Autor original: Fu Shaoqing, SatoshiLab, All Things Island BTC Studio
Prefácio
À medida que o preço do Bitcoin continua a subir, os nossos desenvolvedores técnicos no ecossistema Bitcoin sentem uma pressão constante. Cada vez que uma nova função baseada no ecossistema Bitcoin é projetada, cada vez que uma operação na cadeia Bitcoin é realizada, um preço econômico crescente (taxa de manuseio) será pago. No entanto, outros intervenientes no ecossistema Bitcoin, tais como investidores e mineiros, geralmente não têm tais problemas e esperam que o preço do Bitcoin continue a subir.
Existe uma maneira de evitar que o preço do Bitcoin suba descontroladamente? Vamos analisar os fatores que afetam o preço do Bitcoin e ver se conseguimos encontrar a resposta.
1. O que pode conter o aumento do preço do Bitcoin?
É muito difícil prever até que ponto o preço do Bitcoin subirá. Existem muitos fatores que afetam as mudanças de preços. Vejamos primeiro os factores que influenciam o preço do Bitcoin a partir de duas perspectivas, uma é uma perspectiva económica e a outra é uma perspectiva técnica.
1.1. Perspectiva econômica
Em economia, há uma conclusão: o preço de uma mercadoria não subirá nem cairá indefinidamente. Existem vários conhecimentos económicos relevantes: elasticidade de preços, oferta e procura de mercado, utilidade marginal e mecanismo de ajustamento de preços e outras teorias.
**Teoria da elasticidade de preços:**A elasticidade de preços é uma medida de quão sensível é a demanda por um bem ou serviço às mudanças no preço. Quando o preço muda, a elasticidade da demanda determina a relação entre preço e quantidade. Se a elasticidade da procura tende ao infinito (elasticidade perfeita), pequenas alterações no preço resultarão em grandes alterações na quantidade, evitando aumentos ou diminuições ilimitadas no preço.
O papel dos substitutos na elasticidade dos preços é influenciar a forma como os consumidores respondem às mudanças nos preços das mercadorias. Quando a elasticidade dos preços é elevada, os consumidores são mais propensos a procurar substitutos para substituir o produto original e são, portanto, mais sensíveis às alterações de preços. Se a presença e disponibilidade de substitutos for elevada, os consumidores poderão estar mais inclinados a mudar para o substituto, reduzindo assim a procura pelo bem original. Portanto, a existência de substitutos pode reduzir a elasticidade-preço do bem original. Por outro lado, se a disponibilidade de substitutos for baixa, os consumidores poderão ter mais dificuldade em encontrar substitutos e, portanto, reagir menos às alterações de preços e ter menor elasticidade de preços. Portanto, a disponibilidade e o grau de substituição de substitutos desempenham um papel importante na elasticidade de preços. **(Este artigo pensa principalmente na perspectiva de alternativas)
**Oferta e procura de mercado: **A oferta e a procura de mercado referem-se à relação entre a oferta e a procura de bens ou serviços. Quando a oferta e a procura do mercado estão desequilibradas, os preços serão ajustados para alcançar um equilíbrio entre a oferta e a procura. Quando os preços sobem, a oferta aumenta e a procura diminui, limitando novos aumentos de preços. vice-versa. (Este fator tem um impacto pequeno. O grande aspecto é que o número total de Bitcoins é fixo e o número de novos Bitcoins gerados a cada ano é limitado. Por outro lado, mesmo que as pessoas que possuem Bitcoins estejam dispostas a vender, o O número total de Bitcoins não será tão grande quanto o número de pessoas no mundo. Em termos de oferta, também é uma quantidade relativamente pequena e é difícil para o lado da oferta fazer grandes mudanças.)
**Teoria da utilidade marginal: **A teoria da utilidade marginal acredita que os consumidores têm utilidade marginal decrescente para bens ou serviços. Em outras palavras, à medida que o consumo aumenta, a satisfação trazida por cada unidade de consumo diminui gradativamente. Isto significa que o preço que os consumidores estão dispostos a pagar por unidade de um bem ou serviço também diminuirá, limitando assim aumentos ilimitados de preços. (A utilidade marginal tem um impacto óbvio nas pessoas que usam Bitcoin e é mais atraente para os investidores.)
**Mecanismo de ajuste de preços:**O mecanismo de ajuste de preços no mercado pode garantir que os preços flutuem dentro de uma determinada faixa. Um aumento de preços cria um incentivo para os fornecedores fornecerem mais bens ou serviços, ao mesmo tempo que reduz a procura do consumidor. A queda dos preços reduzirá a oferta dos fornecedores e aumentará a procura dos consumidores. Através do mecanismo de feedback da oferta e da procura, os preços no mercado ajustar-se-ão em conformidade para evitar aumentos ou diminuições ilimitadas. (Quando não há forma de aumentar a oferta, o consumo só pode ser reduzido. Se o consumo não puder ser reduzido, são encontrados substitutos.)
Estas teorias ajudam-nos a utilizar o conhecimento económico para compreender a formação e as alterações dos preços das matérias-primas e fornecem alguns princípios orientadores para os participantes no mercado. No entanto, o preço no mercado é afetado por muitos fatores, especialmente para o Bitcoin, uma coisa nova, que não é uma simples mercadoria comum. Não se pode simplesmente tirar conclusões com base em um único fator ou em vários fatores.
Mas o conhecimento económico dá-nos uma ideia importante: desde que sejam encontrados substitutos, o aumento do preço da mercadoria ("Bitcoin") pode ser suprimido.
1.2. Perspectiva técnica
Um substituto pode ser encontrado? Vejamos primeiro as características do Bitcoin. A imagem abaixo é meu resumo dos sistemas relacionados ao Bitcoin e à construção da segunda camada no artigo "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, você pode ver a arquitetura e o caminho de construção de futuras aplicações Web3.0 ".
Em primeiro lugar, a partir das três perspectivas do sistema blockchain, sistema distribuído e sistema centralizado, a capacidade do sistema blockchain de servir como um livro-razão confiável é algo que os outros dois sistemas não possuem. Se houver uma alternativa ao Bitcoin, ela também deverá emergir do sistema blockchain.
Em segundo lugar, quando compararmos o sistema Bitcoin com outros sistemas blockchain, descobriremos que o sistema Bitcoin é muito forte em capacidades de descentralização, segurança, privacidade e anticensura, mas ainda não melhorou nestes pontos. Você pode usar o lindo blockchain com ele. Se for encontrado um sistema blockchain que possa substituir o Bitcoin nessas características básicas, ele poderá substituir tecnicamente o sistema Bitcoin.
Deve-se notar que o sistema Bitcoin acumulou uma grande quantidade de fundos, muitas vezes referido como OldMoney.Mesmo que possa substituir tecnicamente o Bitcoin, será difícil abalar o domínio do Bitcoin no campo da moeda digital em um curto período de tempo.
Resumo: Do ponto de vista económico, se concluirmos que, enquanto encontrarmos alternativas ao Bitcoin, o aumento do preço do Bitcoin pode ser suprimido. Do ponto de vista técnico, se quisermos encontrar um substituto para o Bitcoin, precisamos procurá-lo na estrutura do sistema da cadeia, e as características básicas devem estar no mesmo nível do Bitcoin. Ainda não vimos o surgimento de tal sistema. Mesmo o Ethereum, atualmente a segunda maior moeda digital em termos de capitalização de mercado, não pode substituir o Bitcoin em termos de características básicas. Esta é parte da razão pela qual o Bitcoin é tão dominante, e também a razão pela qual a ecologia do Bitcoin se tornou um centro de popularidade novamente depois de ter algumas conquistas (Inscrição, segunda camada do Bitcoin).
Por que a descentralização, a segurança, a privacidade e a resistência à censura são tão importantes entre as características básicas do blockchain? O professor Hong Shuning deu explicações relevantes do ponto de vista da moeda, ou seja, para se tornar uma moeda digital aceitável em todo o mundo, precisa ter segurança, privacidade e resistência à censura. Um nível superior requer uma análise de uma perspectiva sociológica, o que está além do escopo deste artigo e das habilidades do autor. Mas isso importa, e muitas pessoas buscam os benefícios desses recursos.
2. Reexaminando o Bitcoin
Para encontrar alternativas ao Bitcoin, precisamos dar uma nova olhada no Bitcoin. Vejamos primeiro as características básicas do Bitcoin e seus principais problemas. Do ponto de vista do design em camadas, vejamos o posicionamento do Bitcoin na arquitetura de aplicativos web3.0 (uma camada de rede).
Antes de discutir os recursos básicos do Bitcoin, precisamos de alguns conhecimentos básicos sobre protocolos de consenso.
2.1. Conhecimento básico do algoritmo (ou protocolo) de consenso
Aqui, usamos principalmente PoW e PoS como introdução de casos. Na introdução, compararemos as diferenças entre PoW e PoS. Isso facilita a compreensão das características do algoritmo de consenso exigido pelas cadeias alternativas.
(1) A diferença entre algoritmo síncrono e algoritmo assíncrono
PoW é um algoritmo assíncrono.No mundo do PoW, todos os nós estão em um relacionamento competitivo, e o nó com a velocidade mais rápida produzirá blocos. Melhora a robustez de todo o sistema, sacrificando a eficiência geral do sistema. Enquanto houver um nó no sistema, o sistema poderá continuar em execução. Portanto, o PoW é livremente escalável e, teoricamente, não há limite máximo para o número de nós que ele pode suportar.
Todos os algoritmos PoS são algoritmos síncronos. O algoritmo PoS enfatiza a colaboração entre nós. Em termos de eficiência, ou em termos de velocidade de produção de blocos, será superior ao PoW. Mas o que sacrifica é o grau de descentralização: porque requer colaboração, precisa de atrair nós suficientes para votar em blocos candidatos. Enquanto não forem coletados votos de nós suficientes, não há como esse bloco ser emitido, portanto, é um algoritmo síncrono. No sistema PoS, a eficiência da produção de blocos é determinada pelo nó mais lento entre os nós que participam e votam com sucesso em todo o sistema.
(2) Complexidade do algoritmo e complexidade da comunicação
PoW é amplamente criticado por seu alto consumo de energia. De uma perspectiva algorítmica, reduz a complexidade da comunicação sacrificando a complexidade computacional. A complexidade do cálculo de hash é relativamente alta (e o cálculo repetido de hash requer muito consumo de energia). No entanto, pode-se dizer que a complexidade de comunicação do PoW é a mais baixa entre todos os algoritmos de consenso. Algoritmo PoS, como os nós estão em um relacionamento cooperativo, não precisa consumir muita eletricidade para calcular o Hash, portanto a complexidade computacional é relativamente baixa. No entanto, devido à necessidade de colaboração na comunicação de votação PoS, a sua complexidade de comunicação é muitas vezes proporcional ao quadrado do número de nós. Por exemplo, a complexidade de comunicação do algoritmo PBFT tradicional é O(N^ 2).
PoW possui a menor complexidade de comunicação e o maior grau de descentralização, recurso que está bem adaptado à situação atual de ambiente de rede restrito da Internet. É por isso que o Bitcoin conseguiu sobreviver e se desenvolver por tantos anos. Na verdade, houve centenas de tentativas diferentes antes disso, e apenas o Bitcoin se desenvolveu com a ajuda do algoritmo PoW.
(3) Comparação das capacidades económicas
O PoS protege o blockchain sem consumir grandes quantidades de eletricidade (estima-se que tanto o Bitcoin quanto o Ethereum 1.0 consomem mais de US$ 1 milhão por dia em custos de eletricidade e hardware como parte do mecanismo de consenso PoW).
Devido à falta de requisitos de alto consumo de energia, não há necessidade de emitir muitos tokens para incentivar os participantes a continuarem participando da rede. Teoricamente, é até possível haver uma emissão líquida negativa, onde uma parte das taxas de transação é consumida como combustível, reduzindo a oferta monetária ao longo do tempo.
A Prova de Participação PoS abre a porta para uma variedade de tecnologias projetadas usando mecanismos da teoria da concorrência para prevenir de forma mais eficaz a formação de gigantes centralizados que de outra forma seriam prejudiciais à rede se um fenômeno semelhante a um cartel no campo econômico fosse formado (por exemplo, , com base no comportamento de mineração privada do PoW).
O PoS reduz o risco de centralização porque não surgem economias de escala. US$ 10 milhões em moeda digital trarão US$ 1 milhão, US$ 100 trarão US$ 10 em retorno, ambos com retorno de 10%, sem quaisquer outros benefícios desproporcionais. Ao contrário do PoW, os participantes com mais vantagens financeiras podem comprar ou produzir melhores equipamentos e obter retornos generosos.Os participantes comuns são basicamente incapazes de obter retornos devido à sua fraqueza.
Várias formas de ataques de 51% podem ser evitadas usando penalidades econômicas, e essa capacidade do PoS é muito mais cara do que o PoW. Parafraseando Vlad Zamfir: “Se você participar de um ataque de 51%, é como se sua fazenda ASIC tivesse sido queimada”. O PoW apenas não produzirá lucros e não terá o efeito de queimar minas e máquinas de mineração.
2.2. Características básicas do Bitcoin
Não descreveremos as características gerais do blockchain do Bitcoin. Essas características são características que todos os sistemas blockchain terão, e também são as características do sistema blockchain nas três estruturas do sistema (sistema blockchain, sistema distribuído e sistema centralizado). Razões para insubstituibilidade.
(1) Capacidades notáveis proporcionadas por protocolos de consenso
Apontamos na Seção 1.2 que o sistema Bitcoin é forte em descentralização, segurança, privacidade e resistência à censura. Atualmente, não há blockchain que possa competir com ele nesses pontos. Essas características se devem basicamente ao protocolo de consenso. Como o protocolo de consenso do Bitcoin POW é um algoritmo assíncrono e tem baixa complexidade de comunicação, qualquer nó pode entrar e sair. Desta forma, a rede Bitcoin pode acomodar inúmeros nós. O grande número de nós torna o Bitcoin único Forte descentralização, segurança, privacidade e resistência à censura. Como pode ser visto na tabela da Seção 1.2, se as limitações da estrutura do sistema forem deixadas de lado, o sistema distribuído pode facilmente ter tais capacidades, mas é uma pena que o sistema distribuído não tenha a capacidade de registro do blockchain.
Por que outros sistemas blockchain PoW não alcançaram o status do Bitcoin? Embora existam muitas razões, Pow tem um importante efeito Matthew, ou seja, quanto maior o valor do sistema blockchain, maior o poder computacional que ele atrai, o que causa a falta de poder computacional suficiente para afetar a segurança de outros sistemas blockchain. Sem garantias.
(2) Olhando agora para as imperfeições do Bitcoin, pode-se entender que é a necessidade de um design em camadas
A partir do resumo imperfeito de Vitalik sobre o Bitcoin no white paper da Ethereum (sistema sem contas do UTXO, integridade da linguagem de execução não-Turing, baixa escalabilidade, etc.), podemos ver vários outros aspectos significativos do Bitcoin.
Sistema de conta Bitcoin UTXO
Nos projetos atuais de blockchain, existem dois métodos principais de manutenção de registros, um é o modelo de conta/saldo e o outro é o modelo UTXO. Bitcoin adota o modelo UTXO, enquanto Ethereum, EOS, etc. adotam o modelo de conta/saldo.
Numa carteira Bitcoin, normalmente podemos ver o saldo da conta, mas no sistema Bitcoin desenhado por Satoshi Nakamoto não existe o conceito de saldo. "Bitcoin Balance" é um produto derivado do aplicativo Bitcoin Wallet. UTXO (Unspent Transaction Outputs) é uma saída de transação não gasta, que é um conceito central na geração e verificação de transações Bitcoin. As transações formam um conjunto de estruturas de cadeia. Todas as transações legais de Bitcoin podem ser rastreadas até a saída de uma ou mais transações anteriores. A fonte dessas cadeias são as recompensas de mineração, e o final é a saída atual da transação não gasta.
Portanto não existe Bitcoin no mundo real, apenas UTXO. As transações Bitcoin são compostas de entradas e saídas de transações. Cada transação gasta uma entrada e produz uma saída, e a saída gerada é a "saída de transação não gasta", que é UTXO.
Se você deseja implementar contratos inteligentes, o modelo de conta UTXO apresenta grandes problemas. Gavin Wood, o designer do Ethereum Yellow Paper, tem um conhecimento muito profundo do UTXO. A maior novidade do Ethereum são os contratos inteligentes. Devido às considerações dos contratos inteligentes, é difícil para Gavin Wood implementar contratos inteligentes completos de Turing baseados em UTXO. O modelo de conta é naturalmente orientado a objetos e cada transação será registrada na conta correspondente (nonce++). Para facilitar o gerenciamento da conta, é introduzido um estado global e cada transação mudará esse estado global. Isto corresponde ao mundo real: cada pequena mudança mudará o mundo. Portanto, Ethereum usa um sistema de contas e, posteriormente, cadeias públicas são basicamente implementadas com base em vários tipos de sistemas de contas.
Outra falha grave do UTXO é que ele não pode fornecer controle preciso sobre o limite de saque da conta. Isso é explicado no white paper da Ethereum.
A linguagem de script do Bitcoin não é Turing completa
Embora a linguagem de script do Bitcoin possa suportar muitos cálculos, ela não pode suportar todos os cálculos. A principal falta é a linguagem de script do Bitcoin, que não possui instruções de loop e instruções de controle condicional. Portanto, dizemos: a linguagem de script Bitcoin não é Turing completa. Isto resulta em certas limitações da linguagem de script Bitcoin. É claro que, devido a essas limitações, os hackers não podem usar essa linguagem de script para escrever alguns loops infinitos (que causarão paralisia da rede) ou algum código malicioso que possa causar ataques DOS, evitando assim ataques DOS na rede Bitcoin. Os desenvolvedores do Bitcoin também acreditam que o blockchain principal não deveria ter a integridade Turing para evitar alguns ataques e congestionamentos de rede. Porém, é justamente por causa dessas limitações que a rede Bitcoin não consegue executar programas mais complexos. O objetivo de não suportar instruções de loop é evitar loops infinitos durante a confirmação da transação.
Sem a teoria do design em camadas, as razões para não apoiar a integridade de Turing para fins de segurança são insuficientes. Além disso, linguagens completas não-Turing podem fazer coisas muito limitadas, o que limitará o desenvolvimento e o crescimento do blockchain.
Outras imperfeições do Bitcoin, segurança e escalabilidade
O problema de centralização da mineração. O algoritmo de mineração Bitcoin basicamente permite que os mineradores alterem ligeiramente o cabeçalho do bloco dezenas de milhões de vezes até que o hash da versão modificada de um determinado nó seja menor que o valor alvo. No entanto, este algoritmo de mineração é suscetível a duas formas de ataques de centralização. Primeiro, para a tarefa especial de mineração de Bitcoin, o ecossistema de mineração é controlado por ASICs (Circuitos Integrados de Aplicação Específica) especialmente projetados e chips de computador que são milhares de vezes mais eficientes. Isto significa que a mineração de Bitcoins não é mais altamente descentralizada e igualitária, mas requer a participação efetiva de um enorme capital. Em segundo lugar, a maioria dos mineradores de Bitcoin não completa mais a verificação de bloco localmente, mas depende de pools de mineração centralizados para fornecer cabeçalhos de bloco. Este problema pode ser considerado sério, e os três principais pools de mineração atualmente controlam indiretamente cerca de 50% do poder de processamento da rede Bitcoin.
As questões de escalabilidade são uma questão importante para o Bitcoin. Com o Bitcoin, ele cresce cerca de 1 MB por hora. Se a rede Bitcoin processasse 2.000 transações Visa por segundo, cresceria 1 MB a cada três segundos (1 GB por hora, 8 TB por ano). O baixo número de transações também causou polêmica na comunidade Bitcoin. Embora grandes blockchains possam melhorar o desempenho, o problema é o risco de centralização.
Do ponto de vista do ciclo de vida do produto, algumas pequenas imperfeições do Bitcoin podem ser melhoradas em seu próprio sistema, mas os métodos de melhoria são limitados pelo sistema atual. Se estes problemas puderem ser resolvidos num novo sistema, não há necessidade de considerar as limitações do sistema antigo. Como um novo sistema blockchain será construído, ao projetar um novo sistema, essas pequenas melhorias funcionais também podem ser projetadas e atualizadas em conjunto.
A maioria das imperfeições do Bitcoin descritas no white paper da Ethereum são razoáveis se vistas de uma perspectiva de design em camadas. Essas imperfeições serão concluídas na construção da segunda camada do Bitcoin.
2.3 O calcanhar de Aquiles do Bitcoin
Aqui, contamos com a definição do professor Hong Shuning do problema ecológico do Bitcoin como o “calcanhar de Aquiles”: ou seja, quando o Bitcoin é reduzido pela metade a cada quatro anos, a recompensa do bloco diminuirá gradualmente até ser zero, o que fará com que a rede Bitcoin se desfaça. Haverá grandes problemas e ameaças à segurança.
A solução para o calcanhar de Aquiles do Bitcoin é desenvolver um grande número de aplicações no Bitcoin e reinjetar valor contínuo na rede, de modo que o aumento substancial nas taxas de manuseio possa compensar a redução nas recompensas do bloco, permitindo que os mineradores que mantêm a rede possam ganhe mais do que As recompensas dos blocos farão com que gradualmente mais renda dos mineiros venha do tratamento de recompensas de taxas. Isto não beneficiará apenas os mineradores, mas também as partes do projeto e os usuários de aplicativos que utilizam a tecnologia ecológica Bitcoin, criando uma situação vantajosa para vários atores do ecossistema. Esta situação ganha-ganha pode resolver o problema do calcanhar de Aquiles do Bitcoin.
Como importantes contribuidores da comunidade Bitcoin são relativamente conservadores (algumas pessoas chamam isso de fundamentalismo Bitcoin), nos primeiros dias, algumas pessoas tinham forte resistência à aplicação do Bitcoin. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia e dos aplicativos, depois que funções de emissão de ativos, como inscrições, são usadas por mais pessoas no Bitcoin, mais e mais pessoas começam a aceitar a ideia de desenvolver aplicativos no Bitcoin, e essa ideia foi aprimorada ainda mais para formam o pensamento sistemático e o caminho de construção da construção da rede de segunda camada do Bitcoin ou da construção fora da cadeia.
2.4. Vamos falar sobre design em camadas e a adequação do Bitcoin para construção de rede de camada um
Para entender melhor as características básicas do Bitcoin e a construção da aplicação do Bitcoin na Seção 2.2, também precisamos usar a teoria do design em camadas. Quanto ao motivo pelo qual o design em camadas é necessário, tenho uma introdução mais detalhada na seção 1.3 do artigo "Um artigo que revisa o sistema de conhecimento básico da construção da Camada 2 do Bitcoin". Aqui citamos apenas brevemente o conteúdo relevante: O design em camadas é um meio e uma metodologia para os humanos lidarem com sistemas complexos. Ao dividir o sistema em múltiplas estruturas hierárquicas e definir as relações e funções entre cada camada, o sistema é modularizado e manutenibilidade e escalabilidade , melhorando assim a eficiência e a confiabilidade do projeto do sistema.
Do ponto de vista do design em camadas, as imperfeições do Bitcoin (sistema sem contas do UTXO, integridade da linguagem de execução não-Turing e baixa escalabilidade) não são mais problemas. Em vez disso, eles são projetados como recursos necessários de uma rede em camadas. Esses sistemas blockchain excessivamente projetados são mais adequados para sobreviver como tecnologia de construção de segunda camada do Bitcoin ou outras tecnologias de cadeia de teste.
Do nível de arquitetura de aplicativos da Web3.0, também podemos ver o status do design em camadas e da rede de primeira camada do Bitcoin. Tenho uma introdução mais detalhada a este conteúdo no artigo "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, você pode ver a arquitetura e o caminho de construção de futuras aplicações Web3.0". Aqui citamos o diagrama de arquitetura do sistema de aplicativos de grande escala na era Web3.0 para explicar brevemente.
No diagrama de estrutura acima, podemos ver a primeira camada, a segunda camada, a terceira camada, ... da Web3.0 e até mesmo a estrutura do sistema dos aplicativos da camada superior. Os outros sistemas blockchain na extremidade esquerda da figura podem ser considerados da camada 1.5 porque não possuem as características da rede principal do Bitcoin, mas podem completar de forma independente certas funções do sistema.
Esta imagem nos dá uma ideia: a cadeia de substituição que procuramos está em um nível? Ou é substituído em um nível superior? Pessoalmente, acho que é muito difícil substituir o Bitcoin na primeira camada. Se olharmos para a segunda camada existente do Bitcoin, ela pode atender aos requisitos de várias características importantes e é improvável que se torne uma cadeia alternativa. Pode haver uma cadeia alternativa de 1,5 camadas entre a primeira e a segunda camadas do Bitcoin, mas as características dessa cadeia alternativa devem ser mais fortes do que outros sistemas blockchain e precisam estar em descentralização, segurança, privacidade e resistência. as capacidades estão quase no mesmo nível das capacidades do Bitcoin. Encontrado esse posicionamento, vamos descrever com mais detalhes os demais conteúdos dessa cadeia de substituição.
3. Cadeia alternativa Bitcoin
3.1.Se vai nascer definitivamente uma cadeia alternativa, quais são as suas características?
Na Seção 1.2 citamos um diagrama das características básicas da primeira camada do Bitcoin e das características da construção da segunda camada. Queremos encontrar um sistema blockchain que tenha características semelhantes ao Bitcoin e possa melhorar o fraco desempenho do Bitcoin (este deve ser um blockchain, porque a função de razão precisa ser confiável). Um breve resumo da frase de Chen: Espero que esta nova cadeia tenha essas excelentes características do Bitcoin (transparência pública, capacidade de descentralização, segurança, resistência à censura) e seja melhorada em termos de poder de computação, desempenho e custos econômicos, especialmente Os custos económicos podem ser reduzidos. Se não houver melhoria no poder e no desempenho da computação, é perfeitamente aceitável reduzir apenas o custo económico.
Então o novo blockchain desejado terá as seguintes características:
Se quisermos obter as características da nova cadeia na tabela acima, como serão os elementos técnicos de implementação desta nova cadeia? Um resumo aproximado é o seguinte:
(1) Algoritmo de criptografia: Manter o algoritmo de criptografia do Bitcoin pode atender às necessidades. Pode ser melhor se a assinatura Shnorr for usada diretamente.
(2) Protocolo de consenso: Para manter descentralização suficiente e acomodar mais nós para ingressar, só pode ser um algoritmo assíncrono com baixa complexidade de comunicação. Quais são esses algoritmos de consenso? É algum tipo de algoritmo PoW? Ou outros algoritmos semelhantes ao PoW?
(3) Tempo de bloqueio: não muito rápido, consulte as considerações de design do tempo de bloqueio do Bitcoin. Isso envolve a questão do ajuste da dificuldade do algoritmo.
(4) Tamanho do Blockchain: Isso pode levar em consideração os fatores de design do Bitcoin e os fatores de experiência que foram formados, bem como os fatores de desenvolvimento de software e hardware após o desenvolvimento da tecnologia. Você pode consultar o tamanho de armazenamento de 4 M.
(5) Tipo de conta: Deve ser usado o modelo UTXO ou o modelo de conta? Por precisar suportar construção de alto nível e sistemas distribuídos (semelhantes à Lightning Network), o uso do modelo UTXO será mais referencial e reduzirá a dificuldade de implementação de engenharia. Porque a Raiden Network on Ethereum (modelo de conta) pode ser um caso em que as coisas não vão bem.
(6) Poder computacional: Como a cadeia de substituição funciona no nível inferior, é muito provável que a completude de Turing não seja necessária. Porque o atual desenvolvimento tecnológico de Taproot, MAST e Tap no campo Bitcoin tem sido considerado capaz de atender às necessidades da cadeia subjacente. E se a segurança for garantida ao máximo, a completude de Turing pode ser abandonada.
(7) Concepção do modelo económico: Esta é uma questão relativamente complexa.Se o acordo de consenso puder ser determinado e as partes interessadas relevantes forem confirmadas, requisitos de concepção mais claros podem ser obtidos.
Questões como outras linguagens de programação e estruturas de transação são questões relativamente detalhadas e podem ser consideradas na fase de implementação sem afetar o julgamento das principais características da cadeia alternativa.
3.2 Onde nascerá a cadeia alternativa?
Esse sistema será completamente novo? É difícil para mim julgar pessoalmente e pode não ser necessário.
Referindo-se ao diagrama de arquitetura de aplicação da Web3.0, há uma grande probabilidade de que ela nasça em outros sistemas blockchain ou sistemas distribuídos. O nascimento de um sistema distribuído mencionado aqui é usar a arquitetura existente do sistema distribuído para criar um sistema blockchain baseado nesta arquitetura. Seria mais fácil usar Lightning Network ou Nostr? Como a estrutura dessas redes já possui muitos nós, seria mais fácil completá-la se algum tipo de protocolo de consenso pudesse ser gerado para permitir que esses nós fizessem algo e concluíssem o trabalho relacionado ao razão? Haverá mais situações ganha-ganha? As duas áreas mostradas nos círculos vermelhos abaixo:
3.3. Que tipo de equipe é adequada para fazer essa cadeia alternativa?
Se as duas áreas de nascimento descritas na secção anterior forem viáveis, então as equipas de projecto com experiência nestas duas áreas serão provavelmente construtoras.
Por um lado, procuramos sistemas semelhantes de outros sistemas blockchain. Atualmente podemos ver que algumas cadeias atendem às características da Seção 3.1. Uma coisa que precisa ser explicada é que o algoritmo de consenso de tal cadeia não pode ser o algoritmo PoW que compete com a rede principal do Bitcoin em poder de computação. Caso contrário, será difícil para tal cadeia garantir a segurança devido ao Efeito Matthew. . Sugere-se que algoritmos assíncronos também possuam algoritmos de prova baseados no espaço e no tempo, e sua complexidade de comunicação não seja alta. Portanto, o algoritmo de consenso assíncrono baseado em UTXO, com tempo de bloco e tamanho de bloco semelhantes ao Bitcoin, pode se tornar um candidato potencial. Tal sistema blockchain já existe e, para evitar suspeitas, o nome do projeto não será citado. Se pudéssemos tirar proveito de certos recursos da rede principal do Bitcoin, seria mais fácil surgir um sistema blockchain alternativo?
Por outro lado, se você considerar o uso dos nós atuais da Lightning Network ou dos nós Nostr para desenvolver novamente uma cadeia alternativa que satisfaça o algoritmo de consenso assíncrono do UTXO, também será uma ideia viável. Não há exploradores nesse sentido, mas deve haver viabilidade teórica.
Se existe uma equipe que pode partir de princípios básicos como Elon Mask, não há necessidade de confiar em experiências originais e conceitos tradicionais. Para usar os primeiros princípios para fazer as coisas, você pode seguir as etapas relevantes: definir o problema, decompor o problema, determinar os princípios básicos, praticar e verificar os resultados. Também é muito possível tornar-se o construtor desta cadeia alternativa.
4. Resumo
Este artigo é uma reflexão sobre o aumento contínuo dos preços do Bitcoin quando nossa equipe de projeto está desenvolvendo a tecnologia ecológica Bitcoin. A descrição e o conteúdo do artigo não são suficientemente completos, trata-se mais de contribuir com alguns materiais ideológicos para quem presta atenção a esta área.
Tento analisar a possibilidade de criação de uma cadeia alternativa ao Bitcoin do ponto de vista econômico e técnico. Em seguida, do ponto de vista das características básicas e do design em camadas do Bitcoin, resumimos as características do Bitcoin que podem ser usadas como uma camada de infraestrutura de rede. Por fim, são descritas as características e possíveis áreas de nascimento da cadeia alternativa, bem como possíveis equipes de construção. Espera-se que isso possa promover o surgimento de um sistema blockchain que possa substituir o Bitcoin até certo ponto, ou atrair mais pessoas para prestar atenção nessa direção.
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Reexaminando o Bitcoin: um preço muito alto levará à criação de uma nova cadeia alternativa
Autor original: Fu Shaoqing, SatoshiLab, All Things Island BTC Studio
Prefácio
À medida que o preço do Bitcoin continua a subir, os nossos desenvolvedores técnicos no ecossistema Bitcoin sentem uma pressão constante. Cada vez que uma nova função baseada no ecossistema Bitcoin é projetada, cada vez que uma operação na cadeia Bitcoin é realizada, um preço econômico crescente (taxa de manuseio) será pago. No entanto, outros intervenientes no ecossistema Bitcoin, tais como investidores e mineiros, geralmente não têm tais problemas e esperam que o preço do Bitcoin continue a subir.
Existe uma maneira de evitar que o preço do Bitcoin suba descontroladamente? Vamos analisar os fatores que afetam o preço do Bitcoin e ver se conseguimos encontrar a resposta.
1. O que pode conter o aumento do preço do Bitcoin?
É muito difícil prever até que ponto o preço do Bitcoin subirá. Existem muitos fatores que afetam as mudanças de preços. Vejamos primeiro os factores que influenciam o preço do Bitcoin a partir de duas perspectivas, uma é uma perspectiva económica e a outra é uma perspectiva técnica.
1.1. Perspectiva econômica
Em economia, há uma conclusão: o preço de uma mercadoria não subirá nem cairá indefinidamente. Existem vários conhecimentos económicos relevantes: elasticidade de preços, oferta e procura de mercado, utilidade marginal e mecanismo de ajustamento de preços e outras teorias.
**Teoria da elasticidade de preços:**A elasticidade de preços é uma medida de quão sensível é a demanda por um bem ou serviço às mudanças no preço. Quando o preço muda, a elasticidade da demanda determina a relação entre preço e quantidade. Se a elasticidade da procura tende ao infinito (elasticidade perfeita), pequenas alterações no preço resultarão em grandes alterações na quantidade, evitando aumentos ou diminuições ilimitadas no preço.
O papel dos substitutos na elasticidade dos preços é influenciar a forma como os consumidores respondem às mudanças nos preços das mercadorias. Quando a elasticidade dos preços é elevada, os consumidores são mais propensos a procurar substitutos para substituir o produto original e são, portanto, mais sensíveis às alterações de preços. Se a presença e disponibilidade de substitutos for elevada, os consumidores poderão estar mais inclinados a mudar para o substituto, reduzindo assim a procura pelo bem original. Portanto, a existência de substitutos pode reduzir a elasticidade-preço do bem original. Por outro lado, se a disponibilidade de substitutos for baixa, os consumidores poderão ter mais dificuldade em encontrar substitutos e, portanto, reagir menos às alterações de preços e ter menor elasticidade de preços. Portanto, a disponibilidade e o grau de substituição de substitutos desempenham um papel importante na elasticidade de preços. **(Este artigo pensa principalmente na perspectiva de alternativas)
**Oferta e procura de mercado: **A oferta e a procura de mercado referem-se à relação entre a oferta e a procura de bens ou serviços. Quando a oferta e a procura do mercado estão desequilibradas, os preços serão ajustados para alcançar um equilíbrio entre a oferta e a procura. Quando os preços sobem, a oferta aumenta e a procura diminui, limitando novos aumentos de preços. vice-versa. (Este fator tem um impacto pequeno. O grande aspecto é que o número total de Bitcoins é fixo e o número de novos Bitcoins gerados a cada ano é limitado. Por outro lado, mesmo que as pessoas que possuem Bitcoins estejam dispostas a vender, o O número total de Bitcoins não será tão grande quanto o número de pessoas no mundo. Em termos de oferta, também é uma quantidade relativamente pequena e é difícil para o lado da oferta fazer grandes mudanças.)
**Teoria da utilidade marginal: **A teoria da utilidade marginal acredita que os consumidores têm utilidade marginal decrescente para bens ou serviços. Em outras palavras, à medida que o consumo aumenta, a satisfação trazida por cada unidade de consumo diminui gradativamente. Isto significa que o preço que os consumidores estão dispostos a pagar por unidade de um bem ou serviço também diminuirá, limitando assim aumentos ilimitados de preços. (A utilidade marginal tem um impacto óbvio nas pessoas que usam Bitcoin e é mais atraente para os investidores.)
**Mecanismo de ajuste de preços:**O mecanismo de ajuste de preços no mercado pode garantir que os preços flutuem dentro de uma determinada faixa. Um aumento de preços cria um incentivo para os fornecedores fornecerem mais bens ou serviços, ao mesmo tempo que reduz a procura do consumidor. A queda dos preços reduzirá a oferta dos fornecedores e aumentará a procura dos consumidores. Através do mecanismo de feedback da oferta e da procura, os preços no mercado ajustar-se-ão em conformidade para evitar aumentos ou diminuições ilimitadas. (Quando não há forma de aumentar a oferta, o consumo só pode ser reduzido. Se o consumo não puder ser reduzido, são encontrados substitutos.)
Estas teorias ajudam-nos a utilizar o conhecimento económico para compreender a formação e as alterações dos preços das matérias-primas e fornecem alguns princípios orientadores para os participantes no mercado. No entanto, o preço no mercado é afetado por muitos fatores, especialmente para o Bitcoin, uma coisa nova, que não é uma simples mercadoria comum. Não se pode simplesmente tirar conclusões com base em um único fator ou em vários fatores.
Mas o conhecimento económico dá-nos uma ideia importante: desde que sejam encontrados substitutos, o aumento do preço da mercadoria ("Bitcoin") pode ser suprimido.
1.2. Perspectiva técnica
Um substituto pode ser encontrado? Vejamos primeiro as características do Bitcoin. A imagem abaixo é meu resumo dos sistemas relacionados ao Bitcoin e à construção da segunda camada no artigo "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, você pode ver a arquitetura e o caminho de construção de futuras aplicações Web3.0 ".
Em primeiro lugar, a partir das três perspectivas do sistema blockchain, sistema distribuído e sistema centralizado, a capacidade do sistema blockchain de servir como um livro-razão confiável é algo que os outros dois sistemas não possuem. Se houver uma alternativa ao Bitcoin, ela também deverá emergir do sistema blockchain.
Em segundo lugar, quando compararmos o sistema Bitcoin com outros sistemas blockchain, descobriremos que o sistema Bitcoin é muito forte em capacidades de descentralização, segurança, privacidade e anticensura, mas ainda não melhorou nestes pontos. Você pode usar o lindo blockchain com ele. Se for encontrado um sistema blockchain que possa substituir o Bitcoin nessas características básicas, ele poderá substituir tecnicamente o sistema Bitcoin.
Deve-se notar que o sistema Bitcoin acumulou uma grande quantidade de fundos, muitas vezes referido como OldMoney.Mesmo que possa substituir tecnicamente o Bitcoin, será difícil abalar o domínio do Bitcoin no campo da moeda digital em um curto período de tempo.
Resumo: Do ponto de vista económico, se concluirmos que, enquanto encontrarmos alternativas ao Bitcoin, o aumento do preço do Bitcoin pode ser suprimido. Do ponto de vista técnico, se quisermos encontrar um substituto para o Bitcoin, precisamos procurá-lo na estrutura do sistema da cadeia, e as características básicas devem estar no mesmo nível do Bitcoin. Ainda não vimos o surgimento de tal sistema. Mesmo o Ethereum, atualmente a segunda maior moeda digital em termos de capitalização de mercado, não pode substituir o Bitcoin em termos de características básicas. Esta é parte da razão pela qual o Bitcoin é tão dominante, e também a razão pela qual a ecologia do Bitcoin se tornou um centro de popularidade novamente depois de ter algumas conquistas (Inscrição, segunda camada do Bitcoin).
Por que a descentralização, a segurança, a privacidade e a resistência à censura são tão importantes entre as características básicas do blockchain? O professor Hong Shuning deu explicações relevantes do ponto de vista da moeda, ou seja, para se tornar uma moeda digital aceitável em todo o mundo, precisa ter segurança, privacidade e resistência à censura. Um nível superior requer uma análise de uma perspectiva sociológica, o que está além do escopo deste artigo e das habilidades do autor. Mas isso importa, e muitas pessoas buscam os benefícios desses recursos.
2. Reexaminando o Bitcoin
Para encontrar alternativas ao Bitcoin, precisamos dar uma nova olhada no Bitcoin. Vejamos primeiro as características básicas do Bitcoin e seus principais problemas. Do ponto de vista do design em camadas, vejamos o posicionamento do Bitcoin na arquitetura de aplicativos web3.0 (uma camada de rede).
Antes de discutir os recursos básicos do Bitcoin, precisamos de alguns conhecimentos básicos sobre protocolos de consenso.
2.1. Conhecimento básico do algoritmo (ou protocolo) de consenso
Aqui, usamos principalmente PoW e PoS como introdução de casos. Na introdução, compararemos as diferenças entre PoW e PoS. Isso facilita a compreensão das características do algoritmo de consenso exigido pelas cadeias alternativas.
(1) A diferença entre algoritmo síncrono e algoritmo assíncrono
PoW é um algoritmo assíncrono.No mundo do PoW, todos os nós estão em um relacionamento competitivo, e o nó com a velocidade mais rápida produzirá blocos. Melhora a robustez de todo o sistema, sacrificando a eficiência geral do sistema. Enquanto houver um nó no sistema, o sistema poderá continuar em execução. Portanto, o PoW é livremente escalável e, teoricamente, não há limite máximo para o número de nós que ele pode suportar.
Todos os algoritmos PoS são algoritmos síncronos. O algoritmo PoS enfatiza a colaboração entre nós. Em termos de eficiência, ou em termos de velocidade de produção de blocos, será superior ao PoW. Mas o que sacrifica é o grau de descentralização: porque requer colaboração, precisa de atrair nós suficientes para votar em blocos candidatos. Enquanto não forem coletados votos de nós suficientes, não há como esse bloco ser emitido, portanto, é um algoritmo síncrono. No sistema PoS, a eficiência da produção de blocos é determinada pelo nó mais lento entre os nós que participam e votam com sucesso em todo o sistema.
(2) Complexidade do algoritmo e complexidade da comunicação
PoW é amplamente criticado por seu alto consumo de energia. De uma perspectiva algorítmica, reduz a complexidade da comunicação sacrificando a complexidade computacional. A complexidade do cálculo de hash é relativamente alta (e o cálculo repetido de hash requer muito consumo de energia). No entanto, pode-se dizer que a complexidade de comunicação do PoW é a mais baixa entre todos os algoritmos de consenso. Algoritmo PoS, como os nós estão em um relacionamento cooperativo, não precisa consumir muita eletricidade para calcular o Hash, portanto a complexidade computacional é relativamente baixa. No entanto, devido à necessidade de colaboração na comunicação de votação PoS, a sua complexidade de comunicação é muitas vezes proporcional ao quadrado do número de nós. Por exemplo, a complexidade de comunicação do algoritmo PBFT tradicional é O(N^ 2).
PoW possui a menor complexidade de comunicação e o maior grau de descentralização, recurso que está bem adaptado à situação atual de ambiente de rede restrito da Internet. É por isso que o Bitcoin conseguiu sobreviver e se desenvolver por tantos anos. Na verdade, houve centenas de tentativas diferentes antes disso, e apenas o Bitcoin se desenvolveu com a ajuda do algoritmo PoW.
(3) Comparação das capacidades económicas
O PoS protege o blockchain sem consumir grandes quantidades de eletricidade (estima-se que tanto o Bitcoin quanto o Ethereum 1.0 consomem mais de US$ 1 milhão por dia em custos de eletricidade e hardware como parte do mecanismo de consenso PoW).
Devido à falta de requisitos de alto consumo de energia, não há necessidade de emitir muitos tokens para incentivar os participantes a continuarem participando da rede. Teoricamente, é até possível haver uma emissão líquida negativa, onde uma parte das taxas de transação é consumida como combustível, reduzindo a oferta monetária ao longo do tempo.
A Prova de Participação PoS abre a porta para uma variedade de tecnologias projetadas usando mecanismos da teoria da concorrência para prevenir de forma mais eficaz a formação de gigantes centralizados que de outra forma seriam prejudiciais à rede se um fenômeno semelhante a um cartel no campo econômico fosse formado (por exemplo, , com base no comportamento de mineração privada do PoW).
O PoS reduz o risco de centralização porque não surgem economias de escala. US$ 10 milhões em moeda digital trarão US$ 1 milhão, US$ 100 trarão US$ 10 em retorno, ambos com retorno de 10%, sem quaisquer outros benefícios desproporcionais. Ao contrário do PoW, os participantes com mais vantagens financeiras podem comprar ou produzir melhores equipamentos e obter retornos generosos.Os participantes comuns são basicamente incapazes de obter retornos devido à sua fraqueza.
Várias formas de ataques de 51% podem ser evitadas usando penalidades econômicas, e essa capacidade do PoS é muito mais cara do que o PoW. Parafraseando Vlad Zamfir: “Se você participar de um ataque de 51%, é como se sua fazenda ASIC tivesse sido queimada”. O PoW apenas não produzirá lucros e não terá o efeito de queimar minas e máquinas de mineração.
2.2. Características básicas do Bitcoin
Não descreveremos as características gerais do blockchain do Bitcoin. Essas características são características que todos os sistemas blockchain terão, e também são as características do sistema blockchain nas três estruturas do sistema (sistema blockchain, sistema distribuído e sistema centralizado). Razões para insubstituibilidade.
(1) Capacidades notáveis proporcionadas por protocolos de consenso
Apontamos na Seção 1.2 que o sistema Bitcoin é forte em descentralização, segurança, privacidade e resistência à censura. Atualmente, não há blockchain que possa competir com ele nesses pontos. Essas características se devem basicamente ao protocolo de consenso. Como o protocolo de consenso do Bitcoin POW é um algoritmo assíncrono e tem baixa complexidade de comunicação, qualquer nó pode entrar e sair. Desta forma, a rede Bitcoin pode acomodar inúmeros nós. O grande número de nós torna o Bitcoin único Forte descentralização, segurança, privacidade e resistência à censura. Como pode ser visto na tabela da Seção 1.2, se as limitações da estrutura do sistema forem deixadas de lado, o sistema distribuído pode facilmente ter tais capacidades, mas é uma pena que o sistema distribuído não tenha a capacidade de registro do blockchain.
Por que outros sistemas blockchain PoW não alcançaram o status do Bitcoin? Embora existam muitas razões, Pow tem um importante efeito Matthew, ou seja, quanto maior o valor do sistema blockchain, maior o poder computacional que ele atrai, o que causa a falta de poder computacional suficiente para afetar a segurança de outros sistemas blockchain. Sem garantias.
(2) Olhando agora para as imperfeições do Bitcoin, pode-se entender que é a necessidade de um design em camadas
A partir do resumo imperfeito de Vitalik sobre o Bitcoin no white paper da Ethereum (sistema sem contas do UTXO, integridade da linguagem de execução não-Turing, baixa escalabilidade, etc.), podemos ver vários outros aspectos significativos do Bitcoin.
Nos projetos atuais de blockchain, existem dois métodos principais de manutenção de registros, um é o modelo de conta/saldo e o outro é o modelo UTXO. Bitcoin adota o modelo UTXO, enquanto Ethereum, EOS, etc. adotam o modelo de conta/saldo.
Numa carteira Bitcoin, normalmente podemos ver o saldo da conta, mas no sistema Bitcoin desenhado por Satoshi Nakamoto não existe o conceito de saldo. "Bitcoin Balance" é um produto derivado do aplicativo Bitcoin Wallet. UTXO (Unspent Transaction Outputs) é uma saída de transação não gasta, que é um conceito central na geração e verificação de transações Bitcoin. As transações formam um conjunto de estruturas de cadeia. Todas as transações legais de Bitcoin podem ser rastreadas até a saída de uma ou mais transações anteriores. A fonte dessas cadeias são as recompensas de mineração, e o final é a saída atual da transação não gasta.
Portanto não existe Bitcoin no mundo real, apenas UTXO. As transações Bitcoin são compostas de entradas e saídas de transações. Cada transação gasta uma entrada e produz uma saída, e a saída gerada é a "saída de transação não gasta", que é UTXO.
Se você deseja implementar contratos inteligentes, o modelo de conta UTXO apresenta grandes problemas. Gavin Wood, o designer do Ethereum Yellow Paper, tem um conhecimento muito profundo do UTXO. A maior novidade do Ethereum são os contratos inteligentes. Devido às considerações dos contratos inteligentes, é difícil para Gavin Wood implementar contratos inteligentes completos de Turing baseados em UTXO. O modelo de conta é naturalmente orientado a objetos e cada transação será registrada na conta correspondente (nonce++). Para facilitar o gerenciamento da conta, é introduzido um estado global e cada transação mudará esse estado global. Isto corresponde ao mundo real: cada pequena mudança mudará o mundo. Portanto, Ethereum usa um sistema de contas e, posteriormente, cadeias públicas são basicamente implementadas com base em vários tipos de sistemas de contas.
Outra falha grave do UTXO é que ele não pode fornecer controle preciso sobre o limite de saque da conta. Isso é explicado no white paper da Ethereum.
Embora a linguagem de script do Bitcoin possa suportar muitos cálculos, ela não pode suportar todos os cálculos. A principal falta é a linguagem de script do Bitcoin, que não possui instruções de loop e instruções de controle condicional. Portanto, dizemos: a linguagem de script Bitcoin não é Turing completa. Isto resulta em certas limitações da linguagem de script Bitcoin. É claro que, devido a essas limitações, os hackers não podem usar essa linguagem de script para escrever alguns loops infinitos (que causarão paralisia da rede) ou algum código malicioso que possa causar ataques DOS, evitando assim ataques DOS na rede Bitcoin. Os desenvolvedores do Bitcoin também acreditam que o blockchain principal não deveria ter a integridade Turing para evitar alguns ataques e congestionamentos de rede. Porém, é justamente por causa dessas limitações que a rede Bitcoin não consegue executar programas mais complexos. O objetivo de não suportar instruções de loop é evitar loops infinitos durante a confirmação da transação.
Sem a teoria do design em camadas, as razões para não apoiar a integridade de Turing para fins de segurança são insuficientes. Além disso, linguagens completas não-Turing podem fazer coisas muito limitadas, o que limitará o desenvolvimento e o crescimento do blockchain.
O problema de centralização da mineração. O algoritmo de mineração Bitcoin basicamente permite que os mineradores alterem ligeiramente o cabeçalho do bloco dezenas de milhões de vezes até que o hash da versão modificada de um determinado nó seja menor que o valor alvo. No entanto, este algoritmo de mineração é suscetível a duas formas de ataques de centralização. Primeiro, para a tarefa especial de mineração de Bitcoin, o ecossistema de mineração é controlado por ASICs (Circuitos Integrados de Aplicação Específica) especialmente projetados e chips de computador que são milhares de vezes mais eficientes. Isto significa que a mineração de Bitcoins não é mais altamente descentralizada e igualitária, mas requer a participação efetiva de um enorme capital. Em segundo lugar, a maioria dos mineradores de Bitcoin não completa mais a verificação de bloco localmente, mas depende de pools de mineração centralizados para fornecer cabeçalhos de bloco. Este problema pode ser considerado sério, e os três principais pools de mineração atualmente controlam indiretamente cerca de 50% do poder de processamento da rede Bitcoin.
As questões de escalabilidade são uma questão importante para o Bitcoin. Com o Bitcoin, ele cresce cerca de 1 MB por hora. Se a rede Bitcoin processasse 2.000 transações Visa por segundo, cresceria 1 MB a cada três segundos (1 GB por hora, 8 TB por ano). O baixo número de transações também causou polêmica na comunidade Bitcoin. Embora grandes blockchains possam melhorar o desempenho, o problema é o risco de centralização.
Do ponto de vista do ciclo de vida do produto, algumas pequenas imperfeições do Bitcoin podem ser melhoradas em seu próprio sistema, mas os métodos de melhoria são limitados pelo sistema atual. Se estes problemas puderem ser resolvidos num novo sistema, não há necessidade de considerar as limitações do sistema antigo. Como um novo sistema blockchain será construído, ao projetar um novo sistema, essas pequenas melhorias funcionais também podem ser projetadas e atualizadas em conjunto.
A maioria das imperfeições do Bitcoin descritas no white paper da Ethereum são razoáveis se vistas de uma perspectiva de design em camadas. Essas imperfeições serão concluídas na construção da segunda camada do Bitcoin.
2.3 O calcanhar de Aquiles do Bitcoin
Aqui, contamos com a definição do professor Hong Shuning do problema ecológico do Bitcoin como o “calcanhar de Aquiles”: ou seja, quando o Bitcoin é reduzido pela metade a cada quatro anos, a recompensa do bloco diminuirá gradualmente até ser zero, o que fará com que a rede Bitcoin se desfaça. Haverá grandes problemas e ameaças à segurança.
A solução para o calcanhar de Aquiles do Bitcoin é desenvolver um grande número de aplicações no Bitcoin e reinjetar valor contínuo na rede, de modo que o aumento substancial nas taxas de manuseio possa compensar a redução nas recompensas do bloco, permitindo que os mineradores que mantêm a rede possam ganhe mais do que As recompensas dos blocos farão com que gradualmente mais renda dos mineiros venha do tratamento de recompensas de taxas. Isto não beneficiará apenas os mineradores, mas também as partes do projeto e os usuários de aplicativos que utilizam a tecnologia ecológica Bitcoin, criando uma situação vantajosa para vários atores do ecossistema. Esta situação ganha-ganha pode resolver o problema do calcanhar de Aquiles do Bitcoin.
Como importantes contribuidores da comunidade Bitcoin são relativamente conservadores (algumas pessoas chamam isso de fundamentalismo Bitcoin), nos primeiros dias, algumas pessoas tinham forte resistência à aplicação do Bitcoin. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia e dos aplicativos, depois que funções de emissão de ativos, como inscrições, são usadas por mais pessoas no Bitcoin, mais e mais pessoas começam a aceitar a ideia de desenvolver aplicativos no Bitcoin, e essa ideia foi aprimorada ainda mais para formam o pensamento sistemático e o caminho de construção da construção da rede de segunda camada do Bitcoin ou da construção fora da cadeia.
2.4. Vamos falar sobre design em camadas e a adequação do Bitcoin para construção de rede de camada um
Para entender melhor as características básicas do Bitcoin e a construção da aplicação do Bitcoin na Seção 2.2, também precisamos usar a teoria do design em camadas. Quanto ao motivo pelo qual o design em camadas é necessário, tenho uma introdução mais detalhada na seção 1.3 do artigo "Um artigo que revisa o sistema de conhecimento básico da construção da Camada 2 do Bitcoin". Aqui citamos apenas brevemente o conteúdo relevante: O design em camadas é um meio e uma metodologia para os humanos lidarem com sistemas complexos. Ao dividir o sistema em múltiplas estruturas hierárquicas e definir as relações e funções entre cada camada, o sistema é modularizado e manutenibilidade e escalabilidade , melhorando assim a eficiência e a confiabilidade do projeto do sistema.
Do ponto de vista do design em camadas, as imperfeições do Bitcoin (sistema sem contas do UTXO, integridade da linguagem de execução não-Turing e baixa escalabilidade) não são mais problemas. Em vez disso, eles são projetados como recursos necessários de uma rede em camadas. Esses sistemas blockchain excessivamente projetados são mais adequados para sobreviver como tecnologia de construção de segunda camada do Bitcoin ou outras tecnologias de cadeia de teste.
Do nível de arquitetura de aplicativos da Web3.0, também podemos ver o status do design em camadas e da rede de primeira camada do Bitcoin. Tenho uma introdução mais detalhada a este conteúdo no artigo "Observando a segunda camada do Bitcoin da perspectiva de uma máquina de estado, você pode ver a arquitetura e o caminho de construção de futuras aplicações Web3.0". Aqui citamos o diagrama de arquitetura do sistema de aplicativos de grande escala na era Web3.0 para explicar brevemente.
No diagrama de estrutura acima, podemos ver a primeira camada, a segunda camada, a terceira camada, ... da Web3.0 e até mesmo a estrutura do sistema dos aplicativos da camada superior. Os outros sistemas blockchain na extremidade esquerda da figura podem ser considerados da camada 1.5 porque não possuem as características da rede principal do Bitcoin, mas podem completar de forma independente certas funções do sistema.
Esta imagem nos dá uma ideia: a cadeia de substituição que procuramos está em um nível? Ou é substituído em um nível superior? Pessoalmente, acho que é muito difícil substituir o Bitcoin na primeira camada. Se olharmos para a segunda camada existente do Bitcoin, ela pode atender aos requisitos de várias características importantes e é improvável que se torne uma cadeia alternativa. Pode haver uma cadeia alternativa de 1,5 camadas entre a primeira e a segunda camadas do Bitcoin, mas as características dessa cadeia alternativa devem ser mais fortes do que outros sistemas blockchain e precisam estar em descentralização, segurança, privacidade e resistência. as capacidades estão quase no mesmo nível das capacidades do Bitcoin. Encontrado esse posicionamento, vamos descrever com mais detalhes os demais conteúdos dessa cadeia de substituição.
3. Cadeia alternativa Bitcoin
3.1.Se vai nascer definitivamente uma cadeia alternativa, quais são as suas características?
Na Seção 1.2 citamos um diagrama das características básicas da primeira camada do Bitcoin e das características da construção da segunda camada. Queremos encontrar um sistema blockchain que tenha características semelhantes ao Bitcoin e possa melhorar o fraco desempenho do Bitcoin (este deve ser um blockchain, porque a função de razão precisa ser confiável). Um breve resumo da frase de Chen: Espero que esta nova cadeia tenha essas excelentes características do Bitcoin (transparência pública, capacidade de descentralização, segurança, resistência à censura) e seja melhorada em termos de poder de computação, desempenho e custos econômicos, especialmente Os custos económicos podem ser reduzidos. Se não houver melhoria no poder e no desempenho da computação, é perfeitamente aceitável reduzir apenas o custo económico.
Então o novo blockchain desejado terá as seguintes características:
Se quisermos obter as características da nova cadeia na tabela acima, como serão os elementos técnicos de implementação desta nova cadeia? Um resumo aproximado é o seguinte:
(1) Algoritmo de criptografia: Manter o algoritmo de criptografia do Bitcoin pode atender às necessidades. Pode ser melhor se a assinatura Shnorr for usada diretamente.
(2) Protocolo de consenso: Para manter descentralização suficiente e acomodar mais nós para ingressar, só pode ser um algoritmo assíncrono com baixa complexidade de comunicação. Quais são esses algoritmos de consenso? É algum tipo de algoritmo PoW? Ou outros algoritmos semelhantes ao PoW?
(3) Tempo de bloqueio: não muito rápido, consulte as considerações de design do tempo de bloqueio do Bitcoin. Isso envolve a questão do ajuste da dificuldade do algoritmo.
(4) Tamanho do Blockchain: Isso pode levar em consideração os fatores de design do Bitcoin e os fatores de experiência que foram formados, bem como os fatores de desenvolvimento de software e hardware após o desenvolvimento da tecnologia. Você pode consultar o tamanho de armazenamento de 4 M.
(5) Tipo de conta: Deve ser usado o modelo UTXO ou o modelo de conta? Por precisar suportar construção de alto nível e sistemas distribuídos (semelhantes à Lightning Network), o uso do modelo UTXO será mais referencial e reduzirá a dificuldade de implementação de engenharia. Porque a Raiden Network on Ethereum (modelo de conta) pode ser um caso em que as coisas não vão bem.
(6) Poder computacional: Como a cadeia de substituição funciona no nível inferior, é muito provável que a completude de Turing não seja necessária. Porque o atual desenvolvimento tecnológico de Taproot, MAST e Tap no campo Bitcoin tem sido considerado capaz de atender às necessidades da cadeia subjacente. E se a segurança for garantida ao máximo, a completude de Turing pode ser abandonada.
(7) Concepção do modelo económico: Esta é uma questão relativamente complexa.Se o acordo de consenso puder ser determinado e as partes interessadas relevantes forem confirmadas, requisitos de concepção mais claros podem ser obtidos.
Questões como outras linguagens de programação e estruturas de transação são questões relativamente detalhadas e podem ser consideradas na fase de implementação sem afetar o julgamento das principais características da cadeia alternativa.
3.2 Onde nascerá a cadeia alternativa?
Esse sistema será completamente novo? É difícil para mim julgar pessoalmente e pode não ser necessário.
Referindo-se ao diagrama de arquitetura de aplicação da Web3.0, há uma grande probabilidade de que ela nasça em outros sistemas blockchain ou sistemas distribuídos. O nascimento de um sistema distribuído mencionado aqui é usar a arquitetura existente do sistema distribuído para criar um sistema blockchain baseado nesta arquitetura. Seria mais fácil usar Lightning Network ou Nostr? Como a estrutura dessas redes já possui muitos nós, seria mais fácil completá-la se algum tipo de protocolo de consenso pudesse ser gerado para permitir que esses nós fizessem algo e concluíssem o trabalho relacionado ao razão? Haverá mais situações ganha-ganha? As duas áreas mostradas nos círculos vermelhos abaixo:
3.3. Que tipo de equipe é adequada para fazer essa cadeia alternativa?
Se as duas áreas de nascimento descritas na secção anterior forem viáveis, então as equipas de projecto com experiência nestas duas áreas serão provavelmente construtoras.
Por um lado, procuramos sistemas semelhantes de outros sistemas blockchain. Atualmente podemos ver que algumas cadeias atendem às características da Seção 3.1. Uma coisa que precisa ser explicada é que o algoritmo de consenso de tal cadeia não pode ser o algoritmo PoW que compete com a rede principal do Bitcoin em poder de computação. Caso contrário, será difícil para tal cadeia garantir a segurança devido ao Efeito Matthew. . Sugere-se que algoritmos assíncronos também possuam algoritmos de prova baseados no espaço e no tempo, e sua complexidade de comunicação não seja alta. Portanto, o algoritmo de consenso assíncrono baseado em UTXO, com tempo de bloco e tamanho de bloco semelhantes ao Bitcoin, pode se tornar um candidato potencial. Tal sistema blockchain já existe e, para evitar suspeitas, o nome do projeto não será citado. Se pudéssemos tirar proveito de certos recursos da rede principal do Bitcoin, seria mais fácil surgir um sistema blockchain alternativo?
Por outro lado, se você considerar o uso dos nós atuais da Lightning Network ou dos nós Nostr para desenvolver novamente uma cadeia alternativa que satisfaça o algoritmo de consenso assíncrono do UTXO, também será uma ideia viável. Não há exploradores nesse sentido, mas deve haver viabilidade teórica.
Se existe uma equipe que pode partir de princípios básicos como Elon Mask, não há necessidade de confiar em experiências originais e conceitos tradicionais. Para usar os primeiros princípios para fazer as coisas, você pode seguir as etapas relevantes: definir o problema, decompor o problema, determinar os princípios básicos, praticar e verificar os resultados. Também é muito possível tornar-se o construtor desta cadeia alternativa.
4. Resumo
Este artigo é uma reflexão sobre o aumento contínuo dos preços do Bitcoin quando nossa equipe de projeto está desenvolvendo a tecnologia ecológica Bitcoin. A descrição e o conteúdo do artigo não são suficientemente completos, trata-se mais de contribuir com alguns materiais ideológicos para quem presta atenção a esta área.
Tento analisar a possibilidade de criação de uma cadeia alternativa ao Bitcoin do ponto de vista econômico e técnico. Em seguida, do ponto de vista das características básicas e do design em camadas do Bitcoin, resumimos as características do Bitcoin que podem ser usadas como uma camada de infraestrutura de rede. Por fim, são descritas as características e possíveis áreas de nascimento da cadeia alternativa, bem como possíveis equipes de construção. Espera-se que isso possa promover o surgimento de um sistema blockchain que possa substituir o Bitcoin até certo ponto, ou atrair mais pessoas para prestar atenção nessa direção.