Protocolo Bitcoin Thunderbolt: repensando o paradigma de interações fora da cadeia
Bitcoin, como pioneiro das criptomoedas, sempre recebeu atenção por suas características de descentralização e imutabilidade. No entanto, na aplicação prática, o Bitcoin enfrenta problemas como baixa velocidade de transação e altas taxas, o que dificulta seu uso em cenários de pagamentos diários e de baixo valor. A estrutura de script do Bitcoin é relativamente conservadora, limitando a possibilidade da maioria das interações fora da cadeia, o que está em linha com sua intenção de design - não foi criado para processar dezenas de milhares de transações por segundo. Mas a demanda real é uma realidade objetiva; as pessoas desejam usar Bitcoin de forma conveniente e rápida, mesmo que seja para comprar itens de jogos ou recompensar criadores de vídeo, e não querem esperar longos tempos de confirmação.
Rede Lightning: Efeito de Espada de Dois Gumes
A Lightning Network pode ser comparada a um canal rápido ao lado da cadeia principal do Bitcoin. Sua ideia central é estabelecer "canais de pagamento" exclusivos entre os usuários fora da cadeia, permitindo um registro de transações de alta frequência, e, finalmente, sincronizar o estado dos fundos do canal na blockchain apenas quando o canal é fechado. Este modelo é semelhante à forma como amigos acertam regularmente as despesas do jantar, em vez de transferir imediatamente após cada refeição.
No entanto, este design aparentemente inteligente revela vários problemas na prática. Primeiro, a criação de canais de transação requer o bloqueio prévio de fundos, o que é uma barreira para os usuários. Em segundo lugar, quando não há canais de conexão direta, o roteamento de transações torna-se complexo e pode falhar facilmente devido à falta de fundos ou à indisponibilidade de nós intermediários. Mais grave ainda, os usuários precisam permanecer online para evitar que a outra parte envie transações expiradas para fraudar quando o canal é fechado, o que é uma exigência irrealista para usuários comuns.
Apesar de a Lightning Network estar em funcionamento há vários anos, esses problemas estruturais têm limitado continuamente o seu alcance. Dados públicos mostram que o montante de fundos bloqueados na Lightning Network é de apenas cerca de 100 milhões de dólares, o que é insignificante em relação à capitalização de mercado de trilhões de Bitcoin. Isso leva a indústria a refletir: será que é possível projetar uma solução de pagamento fora da cadeia mais robusta?
Visão Geral do Protocolo Thunderbolt
O protocolo Thunderbolt é uma solução de atualização de bifurcação suave baseada na cadeia principal do Bitcoin, que melhora diretamente a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade de programação do Bitcoin a nível de protocolo. Não depende de redes de segunda camada ou pontes entre cadeias, mas sim de melhorias na cadeia principal do Bitcoin.
Em termos de desempenho, o Thunderbolt utiliza a tecnologia UTXO Bundling, que agrega e processa múltiplas saídas de transações, comprimindo a quantidade de dados da transação, aumentando a velocidade da transação em cerca de 10 vezes, enquanto garante a segurança.
Em termos de programabilidade, o Thunderbolt reintroduziu e expandiu o opcode OP_CAT, permitindo que os desenvolvedores construam lógica de script mais complexa e realizem funções de contratos inteligentes. Isso significa que é possível implantar aplicações descentralizadas diretamente na rede Bitcoin, sem depender de cadeias laterais ou pontes entre cadeias.
Na integração de protocolos de ativos, Thunderbolt propôs o padrão unificado Goldinals, que é uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado. Ele permite a verificação em cadeia da existência e estado de cada token, sem depender de instituições de confiança externas.
Thunderbolt também introduziu o sistema BitMM, que suporta os usuários na realização de agendamento de transações descentralizadas e validação de informações na cadeia do Bitcoin. Este método de "expansão nativa da cadeia principal" permite que todas as funcionalidades operem diretamente na cadeia principal do Bitcoin, utilizando BTC nativo em vez de tokens mapeados entre cadeias.
Mecanismo central do Thunderbolt
O objetivo de design do Thunderbolt é fornecer um protocolo fora da cadeia com capacidade de programação, suportando operações Turing completas, capaz de construir ativos de estado complexos, protocolos de liquidez e aplicações financeiras. Seus mecanismos centrais incluem:
Assinatura múltipla flexível e ajustável: divide a assinatura do Bitcoin em duas partes, detidas pelo usuário e pelo comitê, realizando a transferência segura através da adição de "pequeno segredo".
Livro razão de comitê com tolerância a falhas assíncronas: um grupo de serviços composto por múltiplos nós é responsável pela contabilidade, mesmo que alguns nós estejam offline, desde que a maioria esteja online, é possível manter o livro razão em funcionamento normal.
Finalização por troca atômica: garantir a consistência da reconstrução fora da cadeia e do resgate na cadeia através de três etapas de troca atômica, prevenindo o descumprimento unilateral de qualquer parte.
Inovações-chave do Thunderbolt
Delegação de assinatura não interativa e recursiva: foi projetada uma estrutura de assinatura Schnorr com limite ajustável, simplificando o processo interativo e reduzindo os requisitos online.
Atualizar o "bloqueio" a cada transferência: use um novo pequeno segredo para atualizar a assinatura a cada transferência, evitando que assinaturas antigas sejam reutilizadas.
Minimização de operações na cadeia: realizar operações na cadeia apenas no início e no final, enquanto todas as mudanças intermediárias são feitas fora da cadeia, aumentando a privacidade e a eficiência.
Garantia de segurança offline: mesmo que os usuários estejam offline, desde que a maioria do comitê esteja online, a transferência ou o resgate podem ser concluídos, evitando o risco de expiração do bloqueio de tempo ou encerramento malicioso do canal.
Verificação formal: todos os passos críticos foram verificados formalmente pelo Tamarin Prover, garantindo a segurança do protocolo.
Thunderbolt em comparação com soluções existentes
Comparado com as soluções atuais da rede relâmpago, o Thunderbolt tem vantagens em termos de segurança e completude teórica:
O protocolo de design pode ser provado seguro
Usuários mal-intencionados não podem lucrar unilateralmente em nenhuma circunstância.
No entanto, o Thunderbolt também enfrenta alguns desafios:
Implantação complexa, requer a execução de um protocolo completo
A compatibilidade com a cadeia principal do Bitcoin precisa ser resolvida através de implementações complexas.
O suporte ecológico ainda não está completo, está na fase de pesquisa inicial.
O impacto potencial e as vias de desenvolvimento do Thunderbolt
Thunderbolt pode se tornar a solução teórica ótima para BTCFi, mas atualmente ainda está em estágio inicial. Seu desenvolvimento futuro pode ter as seguintes direções:
Integrado em Rollup: como motor DeFi da sidechain Bitcoin, integrado em várias soluções L2.
Formar um ecossistema padrão independente: desenvolver o seu próprio ecossistema de rede, sistema de operação de nós e agregador, podendo surgir carteiras, nós, bolsas de valores e pools de liquidez especializados.
Substituído por soluções mais simples: se no futuro surgirem ambientes de execução de contratos mais eficientes ou tecnologias de cadeia cruzada, o Thunderbolt poderá tornar-se um produto de transição.
O maior significado do Thunderbolt reside em conferir aos ativos Bitcoin a "combinabilidade de contratos fora da cadeia". As características UTXO Bundling e OP_CAT introduzidas trazem programação nativa e maior throughput na cadeia para a rede Bitcoin. Isso possibilita a unificação dos protocolos do ecossistema Bitcoin e a integração de vários ativos, mas ainda há uma certa distância até a aplicação prática.
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Protocolo Thunderbolt: uma nova paradigma de interação fora da cadeia do Bitcoin
Protocolo Bitcoin Thunderbolt: repensando o paradigma de interações fora da cadeia
Bitcoin, como pioneiro das criptomoedas, sempre recebeu atenção por suas características de descentralização e imutabilidade. No entanto, na aplicação prática, o Bitcoin enfrenta problemas como baixa velocidade de transação e altas taxas, o que dificulta seu uso em cenários de pagamentos diários e de baixo valor. A estrutura de script do Bitcoin é relativamente conservadora, limitando a possibilidade da maioria das interações fora da cadeia, o que está em linha com sua intenção de design - não foi criado para processar dezenas de milhares de transações por segundo. Mas a demanda real é uma realidade objetiva; as pessoas desejam usar Bitcoin de forma conveniente e rápida, mesmo que seja para comprar itens de jogos ou recompensar criadores de vídeo, e não querem esperar longos tempos de confirmação.
Rede Lightning: Efeito de Espada de Dois Gumes
A Lightning Network pode ser comparada a um canal rápido ao lado da cadeia principal do Bitcoin. Sua ideia central é estabelecer "canais de pagamento" exclusivos entre os usuários fora da cadeia, permitindo um registro de transações de alta frequência, e, finalmente, sincronizar o estado dos fundos do canal na blockchain apenas quando o canal é fechado. Este modelo é semelhante à forma como amigos acertam regularmente as despesas do jantar, em vez de transferir imediatamente após cada refeição.
No entanto, este design aparentemente inteligente revela vários problemas na prática. Primeiro, a criação de canais de transação requer o bloqueio prévio de fundos, o que é uma barreira para os usuários. Em segundo lugar, quando não há canais de conexão direta, o roteamento de transações torna-se complexo e pode falhar facilmente devido à falta de fundos ou à indisponibilidade de nós intermediários. Mais grave ainda, os usuários precisam permanecer online para evitar que a outra parte envie transações expiradas para fraudar quando o canal é fechado, o que é uma exigência irrealista para usuários comuns.
Apesar de a Lightning Network estar em funcionamento há vários anos, esses problemas estruturais têm limitado continuamente o seu alcance. Dados públicos mostram que o montante de fundos bloqueados na Lightning Network é de apenas cerca de 100 milhões de dólares, o que é insignificante em relação à capitalização de mercado de trilhões de Bitcoin. Isso leva a indústria a refletir: será que é possível projetar uma solução de pagamento fora da cadeia mais robusta?
Visão Geral do Protocolo Thunderbolt
O protocolo Thunderbolt é uma solução de atualização de bifurcação suave baseada na cadeia principal do Bitcoin, que melhora diretamente a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade de programação do Bitcoin a nível de protocolo. Não depende de redes de segunda camada ou pontes entre cadeias, mas sim de melhorias na cadeia principal do Bitcoin.
Em termos de desempenho, o Thunderbolt utiliza a tecnologia UTXO Bundling, que agrega e processa múltiplas saídas de transações, comprimindo a quantidade de dados da transação, aumentando a velocidade da transação em cerca de 10 vezes, enquanto garante a segurança.
Em termos de programabilidade, o Thunderbolt reintroduziu e expandiu o opcode OP_CAT, permitindo que os desenvolvedores construam lógica de script mais complexa e realizem funções de contratos inteligentes. Isso significa que é possível implantar aplicações descentralizadas diretamente na rede Bitcoin, sem depender de cadeias laterais ou pontes entre cadeias.
Na integração de protocolos de ativos, Thunderbolt propôs o padrão unificado Goldinals, que é uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado. Ele permite a verificação em cadeia da existência e estado de cada token, sem depender de instituições de confiança externas.
Thunderbolt também introduziu o sistema BitMM, que suporta os usuários na realização de agendamento de transações descentralizadas e validação de informações na cadeia do Bitcoin. Este método de "expansão nativa da cadeia principal" permite que todas as funcionalidades operem diretamente na cadeia principal do Bitcoin, utilizando BTC nativo em vez de tokens mapeados entre cadeias.
Mecanismo central do Thunderbolt
O objetivo de design do Thunderbolt é fornecer um protocolo fora da cadeia com capacidade de programação, suportando operações Turing completas, capaz de construir ativos de estado complexos, protocolos de liquidez e aplicações financeiras. Seus mecanismos centrais incluem:
Assinatura múltipla flexível e ajustável: divide a assinatura do Bitcoin em duas partes, detidas pelo usuário e pelo comitê, realizando a transferência segura através da adição de "pequeno segredo".
Livro razão de comitê com tolerância a falhas assíncronas: um grupo de serviços composto por múltiplos nós é responsável pela contabilidade, mesmo que alguns nós estejam offline, desde que a maioria esteja online, é possível manter o livro razão em funcionamento normal.
Finalização por troca atômica: garantir a consistência da reconstrução fora da cadeia e do resgate na cadeia através de três etapas de troca atômica, prevenindo o descumprimento unilateral de qualquer parte.
Inovações-chave do Thunderbolt
Delegação de assinatura não interativa e recursiva: foi projetada uma estrutura de assinatura Schnorr com limite ajustável, simplificando o processo interativo e reduzindo os requisitos online.
Atualizar o "bloqueio" a cada transferência: use um novo pequeno segredo para atualizar a assinatura a cada transferência, evitando que assinaturas antigas sejam reutilizadas.
Minimização de operações na cadeia: realizar operações na cadeia apenas no início e no final, enquanto todas as mudanças intermediárias são feitas fora da cadeia, aumentando a privacidade e a eficiência.
Garantia de segurança offline: mesmo que os usuários estejam offline, desde que a maioria do comitê esteja online, a transferência ou o resgate podem ser concluídos, evitando o risco de expiração do bloqueio de tempo ou encerramento malicioso do canal.
Verificação formal: todos os passos críticos foram verificados formalmente pelo Tamarin Prover, garantindo a segurança do protocolo.
Thunderbolt em comparação com soluções existentes
Comparado com as soluções atuais da rede relâmpago, o Thunderbolt tem vantagens em termos de segurança e completude teórica:
No entanto, o Thunderbolt também enfrenta alguns desafios:
O impacto potencial e as vias de desenvolvimento do Thunderbolt
Thunderbolt pode se tornar a solução teórica ótima para BTCFi, mas atualmente ainda está em estágio inicial. Seu desenvolvimento futuro pode ter as seguintes direções:
Integrado em Rollup: como motor DeFi da sidechain Bitcoin, integrado em várias soluções L2.
Formar um ecossistema padrão independente: desenvolver o seu próprio ecossistema de rede, sistema de operação de nós e agregador, podendo surgir carteiras, nós, bolsas de valores e pools de liquidez especializados.
Substituído por soluções mais simples: se no futuro surgirem ambientes de execução de contratos mais eficientes ou tecnologias de cadeia cruzada, o Thunderbolt poderá tornar-se um produto de transição.
O maior significado do Thunderbolt reside em conferir aos ativos Bitcoin a "combinabilidade de contratos fora da cadeia". As características UTXO Bundling e OP_CAT introduzidas trazem programação nativa e maior throughput na cadeia para a rede Bitcoin. Isso possibilita a unificação dos protocolos do ecossistema Bitcoin e a integração de vários ativos, mas ainda há uma certa distância até a aplicação prática.