Bitcoin Thunderbolt giao thức: suy nghĩ lại về logic thiết kế của Lighting Network

Một, những điểm đau khổ của Bitcoin khó sử dụng cho thanh toán hàng ngày

Bitcoin mặc dù có đặc tính phi tập trung và không thể thay đổi, nhưng trong thanh toán hàng ngày lại đối mặt với khó khăn thực tế. Khi cố gắng sử dụng Bitcoin để mua cà phê, thời gian xác nhận giao dịch thường dài hơn cả thời gian chờ cà phê, đôi khi phí giao dịch thậm chí còn vượt quá giá của cà phê. Hiện tại, phần lớn tài sản trên mạng Bitcoin đang trong trạng thái nắm giữ tĩnh, khó có thể thực hiện các ứng dụng linh hoạt như cho vay, tổ hợp hoặc tương tác.

Cấu trúc kịch bản Script của Bitcoin rất bảo thủ, hạn chế hầu hết các tình huống tương tác ngoài chuỗi. Mục đích thiết kế của nó không phải để hỗ trợ hàng chục nghìn giao dịch thanh toán tần suất cao mỗi giây. Tuy nhiên, người dùng thường muốn có thể dễ dàng sử dụng Bitcoin để thực hiện các khoản thanh toán nhỏ, chẳng hạn như mua đồ trong game hoặc thưởng video, mà không cần chờ đợi thời gian xác nhận 10 phút.

Hai, Giao thức Lighting Network: Cơ hội và thách thức đồng tồn.

Lighting Network có thể được coi là một kênh nhanh bên cạnh chuỗi chính của Bitcoin. Ý tưởng cốt lõi là thiết lập các "kênh thanh toán" riêng giữa người dùng ngoài chuỗi, để thực hiện việc ghi chép nhiều lần trong một thời gian ngắn, cuối cùng chỉ đồng bộ trạng thái tiền khi kênh được đóng lại. Mô hình này tương tự như cách mà bạn bè luân phiên mời nhau ăn tối mỗi tuần rồi thanh toán một lần.

Tuy nhiên, hệ thống dường như tinh vi này đã bộc lộ nhiều khó khăn trong thực tế áp dụng:

1. Ngưỡng xây dựng kênh cao, người dùng cần phải khóa trước vốn để có thể thiết lập kênh giao dịch.

2. Vấn đề định tuyến phức tạp, khi thiếu kênh kết nối trực tiếp, ngay cả khi có đường dẫn gián tiếp, cũng có thể do thiếu vốn hoặc nút không khả dụng mà giao dịch không thành công.

3. Tồn tại rủi ro an ninh, yêu cầu người dùng duy trì trạng thái trực tuyến để phòng ngừa gian lận, điều này yêu cầu khả năng vận hành thiết bị quá cao đối với người dùng bình thường.

Mặc dù Lightning Network đã hoạt động nhiều năm, nhưng những khuyết điểm cấu trúc này khiến cho việc ứng dụng của nó luôn khó khăn để vượt qua bế tắc. Hiện tại, tổng số tiền bị khóa trong Lightning Network chỉ khoảng 100 triệu USD, so với giá trị thị trường hàng nghìn tỷ của Bitcoin thì không đáng kể. Điều này thúc đẩy ngành công nghiệp suy nghĩ: liệu có thể xây dựng một giao thức thanh toán off-chain hoàn thiện hơn để vượt qua tình trạng hiện tại?

Ba, Giới thiệu về giao thức Thunderbolt

Bitcoin Thunderbolt là một giải pháp nâng cấp phân nhánh mềm dựa trên lớp nền tảng của Bitcoin, thực hiện thay đổi trực tiếp ở cấp độ giao thức của chuỗi chính Bitcoin, từ đó nâng cao cơ bản khả năng mở rộng, hiệu suất giao dịch và khả năng lập trình của Bitcoin.

Về mặt hiệu suất, Thunderbolt sử dụng công nghệ UTXO Bundling để tổng hợp nhiều UTXO, nén lượng dữ liệu giao dịch và tăng tốc độ giao dịch lên khoảng 10 lần. Về khả năng lập trình, việc tái giới thiệu và mở rộng mã lệnh OP_CAT cho phép các nhà phát triển xây dựng logic kịch bản phức tạp hơn, trực tiếp thực hiện hợp đồng thông minh trên chuỗi chính của Bitcoin.

Thunderbolt còn tích hợp một tiêu chuẩn tài sản thống nhất có tên là Goldinals, cung cấp một khung phát hành tài sản dựa trên chứng minh không kiến thức và cam kết trạng thái. Đây là một bộ tiêu chuẩn token "Bitcoin gốc", không cần phụ thuộc vào các tổ chức tin cậy bên ngoài hoặc cầu nối liên chuỗi phức tạp.

Trong giao dịch phi tập trung, Thunderbolt đã ra mắt hệ thống BitMM, hỗ trợ người dùng thực hiện giao dịch và xác thực thông tin không cần tin cậy trên chuỗi Bitcoin. Khác với những ý tưởng mở rộng truyền thống, Thunderbolt đã chọn con đường "mở rộng gốc trên chuỗi chính", tất cả các chức năng đều chạy trực tiếp trên chuỗi chính Bitcoin, sử dụng BTC gốc thay vì mã thông báo ánh xạ giữa các chuỗi.

3.1 Phân tích cơ chế cốt lõi

Cơ chế cốt lõi của Thunderbolt bao gồm:

1. Chữ ký đa bên có thể điều chỉnh linh hoạt: Tách chữ ký Bitcoin, mỗi bên nắm giữ một phần chữ ký và có thể điều chỉnh một cách động, thực hiện chuyển khoản không tương tác.

2. Sổ cái ủy ban chịu lỗi không đồng bộ: Nhóm dịch vụ bao gồm nhiều nút chịu trách nhiệm ghi sổ, ngay cả khi một phần nút gặp sự cố cũng có thể duy trì sổ cái hoạt động bình thường.

3. Hoàn tất chuyển đổi nguyên tử: Đảm bảo tái cấu trúc ngoại tuyến và đổi lại trên chuỗi diễn ra liền mạch thông qua ba bước chuyển đổi nguyên tử, ngăn chặn gian lận từ một bên.

3.2 Thiết kế giao thức của Lightning Network và đổi mới quan trọng

• Ủy quyền ký không tương tác, hồi quy: thiết kế cấu trúc chữ ký Schnorr ngưỡng có thể điều chỉnh lặp lại, giảm đáng kể yêu cầu trực tuyến.

• Mỗi lần chuyển đổi đều thay đổi "khóa mới": Cập nhật chữ ký mỗi khi chuyển đổi, ngăn chặn việc tái sử dụng chữ ký cũ.

• Chỉ để lại một dấu vết trên chuỗi: chỉ thực hiện thao tác trên chuỗi vào đầu và cuối, các biến động ở giữa được hoàn thành ngoài chuỗi, tăng cường tính riêng tư.

• Không mất tiền khi ngoại tuyến: Chỉ cần phần lớn ủy ban trực tuyến, có thể hoàn thành việc chuyển nhượng hoặc đổi lại bất cứ lúc nào.

• Bảo mật "chứng minh máy" thực sự: Tất cả các bước quan trọng đều được xác minh hình thức bằng Tamarin Prover.

Bốn, So sánh Thunderbolt với các giải pháp Lightning Network hiện có

Ưu điểm chính của Thunderbolt so với các giải pháp hiện có là tính bảo mật và tính hoàn chỉnh lý thuyết:

• Thiết kế giao thức có thể được chứng minh là an toàn
• Người dùng độc hại không thể thu lợi một cách đơn phương trong bất kỳ trạng thái nào.

Nhưng cũng có một số bất lợi:

• Triển khai phức tạp, hiện tại cần chạy đầy đủ giao thức
• Tính tương thích của chuỗi chính có giới hạn, cần đi đường vòng để thực hiện chức năng
• Hỗ trợ sinh thái vẫn chưa hoàn thiện, vẫn ở giai đoạn nghiên cứu sớm

Năm, Ảnh hưởng tiềm năng và con đường phát triển của Thunderbolt

Mạng sét tuy lý thuyết cung cấp giải pháp tối ưu cho BTCFi, nhưng ứng dụng thực tế vẫn đang ở giai đoạn đầu. Con đường phát triển tiềm năng của nó có thể bao gồm:

1. Được tích hợp Rollup: Là động cơ DeFi bên cạnh Bitcoin, được tích hợp vào nhiều giải pháp L2 khác nhau.

2. Hình thành hệ sinh thái tiêu chuẩn độc lập: Phát triển mạng lưới sinh thái, hệ thống vận hành nút và các bộ tổng hợp của riêng mình.

3. Bị thay thế bởi giải pháp đơn giản hơn: Nếu có giải pháp thay thế không cần kênh trạng thái, ngôn ngữ hình thức.

Ý nghĩa lớn nhất của Thunderbolt là lần đầu tiên cho phép tài sản Bitcoin có "tính khả dụng hợp đồng ngoài chuỗi". Sự ra đời của hai đặc tính UTXO Bundling và OP_CAT đã mang lại tính khả trình gốc và khả năng thông lượng cao hơn cho mạng Bitcoin. Điều này đã mở ra khả năng thống nhất giao thức hệ sinh thái Bitcoin và tích hợp các loại tài sản khác nhau, nhưng hiện tại vẫn cần phát triển thêm để có thể áp dụng thực tế.