Sobre Fibra

A Fiber Network é uma rede pública de próxima geração construída na Nervos CKB. Ela utiliza a tecnologia de canal off-chain para permitir pagamentos rápidos, de baixo custo, em várias moedas e transações peer-to-peer. A rede suporta ativos RGB++, oferecendo uma solução de pagamento descentralizada, rápida e de baixo custo que permite aos usuários negociar diferentes ativos digitais instantaneamente. A liquidação on-chain ocorre apenas quando os canais são fechados, garantindo alta segurança e proteção de privacidade.

Além disso, a Fiber Network foi projetada para ser interoperável com a Bitcoin Lightning Network, permitindo transferências de ativos sem emendas entre as duas redes. Isso amplia as opções de pagamento e a cobertura da rede para os usuários. A Fiber Network tem como objetivo trazer maior eficiência de transação e cenários de aplicação mais amplos para o ecossistema Bitcoin por meio dessas tecnologias.

Antecedentes

Desde a criação do Bitcoin, a tecnologia blockchain evoluiu para abranger áreas como contratos inteligentes, DeFi e NFTs, mas desafios permanecem em termos de escalabilidade e velocidade de transação. Para enfrentar esses problemas, como uma solução de escala de camada 2 para o Bitcoin, a Lightning Network utiliza transações fora da cadeia e canais de pagamento para possibilitar micropagamentos rápidos e de baixo custo.

O Nervos CKB, como uma plataforma blockchain inovadora, melhora a escalabilidade e a interoperabilidade do Bitcoin por meio de seu design único. O projeto Fiber Network aproveita as vantagens do CKB e integra a experiência da Lightning Network para criar uma rede de pagamento rápida, de baixo custo, descentralizada, de vários ativos e em tempo real. Ele suporta demanda de usuários em grande escala, reduz taxas de transação, fornece confirmação de pagamento de segundo nível e oferece pagamentos de vários ativos com interoperabilidade entre cadeias cruzadas.

Fonte:BitcoinVisuals

Princípios Técnicos

A arquitetura da Rede de Fibra inclui módulos principais, como canais de pagamento fora da cadeia, contratos na cadeia, roteamento de vários saltos e serviços de monitoramento.

Canais de Pagamento

A ideia principal da tecnologia de canal de pagamento é mover o processo de transação para fora da blockchain, interagindo apenas com a blockchain quando o estado final precisa ser atualizado.

O canal de pagamento fora da cadeia é a espinha dorsal da Rede de Fibra. Ele permite que múltiplas transações ocorram fora da cadeia, com liquidação na cadeia somente sendo necessária quando o canal é fechado. Esse mecanismo contorna as limitações de desempenho das mainchains como o Bitcoin, facilitando transações fora da cadeia rápidas, reduzindo significativamente o número de transações na cadeia, aumentando a velocidade e diminuindo as taxas.

O fluxo de trabalho geral é o seguinte:

• Criação de canal: Dois usuários abrem um canal de pagamento on-chain, bloqueando uma certa quantidade de ativos CKB ou RGB++.
• Transações Off-Chain: Enquanto o canal estiver aberto, ambas as partes podem transacionar livremente, atualizando o estado do canal com cada troca sem transmitir as atualizações on-chain imediatamente.
• Fechamento do canal: Quando uma das partes decide fechar o canal, o estado final é transmitido para a blockchain para liquidação, confirmando os saldos de ambas as partes.

Vamos considerar Alice e Bob como exemplo. Eles criam uma conta de assinatura múltipla (multisig) na blockchain e cada um deposita 100 unidades de fundos para abrir um canal de pagamento. Dentro deste canal, Alice e Bob podem realizar várias transações livremente. Quando eles decidem fechar o canal, seus saldos finais são atualizados na blockchain.

Após uma série de transações, suponha que os saldos de Alice e Bob se tornem 70 unidades e 130 unidades, respectivamente. Se qualquer uma das partes desejar encerrar o canal, elas podem enviar o saldo final para o blockchain para concluir o ajuste. Embora esse processo possa parecer simples, ele envolve mecanismos complexos para garantir a segurança das transações e a integridade de ambas as partes.

Para evitar fraudes potenciais, como Bob tentando enganar o sistema com um estado de transação desatualizado, o canal de pagamento utiliza dois conceitos cruciais: 'transações de compromisso' e 'chaves de revogação'. Após cada transação, ambas as partes criam um novo par de transações de compromisso que refletem seus saldos atuais no canal. Essas transações são assimétricas, com condições de desbloqueio diferentes para cada parte, proporcionando um mecanismo robusto de verificação e equilíbrio.

Se Bob tentar enviar uma transação de compromisso desatualizada, Alice pode usar a chave de revogação para penalizar Bob, retirando seus fundos. Esse mecanismo garante que qualquer tentativa de gasto duplo será punida, mantendo assim a integridade do canal de pagamento.

A Rede Fiber, implementada na CKB, otimiza ainda mais esse processo. Em comparação com a Lightning Network do Bitcoin, a Fiber suporta nativamente vários ativos, incluindo CKB, BTC e stablecoins RGB++, em vez de apenas Bitcoin. Além disso, uma vez que a Fiber depende da mainnet CKB da Camada 1, as taxas de transação para abrir e fechar canais são significativamente mais baixas, conferindo à Rede Fiber uma clara vantagem na experiência do usuário. A Rede Fiber oferece uma solução de canal de pagamento rápida, de baixo custo e segura por meio desses mecanismos.

Origem:Nervos

WatchTower

A WatchTower é um componente crucial tanto da Fiber Network quanto da Bitcoin Lightning Network, atuando como um segurança 24/7. Nos canais de pagamento, os participantes precisam monitorar constantemente uns aos outros para evitar a submissão de transações de compromisso desatualizadas para o blockchain. No entanto, como os usuários não podem ficar online o tempo todo, o design do WatchTower se torna essencial.

A função principal do WatchTower é monitorar a atividade on-chain em nome dos usuários. Se detectar que alguém enviou uma transação de compromisso desatualizada, ele agirá imediatamente para garantir a segurança do canal e dos fundos. Especificamente, Alice ou Bob podem pré-construir uma transação de penalidade correspondente (usando a chave de revogação para lidar com a transação desatualizada e se declarar como beneficiário) e enviar o texto simples da transação de penalidade para o WatchTower. Se o WatchTower detectar o envio de uma transação desatualizada, ele enviará prontamente a transação de penalidade para aplicar a punição.

Para proteger a privacidade do usuário, a Fiber Network só exige que os usuários enviem o hash da transação de compromisso desatualizada e o texto simples da transação de penalidade para o WatchTower. Dessa forma, o WatchTower inicialmente não conhece o conteúdo específico da transação de compromisso, apenas o seu hash. A menos que alguém envie uma transação de compromisso desatualizada on-chain, o WatchTower não verá o texto simples e só enviará a transação de penalidade se necessário. Esse design garante que, a menos que ocorra má conduta, o WatchTower normalmente não verá o histórico de transações dos participantes do canal e, mesmo assim, verá apenas uma transação específica.

Em comparação com a tradicional Rede Bitcoin Lightning, a Rede Fiber otimiza o design do WatchTower. Na Rede Bitcoin Lightning, o mecanismo de penalidade vinculado às chaves de revogação é conhecido como 'LN-Penalty'. No entanto, tem desvantagens, como exigir que o WatchTower armazene todos os hashes de transações de compromisso desatualizadas e as chaves de revogação correspondentes, o que leva a demandas significativas de armazenamento. A Rede Fiber melhora isso implementando o protocolo Daric, que aprimora o design da chave de revogação, permitindo que uma única chave de revogação seja aplicada a várias transações de compromisso desatualizadas, reduzindo consideravelmente a carga de armazenamento tanto no WatchTower quanto nos clientes do usuário.

Tanto na Lightning Network do Bitcoin quanto na Fiber Network, o WatchTower atua como um monitor de segurança, protegendo os fundos dos usuários quando eles estão offline. Vamos supor que Alice e Bob abram um canal de pagamento para entender isso melhor. Eles podem realizar transações instantâneas entre si sem escrever cada transação no blockchain. No entanto, esse mecanismo carrega riscos - qualquer uma das partes pode tentar enviar uma transação de compromisso desatualizada em uma tentativa injusta de roubar fundos.

Por exemplo, quando Alice e Bob completam uma transação, eles geram uma nova transação de compromisso para garantir que o canal de pagamento reflita o estado mais recente. Mas se Bob age maliciosamente e envia uma transação de compromisso desatualizada que já foi substituída e invalidada, ele poderia tentar obter uma vantagem injusta com base no saldo anterior de Alice. Alice pode não perceber imediatamente a ação maliciosa de Bob se estiver offline.

É aqui que o WatchTower se torna crucial. Alice pode pré-enviar o texto simples da transação de penalidade relevante para o WatchTower e seu hash. Quando Bob tenta enviar a transação desatualizada, o WatchTower imediatamente a reconhece e envia a transação de penalidade pré-construída. Como resultado, Bob não apenas falha em sua tentativa de roubar fundos, mas também é punido, e Alice recebe uma compensação.

Através desse processo, a WatchTower protege os interesses de Alice, reduzindo a necessidade dela monitorar constantemente o canal de pagamento.

Fonte: Geek Web3

Roteamento Multi-Salto e HTLC/PTLC

O roteamento de vários saltos e as tecnologias HTLC/PTLC são mecanismos centrais nas redes de pagamento blockchain, permitindo transferência de valor segura e flexível:

• O roteamento de várias etapas permite que os usuários transfiram fundos por meio de vários nós intermediários, mesmo sem um canal de pagamento direto entre o remetente e o destinatário. Isso garante maior cobertura e flexibilidade de rede.
• HTLC (Contrato Bloqueado pelo Tempo Hash) garante que cada nó intermediário forneça a chave correta dentro de um tempo especificado para concluir a transação, evitando que partes maliciosas retenham fundos. Se a transação não for concluída a tempo, ela é automaticamente cancelada e os fundos são devolvidos ao remetente.
• PTLC (Contrato Bloqueado no Tempo) é uma versão aprimorada em termos de privacidade do HTLC. Ele usa chaves diferentes em cada nó para desbloquear a transação, impedindo que terceiros inferiram o caminho da transação e aprimorando a privacidade do usuário.

Combinar roteamento de vários saltos com HTLC/PTLC melhora a flexibilidade, segurança e privacidade da rede na Fiber Network. O roteamento de vários saltos permite que os fundos fluam por vários nós, mesmo quando não existe canal de pagamento direto entre os usuários, usando uma estrutura de rede pública e o algoritmo do menor caminho de Dijkstra para encontrar a rota de transferência ideal para transações eficientes.

HTLC usa bloqueios de tempo e hash para garantir que os nós intermediários completem a transação no prazo, caso contrário, os fundos são devolvidos, evitando comportamentos maliciosos. PTLC reforça ainda mais a privacidade usando chaves diferentes em cada nó, prevenindo a exposição dos caminhos de transação.

Essa combinação expande a cobertura da rede, garantindo transações seguras e privadas, abordando vulnerabilidades nas redes tradicionais de raio, como loops de ataque de substituição. Assim, a Rede de Fibra é um sistema de pagamento mais seguro e eficiente.

Suponha que Alice queira transferir 100 unidades para Daniel, mas eles não têm um canal de pagamento direto. Com roteamento de vários saltos e HTLC/PTLC na Rede de Fibra, Alice pode contar com nós intermediários para concluir a transação.

Por exemplo, Alice tem um canal com Bob, Bob tem um canal com Carol e Carol tem um canal com Daniel. Usando o roteamento de vários saltos, o Fiber aplica o algoritmo de caminho mais curto de Dijkstra para encontrar a rota ótima: Alice → Bob → Carol → Daniel. Alice então cria uma transação condicional através de um HTLC (Contrato Hash Temporizado), exigindo que Bob forneça uma chave "R" dentro de 30 minutos para reivindicar os fundos. Bob cria um HTLC semelhante com Carol, dando a ela 25 minutos para fornecer a chave. Finalmente, Carol configura um HTLC com Daniel, exigindo que ele envie a chave "R" dentro de 20 minutos.

Uma vez que Daniel sabe que possui a chave R, ele a envia dentro do tempo estipulado e recebe 100 unidades de Carol. Carol, ao receber a chave, então a repassa para Bob dentro do tempo necessário, e Bob a fornece para Alice, concluindo a transação. Bob e Carol ganham uma taxa de transação cada um, enquanto Alice transfere com sucesso 100 unidades para Daniel. Durante esse processo, PTLC (Contratos Pontuais com Bloqueio Temporal) melhora a privacidade garantindo que cada salto use uma chave independente. Dessa forma, Bob e Carol não têm conhecimento do caminho completo da transação e não podem inferir o relacionamento entre Alice e Daniel, protegendo a privacidade de ambas as partes.

A rede de fibra garante a segurança das transações e otimiza a eficiência através do algoritmo de Dijkstra, permitindo conclusões rápidas e econômicas. Além disso, a otimização de armazenamento da Fibra aprimora a implementação de HTLC/PTLC, reduzindo significativamente os requisitos de armazenamento da rede e aumentando o desempenho geral.

Pagamentos atômicos entre domínios

Fiber e a Rede Lightning do Bitcoin suportam pagamentos entre domínios por meio de HTLC (Contrato com Tempo de Bloqueio por Hash) e PTLC (Contratos com Tempo de Bloqueio por Pontos), garantindo atomicidade - o que significa que todas as etapas de pagamento devem ser bem-sucedidas ou falhar. Isso evita falhas parciais, garantindo a segurança dos ativos dos usuários.

Este design permite interoperabilidade perfeita entre Fiber e Bitcoin Lightning Network, permitindo que os usuários transfiram fundos entre as duas redes. Por exemplo, os usuários podem enviar pagamentos de Fiber para um usuário do Bitcoin Lightning Network ou trocar ativos CKB ou RGB++ por Bitcoin via Fiber.

Aqui está como o processo funciona: Suponha que Alice queira transferir CKB da Rede Fiber para Bob, que está na Rede Bitcoin Lightning. Ela pode fazer isso através de um intermediário entre domínios, Ingrid, que opera nós em ambas as redes. Ingrid age como uma ponte entre as duas redes. Alice paga CKB para Ingrid, e Ingrid envia Bitcoin para Bob.

Por exemplo, se Bob deseja receber 1 BTC, Alice e Ingrid concordam com uma taxa de câmbio de 1,1 CKB para 1 BTC. Alice envia 1,1 CKB para Ingrid, incluindo uma taxa de 0,1 CKB pelo serviço de Ingrid. Ingrid, então, envia 1 BTC para Bob através da Rede Lightning do Bitcoin. Usando o HTLC, a transação é segura - Ingrid deve saber a chave R de Bob para completar o pagamento. Isso garante que os fundos de Alice não sejam perdidos durante a transação, fornecendo uma maneira segura de realizar transferências entre redes.

Cenários de Aplicação

A Rede de Fibra, construída na Nervos CKB, demonstra um potencial significativo em modelos de negócios essenciais na indústria de criptomoedas, incluindo pagamentos entre cadeias, mineração de liquidez entre cadeias, empréstimos entre cadeias e bolsas de valores descentralizadas (DEX). O design técnico da rede fornece a base para operações eficientes e seguras nesses cenários.

Pagamentos entre Cadeias

Os pagamentos entre cadeias são um caso de uso-chave da Rede Fiber. Aproveitando os canais de pagamento off-chain e contratos HTLC, a Fiber permite pagamentos entre cadeias rápidos, de baixo custo e multi-moeda. Os usuários podem transferir instantaneamente ativos entre Bitcoin e outras redes (por exemplo, Nervos CKB) sem intermediários ou confiança de terceiros.

Por exemplo, o Usuário A pode transferir CKB ou outros ativos RGB++ suportados da rede Bitcoin para o Usuário B através do Fiber. Tecnicamente, o contrato HTLC garante a execução segura: o Usuário A bloqueia os fundos e inicia a transação, enquanto o Usuário B desbloqueia os fundos fornecendo o preimage de hash correto. Se o Usuário B não fizer isso dentro do tempo necessário, os fundos são automaticamente devolvidos ao Usuário A. A interoperabilidade do Fiber com a Rede Bitcoin Lightning expande ainda mais a cobertura de pagamento, suportando mais tipos de ativos e oferecendo maior flexibilidade.

Fonte:Nervos

Mineração de Liquidez Cross-Chain

Usando os canais intercadeia e o roteamento multi-hop do Fiber, os usuários podem fornecer liquidez para vários ativos de rede e ganhar recompensas.

Por exemplo, os usuários podem bloquear Bitcoin nos canais de pagamento da Fiber para fornecer liquidez para moedas meme ou outros tokens no ecossistema do Bitcoin, facilitando a emissão e negociação entre cadeias. Com os canais de pagamento fora da cadeia, os provedores de liquidez podem atualizar os estados do canal sem operações frequentes na cadeia, reduzindo os custos de transação e aprimorando a eficiência da liquidez. O serviço WatchTower da Fiber também oferece segurança monitorando os canais em tempo real e impedindo que atores maliciosos explorem estados desatualizados do canal.

Empréstimo Atômico entre Cadeias

A capacidade de troca intercadeia da Fiber permite que os usuários usem ativos mainstream como Bitcoin como garantia para emprestar stablecoins ou outros tokens na rede CKB ou em outras blockchains.

Neste cenário de empréstimo, os contratos HTLC desempenham um papel fundamental. Um mutuário bloqueia Bitcoin na rede Bitcoin e inicia uma transação de empréstimo. As stablecoins emprestadas são transferidas para a rede CKB através da Fiber. Os bloqueios de hash e tempo do HTLC garantem operações seguras e sem confiança - se a transação fora da cadeia falhar, os usuários podem recuperar com segurança seus ativos bloqueados por meio de contratos na cadeia. Essa estrutura estabelece um mercado descentralizado e sem permissões de empréstimo entre cadeias, removendo as limitações dos sistemas de empréstimo tradicionais.

Troca Descentralizada Cross-Chain (DEX)

Fiber também suporta trocas descentralizadas entre cadeias (DEX), permitindo aos usuários negociar ativos Bitcoin, CKB e RGB++ sem depender de serviços de correspondência centralizados.

Usando o roteamento multi-salto da Fiber, os usuários podem transferir ativos através de vários nós sem precisar de um canal de pagamento direto com a contraparte, aumentando a flexibilidade da transação. Os contratos HTLC garantem o processo de negociação bloqueando fundos com hash e bloqueios de tempo em cada nó, garantindo uma execução segura em cada etapa. Este recurso de negociação rápida e de baixo custo entre cadeias impulsiona a liquidez nos ecossistemas Bitcoin e CKB, impulsionando a expansão das aplicações DeFi.

Por meio dessas capacidades, a Rede de Fibra demonstra um forte potencial em pagamentos entre cadeias, mineração de liquidez, empréstimos e negociação descentralizada, tornando-se uma infraestrutura essencial para inovação e desenvolvimento nos ecossistemas Bitcoin e Nervos CKB.

Conclusão

Estado atual e perspectivas futuras

A Fiber Network concluiu o desenvolvimento do protótipo e lançou demonstrações que demonstram a funcionalidade básica entre dois nós, incluindo a abertura, atualização e fechamento de canais. Também validou a interoperabilidade entre cadeias com a Rede Lightning do Bitcoin. O código do projeto está disponível nos seguintes repositórios do GitHub:

• Rede de Fibra GitHub
• Fiber Scripts GitHub

Os planos futuros da equipe incluem o desenvolvimento de roteamento multi-hop e serviços WatchTower, melhorando as interfaces RPC e refinando os SDKs para facilitar o acesso mais fácil para os desenvolvedores.

Com base no algoritmo de Dijkstra, o protocolo de roteamento de vários saltos reduzirá as taxas de roteamento e aumentará a taxa de sucesso de pagamentos de vários saltos. Uma vez que a Fiber Network for lançada, a equipe otimizará os algoritmos de roteamento com base em dados de tráfego e operacionais em tempo real, oferecendo duas a três estratégias de roteamento para atender às preferências e necessidades dos usuários. A Fiber Network também introduzirá estratégias de pagamento de vários caminhos, dividindo pagamentos grandes em partes menores enviadas por diferentes caminhos para melhorar ainda mais as taxas de sucesso de pagamento.

O serviço WatchTower será fornecido por nós específicos da Fiber Network, que permanecerão online para monitorar anomalias de rede e proteger os ativos do canal. Eles também acompanharão os serviços de hub de cadeia cruzada para garantir transações bem-sucedidas com a Lightning Network, mesmo que os usuários estejam temporariamente offline.

Além disso, a equipe pretende aprimorar a Rede de Fibra implementando algoritmos que preservem a privacidade usando a programabilidade do CKB. Essas melhorias otimizarão os algoritmos de roteamento e os serviços WatchTower, reforçando a segurança e a confidencialidade das informações de pagamento dos usuários.

Considerações Finais

A Rede de Fibra, construída na Nervos CKB, oferece pagamentos e transações rápidas, de baixo custo e multi-moeda nos ecossistemas do Bitcoin e CKB. Seus canais de pagamento off-chain e roteamento multi-hop aumentam a velocidade das transações, reduzem os custos e suportam a interoperabilidade entre cadeias, melhorando a escalabilidade da rede e a liquidez dos ativos. A introdução de serviços de monitoramento também aumenta a segurança, estabelecendo uma base sólida para aplicações DeFi e fomentando a inovação no ecossistema. Em resumo, a Rede de Fibra é um projeto de infraestrutura crítico que impulsiona a eficiência e flexibilidade nos ecossistemas do Bitcoin e CKB.