«Ми очікуємо, що наступний цикл експоненціального зростання блокчейна стане результатом широкомасштабного застосування біткойна».

З офіційним заснуванням лабораторії Satoshi Lab, яку спільно спонсорують Web3 Labs і Waterdrip Capital, у Гонконзі, дискусії про екосистему біткойнів поступово зростають на всьому ринку криптовалют. Використання рішень верифікації на стороні клієнта для створення смарт-контрактів на сценаріях біткойн, сумісне з нескінченно масштабованою мережею Lightning Network для транзакцій каналу, може стати блоком у трикутнику, який одночасно забезпечує «безпеку, децентралізацію та масштабованість». Широкомасштабна програма Chain рішення.

Ця стаття надасть науково-популярне пояснення деяких основних концепцій екосистеми Bitcoin. Від «неможливого трикутника блокчейну», який перешкоджає широкомасштабному застосуванню, до «мережі блискавки» біткойн, яка долає «неможливий трикутник», до поточних рішень для сценаріїв біткойн і принципів моделі UTXO.

Що заважає широкомасштабному застосуванню блокчейну?

Віталік Бутерін, засновник Ethereum, і Чан Чао, засновник Babbitt, припустили, що «блокчейн-мережі не можуть досягти безпеки, децентралізації та масштабованості одночасно», що є «неможливим трикутником блокчейну». Проблема «неможливого трикутника» довгий час заважала широкомасштабному застосуванню блокчейна.

Забезпечуючи безпеку, Ethereum зосередився на розвитку децентралізації протягом останніх десяти років і продовжував впроваджувати інновації на рівні інфраструктури основного публічного ланцюга, щоб розширити масштабованість публічного ланцюга Ethereum. Щоб досягти цієї мети, протягом останніх десяти років Ethereum також використовував різні алгоритми повітряного потоку, сегментування, згортання та інші технології.

Але щодо проблеми масштабованості, судячи з Ethereum і його спроб рівня 2, здається, що поки рішення все ще обмежується блокчейном, існуватиме верхня межа продуктивності. Навіть найпотужнішому блокчейну, який ми зараз бачимо, все ще важко подолати верхню межу TPS (транзакцій за секунду). Це далеко від вимог великомасштабного комерційного застосування мільйонів TPS, і світова промисловість все ще має величезну прогалину для досягнення мети сотень мільйонів TPS. Для основних публічних ланцюгів, будь то Ethereum або Bitcoin, усі вони стикаються з вузьким місцем: «Як вирішити проблему масштабованості?»

Як працює Lightning Network?

Lightning Network використовує обчислення поза ланцюгом, тобто «канал платежів», щоб повністю вирішити проблему масштабованості «неможливого трикутника». Поки він створений, маючи достатньо каналів, ви можете виконувати будь-яку кількість одночасних транзакцій.

Принцип мережі Lightning

1. Візьмемо банківську систему як аналогію, якщо А і Б відкривають рахунок і переказують гроші. Коли дві особи знаходяться в одному банку, кліринг відбувається в одному банку. Коли А і Б не в одному банку, вони повинні виконувати міжбанківські розрахункові операції через центральний банк.
2. Lightning Network імітує те, як банки очищають свої рахунки: користувачі A та B відкривають між собою канал Lightning через Lightning Network. Коли канал відкрито, A і B використовують канал для здійснення розрахунків безпосередньо в Lightning Network, не обмежуючись блокчейном Bitcoin. Лише коли канал закрито, A і B повинні перетинати Lightning Network, щоб оселитися в блокчейні Bitcoin.

Процес роботи каналу Lightning

1. Сплата резервів: Подібно до традиційного сценарію, коли вам потрібно сплатити резерви наперед, щоб відкрити банківський рахунок, відкриття каналу Lightning Network також вимагає сплати резервів Bitcoin.
2. Облік транзакцій поза ланцюгом: кожна транзакція реєструється одна за одною через Lightning Network, і для кожного обліку має бути підписано штрафну угоду.
3. Запис розрахунків у ланцюжку: після закриття каналу блискавки дані про історичні транзакції упаковуються й миттєво розраховуються, а потім надсилаються до блокчейну біткойн.

Як Lightning Network уникає шахрайства в мережі

Якщо під час транзакції каналу A виконує шахрайську поведінку - закриває канал достроково для розрахунку біткойнами. Тоді, коли канал буде закрито, шахрайська транзакція буде негайно згенерована в ланцюжку Bitcoin. Завдяки відкритості ланцюжка біткойнів B може вчасно спостерігати та покарати A за допомогою заздалегідь підписаної угоди про штраф. Покаранням є конфіскація всіх резервів А.

Вузьке місце великомасштабного застосування Lightning Network

Теоретично Lightning Network досягає нескінченної масштабованості та долає неможливий трикутник блокчейна. Але найбільш критичною проблемою, яка перешкоджає широкомасштабному застосуванню Lightning Network, є те, що Lightning Network використовує той самий сценарій, що й біткойн, тоді як у ланцюжку біткойнів немає смарт-контрактів, лише прості скрипти, які не можуть виконувати складні програми. Тобто ланцюжок біткойн є неповним за Тьюрингом. Тьюринг повний означає, що він теоретично може вирішити будь-яку обчислювальну проблему. Використовуючи мову сценаріїв, повну Тьюрінга, вона може бути логічно сумісною з іншими мовами програмування та теоретично може реалізувати логіку, яку може реалізувати будь-яка інша мова, і максимально відтворювати реальну бізнес-логіку. У блокчейні Bitcoin немає смарт-контрактів, не кажучи вже про створення додатків на основі смарт-контрактів. Отже, найбільша проблема, яку необхідно подолати Lightning Network, полягає в тому, «як реалізувати смарт-контракти на біткойнах».

Існуючі рішення для підвищення «потужності» блокчейну Bitcoin

1. Бічний ланцюг
2. Бічний ланцюг означає створення ланцюга з функцією смарт-контракту, його копіювання та зв’язування з основним ланцюгом біткойн у двох напрямках, щоб активи біткойн могли безперешкодно переміщуватися між основним ланцюгом і бічним ланцюгом, таким чином реалізуючи смарт-контракти, < /span>Для бічного ланцюга потрібен сторонній централізований постачальник послуг для реплікації та міграції активів основного ланцюга. Наразі існує лише панцентралізоване рішення. Наприклад, «WBTC» — це токен ERC-20, випущений BitGo у мережі Ethereum і прив’язаний 1:1 до BTC як похідного активу. Рішення сайдчейн ніколи не підтримувалося спільнотою розробників Bitcoin Core через проблему централізації випуску третіми сторонами. Але наразі не існує достатньо децентралізованої технології двосторонньої прив’язки.
3. Кольорові монети
4. У 2012 році Мені Розенфельд, президент Асоціації біткойнів, опублікував статтю «Огляд кольорових монет», у якій представив механізм використання «взаємозамінності» біткойнів шляхом «розфарбовування» певних монет, щоб відрізнити певні токени від інших токенів. монети для створення програм, придатних для цих монет. Конкретний метод полягає у використанні інструкції OP_RETURN у сценарії Bitcoin, додаванні 80 байтів будь-яких символів у кінці, проектуванні рядка відповідно до вказаного формату в 80 байтах, позначенні «кольорових монет» шляхом штучного визначення значення рядок і робити оновлення. Складні розумні контракти. Але 80 байт простору занадто мало для реалізації складних функцій.
5. Наступна програма «Кольорова монета» також представила нові технології. Наприклад, технологія гравіювання «Ordinals» використовує простір «Segregated Witness» розміром 3 млн у блоці біткойн, щоб вставляти в нього невеликі зображення для випуску NFT. Наприклад, BRC-20 використовує рядок кодів для вираження більшого вмісту, ніж 80 байт. Однак ці кольорові монети створять додаткові серйозні проблеми – вони займають простір «Segregated Witness», який спочатку використовувався для зберігання підписів транзакцій переказу біткойнів. Переповнення простору «Segregated Witness» призведе до того, що кількість транзакцій, які можна виконати на біткойнах, зменшується, що призводить до зниження продуктивності біткойнів. Розробники ядра біткойна також чинили опір схемі кольорових монет, оскільки кольорові монети забруднюють рідний біткойн. Крім того, штучно задана форма все ще потребує централізованої сторонньої сторони для аналізу сервера.
6. Перевірка клієнта

У 2016 році розробник ядра біткойнів Пітер Тодд опублікував статтю, в якій пропонується парадигма перевірки клієнта, імітуючи традиційний метод підписання контракту, щоб гарантувати, що лише обидві сторони знають передумову конфіденційності вмісту контракту< /span>, без будь-якої сторонньої участі, досягнення повної децентралізації. У той же час, коли транзакція виконується, ініціатор транзакції надає необхідні повні дані історії транзакцій, а інша сторона перевіряє їх самостійно, щоб запобігти виникненню проблем шахрайства. Немає проблеми з централізацією, а перевірка поза ланцюгом не обмежена продуктивністю, тому наразі більшість людей вважають її «оптимальним» рішенням для вирішення недоліку повноти Тьюринга в блокчейні біткойн.

Традиційне підписання контракту проти підписання розумного контракту на блокчейні

1. Традиційне підписання контракту: між А і Б відбувається транзакція. Спочатку підписується контракт. Обидві сторони підтверджують зміст договору, а потім підписують його. Договір не може бути підроблений при підписанні. Будь-яка транзакція в майбутньому процесі виконання контракту є транзакцією між двома людьми, А і Б, і не потребує втручання третьої сторони.
2. Підписання смарт-контракту блокчейну: процес транзакції повідомляється всій мережі, і всі майнери виконують і перевіряють його. У всьому процесі виконання немає конфіденційності, і оскільки для досягнення консенсусу його потрібно опублікувати в усій мережі, продуктивність обмежена.

Чи надійна перевірка на стороні клієнта?

Побачивши це, деякі люди, здається, сумніваються. Децентралізований біткойн-блокчейн сам по собі вирішує проблеми безпеки в традиційному бізнесі, але з впровадженням верифікації клієнта рішення повертається до оф-чейну, навіть якщо воно вирішено проблему шахрайства, тож як ефективно запобігти проблемі подвійних витрат?

Представляємо «одноразові пломби»

Оскільки перевірка на стороні клієнта сама по собі не включає механізм запобігання подвійним витратам, ми повинні запровадити допомогу третьої сторони для вирішення цієї проблеми. Щоб досягти цього, ми прив’язуємо кожен стан кожного контракту, який потрібно перевірити під час перевірки клієнта, до певного результату невитраченої транзакції (UTXO) біткойна. Оскільки існує лише дві форми UTXO, «витрачений» і «невитрачений». Якщо ви захочете змінити статус контракту перевірки, ви повинні витратити зв’язаний UTXO (прийнятна будь-яка сума), щоб транзакція, яка його витрачає, могла отримати Підтвердження блокчейну. Крім того, транзакція біткойна, яка його витрачає, також повинна надати доказ вмісту переходу стану (діючи подібно до хеш-значення). Простіше кажучи, пов’язаний UTXO можна розглядати як сургуч цього стану «конверт». Якщо ви хочете відкрити конверт один за іншим, ви повинні відкрити сургуч.

Додаткові примітки щодо моделі UTXO

На відміну від моделі облікового запису Ethereum, вихід невитрачених транзакцій (UTXO) надсилається з однієї адреси на іншу, але ще не був. Сума криптовалют, викуплена одержувачем, щоб надіслати кошти комусь іншому в наступній транзакції.

1. Наприклад, якщо Аліса надсилає 1 біткойн Бобу, тоді Боб володіє UTXO, доки він не витратить BTC, отриманий від Аліси. Коли Боб витрачає 1 BTC, життєвий цикл UTXO закінчується.
   

2. Якщо припустити, що гаманець Боба брав участь лише в одній транзакції, у якій Боб отримав 1 BTC від Аліси, верифікатор транзакції знає, що баланс UTXO Боба становить 1 BTC. Якщо Боб надсилає 1 BTC Керол, його UTXO одразу стає 0 BTC. Якщо потім Боб спробує подвоїти витратити свої монети в другій вихідній транзакції, валідатор виявить, що його баланс UTXO недостатній для використання в якості другої вихідної транзакції. введення транзакції, і чесний валідатор не будепоширюватиабо підтверджувати свою транзакцію подвійних витрат.

Наступне експоненціальне зростання: екосистема біткойнів вибухає

Під час еволюції біткойна дизайн перевірки на стороні клієнта спритно обійшов проблеми централізації в рішеннях сайдчейн і кольорових монет і запровадив одноразовий механізм запечатування для подальшого підвищення безпеки. На даний момент в екосистемі біткойнів з’являється низка нових протоколів. Серед них протокол RGB не тільки відповідає наведеним вище концепціям, але також пропонує бути сумісним з Lightning Network, закладаючи основу для необмеженої масштабованості. Хоча сумісність протоколу RGB і Lightning Network ще не ідеальна, ми сповнені впевненості в майбутньому та віримо, що інфраструктура, яка допомагає протоколу постійно оптимізуватись, подолає давні обмеження «неможливого трикутника блокчейн».

У нас є більше підстав очікувати, що експоненціальне зростання блокчейну в наступному циклі стане результатом широкомасштабного впровадження блокчейну, спричиненого вибухом екосистеми біткойн. Ми віримо, що біткойн зможе пробити свій початковий єдиний запас вартості та підкреслить свої валютні атрибути. У той же час він продовжуватиме прищеплювати більше додатків до екосистеми біткойн за допомогою різноманітних рішень, сприяти екологічній масштабованості та сталому розвитку, а також продовжуватиме робити внесок у світ блокчейнів. Відкрийте безмежні можливості.

Відмова від відповідальності:

1. Цю статтю передруковано з [Waterdrip]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Echo, Infinitas]. Якщо є заперечення щодо цього передруку, будь ласка, зв’яжіться з командою Gate Learn , і вони негайно розглянуть це.
2. Відмова від відповідальності: погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору та не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклади статті на інші мови виконує команда Gate Learn. Якщо не зазначено вище, копіювання, розповсюдження або плагіат перекладених статей заборонено.