Bitcoin Rede de iluminação: reavaliando a lógica de design da Rede de iluminação do Bitcoin

Um. O dilema dos pagamentos em Bitcoin

Bitcoin, como uma moeda criptográfica descentralizada e imutável, enfrenta muitos desafios em cenários de pagamento reais. Quando os usuários tentam comprar uma chávena de café com Bitcoin, muitas vezes se deparam com problemas de tempo de confirmação da transação muito longo e taxas de transação muito altas. Nesses casos, o tempo de espera pela confirmação da transação pode ser maior do que o tempo de espera pelo café, e às vezes as taxas são até superiores ao preço do próprio café.

Os ativos na rede Bitcoin atualmente são principalmente mantidos como (HODL), sendo difícil implementar funções financeiras mais complexas, como empréstimos, carteiras ou interoperabilidade. Isso se deve principalmente à estrutura de script Script do Bitcoin, que é bastante conservadora e limita a maioria dos cenários de interação fora da cadeia. O design original do Bitcoin não foi feito para processar milhares de transações de pagamento por segundo, mas a demanda real exige que o Bitcoin possa ser utilizado de forma mais conveniente para pequenos pagamentos do dia a dia, como a compra de skins de jogos ou gorjetas em vídeos.

Dois, Rede de iluminação: solução sob ponderação

A Rede de iluminação pode ser comparada a um canal rápido ao lado da cadeia principal do Bitcoin. Sua ideia central é um compromisso com a eficiência das transações na cadeia principal: já que existem gargalos de velocidade nas transações na cadeia, não é necessário insistir em registrar cada transação na cadeia, mas sim estabelecer "canais de pagamento" exclusivos entre os usuários para realizar registros frequentes, e, no final, sincronizar o estado dos fundos na blockchain apenas quando o canal for fechado.

Este modelo é semelhante ao modo de liquidação em que amigos se revezam a convidar uns aos outros para refeições a cada semana - as pessoas não transferem dinheiro imediatamente após cada refeição, mas acumulam várias despesas para liquidar a conta de uma só vez. A Rede de iluminação é essencialmente uma rede de transações composta por muitos desses canais de pagamento.

No entanto, este design aparentemente engenhoso expôs múltiplas dificuldades na aplicação prática:

1. A barreira de entrada para a construção de canais é alta: os usuários precisam bloquear fundos antecipadamente para estabelecer canais de negociação, o que significa que, para negociar com qualquer objeto, é necessário estabelecer uma conexão de canal dedicada antecipadamente.

2. Problemas de roteamento complexos: quando o usuário A e o B carecem de um canal de conexão direta, mesmo que exista um caminho indireto A-C-B, se o canal intermediário tiver fundos insuficientes ou os nós do caminho estiverem indisponíveis, a transação ainda falhará.

3. Riscos de segurança: o sistema exige que os usuários permaneçam online para prevenir que a contraparte envie transações expiradas para fraude quando o canal é fechado, o que impõe exigências mais altas à capacidade de operação e manutenção dos dispositivos dos usuários comuns.

Esses defeitos estruturais dificultam a aplicação prática da Rede de iluminação, que continua a enfrentar gargalos. Dados públicos mostram que o volume total de fundos bloqueados na Rede de iluminação atualmente se mantém em cerca de 100 milhões de dólares, o que, em relação ao valor de mercado trilionário do sistema Bitcoin, quase marginaliza sua posição ecológica. Isso leva o setor a refletir: seria possível construir um protocolo de pagamento off-chain mais completo para superar o impasse atual?

Três, Visão Geral do Protocolo da Rede de Iluminação

Bitcoin Thunderbolt é uma solução de atualização de soft fork baseada na camada base do Bitcoin. Não depende de redes de segunda camada ou pontes cross-chain, mas realiza alterações diretamente na camada do protocolo da cadeia principal do Bitcoin, melhorando fundamentalmente a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade de programação do Bitcoin.

Em termos de desempenho, esta solução aproveita a tecnologia UTXO Bundling, que realiza uma otimização significativa do modo de processamento de transações tradicionais do Bitcoin. O UTXO Bundling permite que múltiplos UTXOs sejam processados em conjunto, o que equivale a comprimir a quantidade de dados das transações, aumentando a velocidade das transações em cerca de 10 vezes, sem sacrificar a segurança.

Em termos de programabilidade, a proposta reintroduz e expande o opcode OP_CAT. O OP_CAT permite a operação de concatenação de dados, permitindo que os desenvolvedores construam lógicas de script mais complexas, implementando assim contratos inteligentes diretamente na cadeia principal do Bitcoin. Isso significa que os desenvolvedores podem implantar aplicações descentralizadas na rede nativa do Bitcoin, sem depender de sidechains, Rollups ou pontes entre cadeias.

Na integração do protocolo de ativos, esta solução propõe um padrão unificado Goldinals. Goldinals oferece uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado, sendo um padrão de token "nativo do Bitcoin" que não depende de instituições de confiança externas e não requer pontes complexas entre cadeias, podendo verificar a existência e o estado de cada token na cadeia.

Este plano também tem um importante avanço em termos de transações descentralizadas. O sistema BitMM que foi lançado suporta que os usuários realizem a correspondência de transações e a validação de informações sem necessidade de confiança na cadeia do Bitcoin.

Ao contrário das abordagens tradicionais de escalabilidade, este plano adota a trajetória de "escalabilidade nativa da cadeia principal". Seja na compressão de transações, no suporte a contratos inteligentes, ou na integração de padrões de ativos e na correspondência de transações em cadeia, tudo opera diretamente na cadeia principal do Bitcoin, utilizando BTC nativo, e não tokens mapeados entre cadeias.

3.1 Análise do mecanismo central

Bitcoin Thunder Network e Rede de iluminação visam resolver o problema da confirmação lenta das transações na cadeia principal do Bitcoin, mas existem diferenças essenciais entre os dois:

• A Rede de iluminação é mais inclinada ao modo "canal de pagamento", suportando apenas transferências de pagamento, não suportando contratos inteligentes ou lógica complexa, e a construção e manutenção têm um nível de dificuldade mais elevado.

• A Rede de Iluminação está dedicada a fornecer protocolos off-chain com capacidade de programação, suportando operações Turing-completas, podendo construir ativos de estado, protocolos de liquidez e aplicações financeiras mais complexas.

O mecanismo central da Rede de iluminação inclui:

1. Multisig flexível e ajustável: dividir a assinatura do Bitcoin, mantida pelos usuários e pelo comitê, realizando a transferência de assinatura sem conversa online através da adição de "pequenos segredos".

2. 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, o livro razão pode continuar a funcionar corretamente.

3. Finalização por troca atômica: a reconstruição off-chain e o resgate on-chain são realizados de forma integrada através de três etapas de "troca atômica", evitando que qualquer uma das partes obtenha lucros unilateralmente.

3.2 Design de protocolo e inovações chave da Rede de iluminação

• Delegação de assinatura não interativa e recursiva: projetada uma estrutura de assinatura Schnorr com um limite ajustável repetidamente, reduzindo significativamente as exigências online.

• Cada transferência troca a "nova chave": atualiza a assinatura a cada transferência, tornando a assinatura antiga inválida, prevenindo reutilização.

• Apenas uma marca na cadeia: a operação na cadeia ocorre apenas no início e no fim, enquanto as mudanças intermediárias são feitas fora da cadeia, aumentando a privacidade.

• Offline também não perderá dinheiro: desde que a maioria do comitê esteja online, é possível concluir a transferência ou resgate, sem se preocupar com o problema de expiração do bloqueio de tempo.

• Prova de máquina segura: todos os passos críticos são verificados formalmente, e a segurança é testada por ferramentas automatizadas.

Quatro, Comparação entre a Rede Thunder e as soluções existentes da Rede de iluminação

A Rede de iluminação, em comparação com as soluções existentes da Rede de iluminação (, como o protocolo BOLT, o Breez SDK e o Phoenix ), tem como principais vantagens a "segurança" e a "completude teórica":

• O design do protocolo pode ser provado seguro
• Usuários mal-intencionados não podem lucrar unilateralmente em nenhuma circunstância.

No entanto, a Rede de iluminação também tem algumas desvantagens:

• Implementação complexa: atualmente é necessário executar toda a pilha de protocolos, o que dificulta o acesso para usuários comuns.
• Compatibilidade da cadeia principal: limitada pela linguagem de script rudimentar da Bitcoin, a dificuldade de implementação aumenta
• Apoio ecológico ainda é insuficiente: em comparação com o BOLT, que já tem muitos wallets e nós suportando, a Rede de iluminação ainda está em fase de pesquisa inicial.

Cinco, o impacto potencial da Rede de Iluminação: o catalisador do BTCFi?

A Rede de Iluminação pode ser, em teoria, a solução ótima atual para BTCFi, mas na prática ainda está em estágios iniciais. É semelhante ao "white paper do Ethereum 2.0" no mundo do Bitcoin, com uma visão audaciosa, mas que ainda não entrou na implementação em nível de sistema de engenharia.

Os possíveis caminhos de desenvolvimento da Rede de iluminação incluem:

1. Integrado como Rollup: como motor DeFi do Bitcoin, integrado nas soluções L2 existentes.

2. Formar um ecossistema padrão independente: desenvolver a sua própria rede ecossistêmica, sistema de operação de nós e agregadores, etc.

3. Substituído por soluções mais simples: se no futuro surgir um sistema que possa realizar funções semelhantes sem mecanismos complexos.

Do ponto de vista ecológico, o maior significado da Rede de iluminação é permitir que os ativos Bitcoin tenham pela primeira vez "combinabilidade de contratos fora da cadeia". As duas características introduzidas, UTXO Bundling e OP_CAT, trouxeram programação nativa e maior capacidade de processamento na cadeia para a rede Bitcoin. Isso possibilitou a unificação do protocolo ecológico do Bitcoin, a inclusão de vários ativos e a realização do BitMM.

No entanto, a Rede de iluminação ainda está em fase de pesquisa teórica, e pode haver uma certa distância até que os desenvolvedores apliquem na prática. Como ela se integrará ao ecossistema Bitcoin no futuro, e se poderá realmente tornar-se a porta de entrada para o BTCFi, ainda precisa ser confirmado pelo tempo.