Bitcoin, referido como BTC, é um sistema de criptomoeda de código aberto baseado no consenso descentralizado do blockchain e operado por meio de comunicação em rede peer-to-peer. É mantido em conjunto por redes de computadores e nós ao redor do mundo. No entanto, à medida que a comunidade ecológica e de criptografia continua a se desenvolver e expandir, a tecnologia BTC inicial não pode mais atender às necessidades dos usuários para a escalabilidade do sistema de criptomoeda. Modificar diretamente o protocolo subjacente do BTC não é apenas complexo, mas também enfrenta grande resistência da comunidade, aumenta os riscos do sistema e pode desencadear bifurcações duras e divisões na comunidade. Portanto, a solução BTC Layer 2 tornou-se uma escolha mais adequada - construindo uma nova camada, é compatível com o BTC sem mudar o BTC e atende às necessidades dos usuários para escalabilidade. A equipe de segurança do Chainsource analisou abrangentemente a segurança do BTC Layer 2 a partir de múltiplos aspectos, como soluções L2, medidas de proteção e desenvolvimento futuro, esperando fornecer uma referência valiosa para todos.

BTC soluções de Camada 2 e possíveis problemas de segurança

BTC Layer2 refere-se à tecnologia de expansão da segunda camada do Bitcoin (BTC). Esse tipo de tecnologia tem como objetivo aumentar a velocidade das transações do Bitcoin, reduzir as taxas de processamento, aumentar a escalabilidade e resolver uma série de problemas enfrentados pelo BTC. Atualmente, existem muitas soluções de camada 2 do BTC, sendo as mais conhecidas a Lightning Network, Rootstock, Stacks, etc. Além disso, alguns projetos e protocolos como Liquid, Rollkit e RGB também possuem determinados cenários de uso.

1. Rede Lightning

A Lightning Network é provavelmente a solução de Camada 2 mais conhecida para BTC. Opera como uma rede off-chain, permitindo que os participantes realizem transações rápidas e de baixo custo sem registrar cada transação na blockchain do Bitcoin. Ao criar uma rede de canais de pagamento, a Lightning Network permite microtransações e reduz significativamente a congestão na main chain. Cenários de uso:

Pagamentos micropayments/ponto-a-ponto/comércio eletrônico e transações de varejo para criadores de conteúdo. Recursos principais:

• Pagamentos instantâneos: As transações são liquidadas imediatamente.
• Taxas Baixas: Taxas muito baixas, adequadas para microtransações.
• Escalabilidade: Capacidade de processar milhões de transações por segundo.

Pergunta de segurança:

• Ataques de canal: A Lightning Network depende de canais de pagamento, que podem ser atacados por invasores usando transações obsoletas ou fechamentos fraudulentos de canais.
• Problemas de liquidez: Se os fundos estiverem concentrados em poucos nós, esses nós podem se tornar alvos de ataques, resultando em uma rede menos descentralizada.
• Ataques de divisão de rede Um atacante pode tentar dividir a rede, fazendo com que diferentes partes da rede se tornem dessincronizadas.

2.Rootstock (RSK) Rootstock, referido como RSK, é uma plataforma de contrato inteligente construída em Bitcoin. Ele aproveita a segurança do Bitcoin enquanto suporta contratos inteligentes compatíveis com Ethereum. A RSK opera como uma sidechain do Bitcoin, usando um mecanismo de peg bidirecional para permitir que o BTC flua entre a rede Bitcoin e o blockchain RSK. Cenários de uso: aplicações de finanças descentralizadas (DeFi)/emissão de tokens na rede Bitcoin/aplicações cross-chain. Principais características:

• Contrato inteligente: compatível com Ethereum e suporta aplicativos DeFi.
• Mineração Federada: Os mineradores de Bitcoin podem minerar RSK ao mesmo tempo, aumentando a segurança da rede.
• Interoperabilidade: conectando o Bitcoin com funcionalidades semelhantes ao Ethereum.

Pergunta de segurança:

• Gasto duplo: RSK como uma sidechain pode estar sujeita a um ataque de gasto duplo em certas circunstâncias, especialmente ao transferir BTC entre Bitcoin e RSK.
• Vulnerabilidades de contratos inteligentes: A RSK permite a implantação de contratos inteligentes, o que a expõe a riscos semelhantes de vulnerabilidades de contratos inteligentes como o Ethereum, como ataques de reentrância, estouro de inteiros, etc.

3.StacksStacks é uma solução única de Camada 2 que traz contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (dApps) para o Bitcoin. Ao contrário de outras Camadas 2, o Stacks introduz um novo mecanismo de consenso - Proof of Transfer (PoX), que ancora as transações do Stacks no blockchain do Bitcoin. Cenários de uso: plataforma lNFT/serviços de finanças descentralizadas (DeFi)/soluções de governança e identidade. Principais características:

• Contratos Inteligentes: Clarity, uma linguagem de segurança projetada para contratos inteligentes previsíveis.

Âncora do Bitcoin: as transações são garantidas pelo Bitcoin.

• Aplicativos descentralizados (dApps): permitem que os desenvolvedores criem aplicativos descentralizados no Bitcoin.

Cenários de uso: plataforma lNFT/serviços de finanças descentralizadas (DeFi)/soluções de governança e identidade. Questão de segurança:

• Ataques de consenso: Desde PoX, o mecanismo de consenso do Stacks, depende da rede Bitcoin, os atacantes podem tentar afetar o consenso do Stacks manipulando a rede Bitcoin.

• Vulnerabilidades de contrato inteligente: Semelhante a outras plataformas de contrato inteligente, o Stacks enfrenta vulnerabilidades potenciais no código do contrato inteligente.

  4. LiquidLiquid é uma solução de Camada 2 baseada em sidechain dedicada a melhorar a velocidade e a privacidade das transações de Bitcoin. Desenvolvido pela Blockstream, o Liquid é ideal para traders e exchanges, permitindo liquidações mais rápidas e transações confidenciais. Cenários de uso: negociação de alta frequência/pagamento transfronteiriço/emissão de ativos tokenizados. Principais características:

• Transações confidenciais: o valor da transação é ocultado para aumentar a privacidade.
• Rápida liquidação: As transações são liquidadas em aproximadamente 2 minutos.
• Emissão de Ativos: Permite a criação de ativos digitais na rede Bitcoin.

Pergunta de segurança:

• Riscos de Dependência da Mainchain: O Liquid, como uma side chain, depende da segurança da rede principal do Bitcoin. Quaisquer ataques ou vulnerabilidades na rede principal podem afetar o Liquid.
• Risco de privacidade: Embora a Liquid suporte transações confidenciais, a privacidade ainda pode ser comprometida se as chaves não forem gerenciadas corretamente.

5. Rollkit Rollkit é um projeto emergente que tem como objetivo trazer Rollups, uma solução de dimensionamento popular no ecossistema Ethereum, para o Bitcoin. Rollups agregam várias transações em um lote que é então enviado para o blockchain do Bitcoin, reduzindo a carga da rede e diminuindo as taxas. Cenários de uso: aplicativos DeFi escaláveis / agregação de micropagamentos / aplicativos descentralizados de alto rendimento. Características principais:

• Escalabilidade: Aumentar drasticamente o volume de transações.
• Eficiência de custo: Reduza as taxas processando transações em lotes.
• Segurança: Herdar o modelo de segurança do Bitcoin.

Pergunta de segurança:

• Ataques de Disponibilidade de Dados: No esquema Rollups, se os dados estiverem indisponíveis, o verificador pode não ser capaz de verificar a validade da transação.
• Questões de incentivo econômico: Rollups precisam projetar um mecanismo de incentivo econômico forte para evitar que os participantes tentem obter benefícios por meios injustos.

6.RGBRGB é um sistema de contrato inteligente que utiliza o modelo UTXO do Bitcoin. Ele é projetado para suportar contratos inteligentes complexos, mantendo a privacidade e escalabilidade do Bitcoin. A RGB se concentra na criação de um ambiente off-chain onde os contratos inteligentes podem ser executados com o mínimo de impacto na cadeia principal. Cenários de uso: tokenização de ativos/aplicativos de privacidade/desenvolvimento de contratos inteligentes flexíveis. Principais características:

• Com base em UTXO: Mantendo as características de segurança e privacidade do Bitcoin.
• Execução off-chain: Minimizar a ocupação on-chain.
• Personalização: suporta uma ampla gama de cenários de aplicação de contratos inteligentes.

Pergunta de segurança:

• Risco de complexidade de contratos inteligentes: Os contratos inteligentes nos sistemas RGB podem ser muito complexos, levando a uma maior potencial de vulnerabilidades de segurança.
• Problemas de credibilidade na execução off-chain: RGB depende do ambiente off-chain para a execução de contratos inteligentes. Se o ambiente de execução for atacado ou manipulado, a segurança do contrato pode ser afetada.

Medidas de segurança existentesA solução Layer 2 do BTC mostra grande potencial para melhorar a escalabilidade e funcionalidade da rede Bitcoin, mas também introduz um novo conjunto de desafios de segurança. A segurança se tornará um dos principais fatores para seu sucesso e adoção generalizada. Para lidar com os riscos potenciais de segurança, o BTC Layer2 pode tomar as seguintes precauções de segurança principais:

• Segurança do canal e proteção financeira

Multisig & Timelocks (Multisig & Timelocks): Assim como na Lightning Network, os fundos geralmente são armazenados em endereços multi-assinatura e os fundos só podem ser transferidos após todas as partes relevantes chegarem a um consenso. O mecanismo de bloqueio de tempo garante que, em caso de disputa, os fundos não fiquem permanentemente bloqueados e possam eventualmente ser devolvidos ao proprietário. Confiabilidade das transações off-chain: Ao usar transações off-chain, os usuários podem realizar transações rapidamente, mas essas transações ainda precisam ser sincronizadas regularmente com a main chain para evitar gastos duplos ou perda de fundos.

• Mecanismos à prova de fraude e contestação

Provas de Fraude: Em algumas soluções de Camada 2 (como o Rollup), provas de fraude são usadas para detectar e responder a operações maliciosas. Por exemplo, se uma parte tenta enviar uma atualização de status inválida, outros participantes podem desafiá-la com uma prova de fraude para evitar que transações inválidas sejam enviadas para a cadeia. Período de Desafio: Dê aos usuários um período de tempo para revisar e desafiar transações suspeitas, melhorando assim a segurança da rede.

• Robustez de rede e protocolo

Atualizações de protocolo e auditorias: Os protocolos são regularmente revisados e atualizados para corrigir vulnerabilidades conhecidas e aprimorar a segurança. Por exemplo, no Rootstock ou Stacks, auditorias de código e revisões da comunidade são cruciais para manter os contratos inteligentes seguros. Nós operacionais descentralizados: Ao aumentar o grau de distribuição de nós, a possibilidade de falha em ponto único na rede é reduzida, melhorando assim a resistência da rede a ataques.

• Privacidade e proteção de dados

Comunicações criptografadas: Garantir que as comunicações entre todos os participantes sejam criptografadas, evitando ataques de homem-no-meio ou vazamentos de dados. Provas de conhecimento zero: Em algumas soluções de Camada 2, provas de conhecimento zero são introduzidas para aprimorar a privacidade e segurança e evitar vazamento de informações sensíveis das partes da transação.

• Educação do Usuário e Aviso de Risco

Melhore a conscientização de segurança do usuário: Eduque os usuários sobre os riscos das redes de Camada 2 e incentive-os a usar carteiras confiáveis e métodos operacionais seguros. Aviso de risco: Ao usar soluções de Camada 2, os usuários são lembrados dos possíveis riscos, como a complexidade de transações fora da cadeia ou disputas quando os canais são fechados.

• Segurança das transações off-chain

State Channel Security: Garanta a integridade do status off-chain e envie regularmente atualizações de status para a cadeia principal para reduzir o risco de roubo ou fraude de fundos. Essas medidas trabalham juntas para garantir a segurança da rede de segunda camada do Bitcoin e fornecer aos usuários um ambiente de negociação confiável e escalável.

Tendências futuras de desenvolvimento de segurança

A indústria está mudando rapidamente, e novas Camada 2 de BTC nascem a cada segundo, mas o que permanece inalterado é a tendência inevitável do desenvolvimento do ecossistema BTC em direção à segunda camada. BTC é um trem que todos querem pegar. Apesar dos desafios, o futuro do ecossistema BTC está cheio de possibilidades infinitas. De um consenso de distribuição justa a uma solução de escalabilidade baseada em inscrição, até uma solução de escalabilidade totalmente madura que busca forte segurança compartilhada com BTC, o ecossistema Bitcoin está passando por mudanças históricas:

• Destravando o mercado DeFi: Ao habilitar recursos como soluções de Camada 2 compatíveis com EVM, o Bitcoin pode acessar o mercado DeFi de vários bilhões de dólares. Isso não apenas expande a utilidade do Bitcoin, mas também destrava novos mercados financeiros que anteriormente eram acessíveis apenas por meio do Ethereum e de blockchains programáveis semelhantes.
• Cenários de uso expandidos: Essas plataformas de Camada 2 não apenas suportam transações financeiras, mas também suportam várias aplicações em áreas como finanças, jogos, NFT ou sistemas de identidade, expandindo assim bastante o escopo original do Bitcoin como uma moeda simples

A rede de segunda camada usa prova de conhecimento zero para melhorar a segurança, a tecnologia Rollup melhora a escalabilidade, a prova de fraude garante a segurança de suas transações, etc. Essas tecnologias não só devem melhorar significativamente a escalabilidade e eficiência da rede BTC, mas também introduzir novos tipos de ativos e métodos de transação, abrindo novas oportunidades para usuários e desenvolvedores. No entanto, alcançar com sucesso esses objetivos requer um esforço conjunto de consenso da comunidade, maturidade técnica e validação prática. Na busca pelas soluções L2 mais eficazes, a segurança, a descentralização e a otimização da experiência do usuário continuarão sendo as principais prioridades. Olhando para o futuro, com o avanço tecnológico e a colaboração da comunidade, a tecnologia BTC L2 deve liberar um novo potencial no ecossistema do Bitcoin e trazer mais inovação e valor para o mundo das criptomoedas.

Conclusão

A enorme demanda do mercado e a livre concorrência no mercado certamente darão origem à inovação tecnológica. O futuro das soluções L2 está intimamente relacionado ao desenvolvimento geral da tecnologia blockchain. Através de uma análise aprofundada das soluções Layer2 do BTC e dos potenciais desafios de segurança, revelamos os riscos que ele enfrenta em contratos inteligentes, verificação de identidade, proteção de dados e muito mais. Embora atualmente existam várias medidas de proteção em vigor, com o contínuo desenvolvimento da tecnologia, o BTC Layer2 ainda precisa continuar inovando em áreas como tecnologia ZK, segurança entre cadeias e até mesmo criptografia quântica para lidar com desafios futuros de segurança. À medida que a tecnologia blockchain amadurece ainda mais, podemos esperar mais inovação e mudanças ocorrerem. Primeiro, à medida que a tecnologia continua a amadurecer e se padronizar, as soluções L2 serão mais estáveis e confiáveis. Segundo, à medida que o ecossistema continua a se expandir, o Bitcoin será aplicado em mais cenários e setores, promovendo ainda mais o desenvolvimento de toda a indústria de criptomoedas. No geral, o lançamento intensivo da mainnet do projeto Bitcoin Layer 2 marca um novo marco para a rede Bitcoin.

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