbolt:
1. Ser integrado por Rollup: como um mecanismo DeFi no lado do Bitcoin
A escalabilidade da cadeia principal do Bitcoin em si é insuficiente, e o Thunderbolt pode eventualmente se tornar um módulo fora da cadeia em algum Bitcoin L2 (como BitVM, Nomic, BOB). Isso é semelhante à integração do Thunderbolt como uma camada de execução de contrato universal em um Rollup.
Por exemplo:
· O BOB pode integrar a camada de canal Thunderbolt para realizar transações BTC nativas
· A ecologia RGB também pode introduzir lógica de gerenciamento de estado Thunderbolt
· O BitVM em si suporta lógica mais complexa, e o Thunderbolt se tornará um dos padrões de contrato
· Atender sistemas como Babylon, Bitlayer, etc.
2. Formar um ecossistema padrão independente e operar em paralelo com a cadeia principal
A maior possibilidade do Thunderbolt é que, como a Lightning Network, ele desenvolverá sua própria ecologia de rede, sistema de operação e manutenção de nós, agregadores, etc., e até formará operadoras Thunderbolt-LSP. Ao mesmo tempo, a Nubit e os mineiros da era Satoshi Nakamoto promoveram em conjunto a atualização soft fork da camada de protocolo e introduziram os dois recursos principais de UTXO Bundling e OP_CAT, que também podem diretamente realizar ativos de protocolo BTC (BRC20, Runes, Ordinals), o que produzirá um espaço de imaginação muito grande. Talvez no futuro possa ter:
· Carteira Thunderbolt (semelhante a Phoenix)
· Nó Thunderbolt (canal de operação de nó leve)
· Thunderbolt DEX (correspondência de ordens fora da cadeia)
· Thunderbolt AMM (pool de liquidez)
3. Seja substituído por um esquema mais simples
Claro, se no futuro houver um sistema que possa realizar funções semelhantes sem canais de estado, sem linguagem formal e sem colaboração de protocolo fora da cadeia, então o Thunderbolt pode ser apenas um produto de transição gradual, como:
· BitVM se implementar um ambiente de execução de contrato mais eficiente
· A tecnologia ZK cross-chain permite que os ativos BTC sejam totalmente implantados de forma confiável em outras cadeias
· Algum protocolo Bitcoin nativo modelará pagamentos + empréstimos + contratos de forma unificada
Finalmente, do ponto de vista do ecossistema, o maior significado do Thunderbolt não é que ele possa executar pagamentos, mas que ele permite que os ativos do Bitcoin tenham pela primeira vez capacidade de composição de contrato fora da cadeia. Isso soa abstrato, mas o surto de DeFi do Ethereum pode ver o quão crítico é essa "componibilidade". O surto do Ethereum se beneficiou do conjunto completo de ecologia do Solidity + Hardhat + Ethers.js + Metamask.
O maior destaque do Thunderbolt é a introdução dos dois recursos principais do UTXO Bundling e OP_CAT. OP_CAT introduz capacidade de programação nativa na rede Bitcoin, e UTXO Bundling (agrupamento) agrupa várias transações de pequeno valor para processamento, comprimindo a escala dos dados de transação e melhorando o rendimento na cadeia. A lógica é semelhante ao Ethereum Rollup. Parece que unificar todos os protocolos do ecossistema Bitcoin e acomodar várias implementações de ativos e BitMM não é mais uma conversa vazia, mas o Thunderbolt ainda parece ser "escrever um artigo matemático muito forte, e a distância geral dos desenvolvedores para usar pode ainda ser considerável."
Este artigo é uma contribuição e não representa a opinião do BlockBeats.