Биткойн Thunderbolt Протокол: переосмысление логики дизайна Сети Lighting

Один. Биткойн трудно использовать для повседневных платежей.

Биткойн, хотя и обладает характеристиками децентрализации и неизменности, сталкивается с реальными трудностями в повседневных платежах. Когда вы пытаетесь купить кофе за Биткойн, время подтверждения транзакции зачастую превышает время ожидания кофе, а иногда комиссия даже превышает стоимость самого кофе. В настоящее время большинство активов в сети Биткойн находятся в статическом состоянии, что затрудняет гибкое использование, такое как кредитование, комбинирование или взаимодействие.

Структура скриптовой системы Биткойна очень консервативна и ограничивает большинство сценариев взаимодействия вне цепочки. Его первоначальный замысел не был направлен на поддержку высокочастотных платежей в десятки тысяч транзакций в секунду. Тем не менее, пользователи обычно хотят иметь возможность удобно использовать Биткойн для мелких платежей, таких как покупка игровых предметов или наград за видео, без необходимости ждать 10 минут для подтверждения.

Два. Сеть Lightning: возможности и вызовы

Сеть Lighting может рассматриваться как быстрый канал рядом с основной цепочкой Биткойн. Ее основная идея заключается в создании эксклюзивных "платежных каналов" между пользователями вне цепи, что позволяет вести учет транзакций с высокой частотой, и в конечном итоге синхронизировать состояние средств с блокчейном только при закрытии канала. Эта модель похожа на способ, когда друзья каждую неделю по очереди угощают друг друга, а затем производят расчет один раз.

Однако эта на вид хитроумная система на практике выявляет множество трудностей:

1. Порог для создания канала высок, пользователю необходимо предварительно заблокировать средства, чтобы установить торговый канал.

2. Проблема маршрутизации сложна, и когда отсутствует прямой канал, даже если существует косвенный путь, сделка может не состояться из-за недостатка средств или недоступности узла.

3. Существуют риски безопасности, требующие от пользователей поддерживать онлайн-состояние для предотвращения мошенничества, что требует от обычных пользователей слишком высоких навыков эксплуатации устройств.

Несмотря на то, что Сеть Lighting работает уже много лет, эти структурные недостатки приводят к тому, что её применение постоянно сталкивается с трудностями. В настоящее время общий объем замороженных средств в Сети Lighting составляет всего около 100 миллионов долларов, что незначительно по сравнению с рыночной капитализацией Биткойн в триллионы. Это побуждает отрасль задуматься: можно ли создать более совершенный протокол оффлайн-платежей для преодоления существующего тупика?

Три, Введение в протокол Thunderbolt

Bitcoin Thunderbolt является предложением по мягкому форку, основанным на базовом уровне Биткойна, которое вносит изменения непосредственно на уровне протокола основной цепи Биткойна, что в корне улучшает масштабируемость, производительность транзакций и программируемые возможности Биткойна.

На уровне производительности, Thunderbolt использует технологию UTXO Bundling, чтобы агрегировать несколько UTXO, сокращая объем данных транзакций и увеличивая скорость транзакций примерно в 10 раз. В области программируемости, повторно вводя и расширяя код операции OP_CAT, разработчики могут создавать более сложную логику скриптов, реализуя смарт-контракты непосредственно на основной цепочке Биткойн.

Thunderbolt также интегрировала унифицированный стандарт активов под названием Goldinals, предоставляя рамки для выпуска активов на основе доказательства с нулевым разглашением и обязательств по состоянию. Это набор токенов, "родных для Биткойн", который не требует зависимости от внешних доверительных учреждений или сложных межсетевых мостов.

В области децентрализованных транзакций Thunderbolt представила систему BitMM, поддерживающую пользователей в проведении бездоверительных сделок и верификации информации на цепи Биткойн. В отличие от традиционных подходов к масштабированию, Thunderbolt использует путь "нативного масштабирования основной цепи", все функции работают непосредственно на основной цепи Биткойн, используя нативный BTC вместо токенов кросс-цепи.

3.1 Анализ основных механизмов

Основной механизм Thunderbolt включает в себя:

1. Гибкая настраиваемая многосторонняя подпись: разделение подписи Биткойна, каждая сторона обладает частью подписи и может динамически регулировать, что позволяет осуществлять неинтерактивные переводы.

2. Асинхронный отказоустойчивый реестр комитета: группа сервисных узлов, состоящая из нескольких узлов, отвечает за ведение учета, и даже если часть узлов выходит из строя, реестр продолжает нормально функционировать.

3. Финализация атомного свопа: обеспечение цепочечного восстановления и онлайнового выкупа в три этапа атомного свопа, предотвращая одностороннее мошенничество.

3.2 Дизайн протокола Thunderbolt и ключевые инновации

• Неинтерактивные, рекурсивные подписи делегирования: разработана структура подписи Шнору с настраиваемым порогом, что значительно уменьшает требования к онлайну.

• Каждый перевод использует "новый ключ": при каждом переводе обновляется подпись, чтобы предотвратить повторное использование старой подписи.

• На блокчейне остается только один след: операции по записи в блокчейн выполняются только в начале и в конце, а изменения происходят вне цепи, что повышает уровень конфиденциальности.

• Оффлайн также не приведет к потере денег: как только большинство членов комитета в сети, можно в любое время завершить перевод или выкуп.

• Настоящая безопасность "доказательства машины": все ключевые этапы формально проверены с помощью Tamarin Prover.

Четыре, Сравнение Thunderbolt с существующими решениями Сети Lighting

Основные преимущества Thunderbolt по сравнению с существующими решениями заключаются в безопасности и теоретической полноте:

• Проектирование протокола может быть доказано безопасным
• Злонамеренные пользователи не могут получить выгоду в одностороннем порядке при любых обстоятельствах.

Но также существуют некоторые недостатки:

• Сложная развертка, в настоящее время необходимо запускать полный стек протокола
• Ограниченная совместимость основной цепи, необходимо обойти для реализации функции
• Экологическая поддержка все еще не完善, находится на ранней стадии исследований

Пять, Потенциальное влияние и пути развития Thunderbolt

Хотя Сеть Lighting теоретически предоставляет оптимальное решение для BTCFi, фактическое применение все еще находится на ранней стадии. Потенциальные пути развития могут включать:

1. Интеграция с Rollup: в качестве DeFi-движка для Биткойн, интегрированного в различные решения L2.

2. Формирование независимой стандартной экосистемы: развитие собственной сетевой экосистемы, системы обслуживания узлов и агрегаторов и т.д.

3. Заменено более простыми решениями: если появятся альтернативы, не требующие каналов состояния и формализованных языков.

Максимальное значение Thunderbolt заключается в том, что он впервые наделил активы Биткойна "композируемостью оффчейн-контрактов". Введение двух основных характеристик: UTXO Bundling и OP_CAT, привнесло в сеть Bitcoin родную программируемость и более высокую пропускную способность. Это открывает возможности для унификации протоколов экосистемы Биткойна и интеграции различных активов, но на данный момент требуется дальнейшее развитие для реального применения.