Bitcoin Rede de iluminação: reexaminando a lógica de design da Rede de iluminação

Um, o dilema dos pagamentos em Bitcoin

Apesar de o Bitcoin possuir características como descentralização e imutabilidade, enfrenta muitos desafios em pagamentos diários. Problemas como o longo tempo de confirmação de transações e altas taxas dificultam o uso do Bitcoin para compras simples, como um café. O design da rede Bitcoin não foi originalmente concebido para lidar com um grande volume de pequenos pagamentos, o que gera uma clara contradição com as necessidades reais.

Dois, a dualidade da Rede de iluminação

A Rede de iluminação, como solução de segunda camada para o Bitcoin, visa aumentar a velocidade das transações e reduzir os custos. Ela funciona estabelecendo canais de pagamento entre os usuários, permitindo transações de alta frequência fora da cadeia, sincronizando o estado final na blockchain apenas quando o canal é fechado.

No entanto, a Rede de iluminação revelou múltiplos problemas na aplicação prática:

1. A criação de canais requer a imobilização prévia de fundos, com um limiar relativamente alto.
2. Mecanismos de roteamento complexos levam a uma alta taxa de falhas nas transações
3. Os usuários devem permanecer online para evitar fraudes, o que não é amigável para usuários comuns.
4. A escala da rede e o montante de fundos bloqueados ainda são relativamente pequenos em comparação com a capitalização total do Bitcoin.

Esses problemas estruturais levaram a que a aplicação da Rede de iluminação não conseguisse romper o impasse, suscitando a exploração de soluções de pagamento off-chain mais completas na indústria.

Três, Introdução ao Protocolo Thunderbolt

Thunderbolt é uma solução de atualização de fork suave baseada na cadeia principal do Bitcoin, destinada a melhorar fundamentalmente a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade programável do Bitcoin.

As principais características incluem:

1. Adotando a tecnologia UTXO Bundling, a velocidade das transações é aumentada em cerca de 10 vezes
2. Reintroduzir e expandir o opcode OP_CAT, melhorando as funcionalidades dos contratos inteligentes
3. Lançamento do padrão de ativos unificado Goldinals, integrando os protocolos de tokens existentes
4. Implementar um sistema de market making automático em BitMM na blockchain, suportando transações descentralizadas.

Thunderbolt adota o caminho de "escala nativa da cadeia principal", todas as funções operam diretamente na cadeia principal do Bitcoin, usando BTC nativo, sem depender de cadeias laterais ou pontes entre cadeias.

3.1 Mecanismo central

O mecanismo central do Thunderbolt inclui:

1. Multassinado flexível e ajustável: divide a assinatura em parte do usuário e parte do comitê, realizando transferências seguras através de compartilhamento secreto.

2. Livro razão de comissão com tolerância a falhas assíncronas: um grupo de serviços composto por múltiplos nós é responsável pela contabilidade, garantindo descentralização e segurança.

3. Finalização por troca atômica: garantir a consistência entre a reestruturação off-chain e o resgate on-chain através de um processo de troca atômica em três etapas.

3.2 Design de protocolo e inovações chave

1. Delegação de assinatura não interativa e recursiva: utiliza uma estrutura de assinatura Schnorr com um limite ajustável e repetível, simplificando o processo de comunicação.

2. Atualização da assinatura em cada transferência: impede a reutilização de assinaturas antigas, aumentando a segurança.

3. Minimizar operações na cadeia: interagir com a cadeia principal apenas no início e no fim, aumentando a eficiência e a privacidade.

4. Garantia de segurança offline: Assim que a maioria do comitê estiver online, será possível realizar operações de transferência ou resgate.

5. Verificação formal: usar a ferramenta Tamarin Prover para validação de segurança.

Quatro, Thunderbolt e comparação com as soluções existentes da Rede de iluminação

A principal vantagem do Thunderbolt em comparação com as soluções existentes é a segurança e a completude teórica:

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

Desvantagens:

1. Implantação complexa, requer a execução de toda a pilha de protocolos
2. Existem desafios de compatibilidade da cadeia principal
3. O suporte ecológico ainda não está completo

Cinco, o impacto potencial e as vias de desenvolvimento do Thunderbolt

Embora o Thunderbolt possa ser a solução ideal para o BTCFi em teoria, atualmente ainda está em estágio inicial. Seu futuro desenvolvimento pode seguir os seguintes caminhos:

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

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

3. Substituído por soluções mais simples: se surgir um ambiente de execução de contratos mais eficiente ou tecnologia de cross-chain, o Thunderbolt pode se tornar um produto de transição.

O maior significado da Rede de iluminação reside na introdução da "combinabilidade de contratos fora da cadeia" para ativos Bitcoin. A introdução de duas grandes características, UTXO Bundling e OP_CAT, trouxe programabilidade nativa à rede Bitcoin e maior capacidade de processamento na cadeia. Isso possibilitou a unificação dos protocolos do ecossistema Bitcoin e a inclusão de vários ativos, mas ainda há um caminho a percorrer até a aplicação ampla.