Análise completa do ecossistema Bitcoin: quebrando gargalos, preparando-se para a próxima explosão
O ecossistema Bitcoin está a tornar-se um tópico quente no mercado de criptomoedas. A construção de contratos inteligentes utilizando esquemas de verificação do cliente no script do Bitcoin, ao mesmo tempo que é compatível com a Lightning Network, que possui escalabilidade ilimitada para transações em canais, pode tornar-se uma solução de aplicação em larga escala para blockchain que garante simultaneamente "segurança, descentralização e escalabilidade".
Este artigo explorará alguns conceitos básicos do ecossistema Bitcoin, desde o "triângulo impossível da blockchain" que impede a aplicação em larga escala, até a Lightning Network que supera essa dificuldade, passando pelas soluções atuais para o script Bitcoin e os princípios do modelo UTXO.
Barreiras para a aplicação em larga escala da blockchain
"A rede blockchain não consegue alcançar simultaneamente segurança, descentralização e escalabilidade", um problema conhecido como "o triângulo impossível do blockchain", que tem dificultado a ampla aplicação da tecnologia blockchain ao longo do tempo.
A Ethereum tem-se dedicado, nos últimos dez anos, a desenvolver a descentralização com base na segurança, enquanto inova continuamente a infraestrutura da blockchain subjacente para melhorar a escalabilidade. No entanto, com base nas tentativas da Ethereum e do seu Layer2, enquanto as soluções estiverem limitadas à blockchain, haverá um limite de desempenho. Mesmo a blockchain com o desempenho mais forte atualmente ainda tem dificuldade em ultrapassar o limite de TPS (transações por segundo), e há uma grande diferença em relação aos requisitos de aplicações comerciais em larga escala que exigem TPS na casa dos milhões e aos objetivos de implementações industriais a nível global que exigem TPS na casa das centenas de milhões.
Lightning Network: superando o gargalo de escalabilidade
A Lightning Network resolve com sucesso o problema de escalabilidade no "triângulo impossível" através de cálculos fora da cadeia, ou seja, "canais de pagamento". Desde que sejam estabelecidos canais suficientes, é possível processar um número arbitrário de transações simultâneas.
Princípios da Rede Lightning
A Lightning Network imita o modo de liquidação dos bancos. O usuário A e o usuário B abrem um canal Lightning através da Lightning Network, podendo liquidar diretamente dentro do canal, sem a necessidade de liquidação na blockchain do Bitcoin. Somente quando o canal é fechado é que é necessária a liquidação final na blockchain do Bitcoin.
Fluxo de operação do canal relâmpago
Pagamento de reserva: A abertura de um canal de Lightning Network requer o pagamento antecipado de Bitcoin como reserva.
Contabilidade de transações off-chain: através da Lightning Network, cada transação é contabilizada individualmente, e cada contabilização deve assinar um acordo de penalização.
Registros de liquidação on-chain: Após fechar o canal relâmpago, os dados de transações históricas são encapsulados e liquidadas de uma só vez, sendo finalmente enviados para a blockchain do Bitcoin.
mecanismo de prevenção à fraude
Se ocorrer comportamento fraudulento durante o processo de negociação em canais, como fechar antecipadamente a liquidação de Bitcoin, uma transação fraudulenta será imediatamente gerada na cadeia de Bitcoin ao fechar o canal. A parte lesada pode observar isso a tempo e punir a parte fraudulenta com o acordo de penalização previamente assinado, cujo conteúdo da penalização é a apreensão de todos os fundos de garantia.
Limitações da Rede Lightning
Embora a Lightning Network, em teoria, alcance escalabilidade infinita, seu maior gargalo é que a Lightning Network utiliza os mesmos scripts que o Bitcoin, e a cadeia do Bitcoin não possui contratos inteligentes, apenas scripts simples, incapazes de suportar aplicações complexas. A cadeia do Bitcoin é Turing incompleta, o que significa que não consegue realizar lógica e aplicações comerciais tão complexas quanto outras linguagens de programação. Portanto, o maior desafio que a Lightning Network enfrenta é "como implementar contratos inteligentes no Bitcoin".
Proposta para melhorar as funcionalidades da blockchain do Bitcoin
1. Side Chain
A sidechain é uma cadeia com funcionalidade de contrato inteligente, ligada bidirecionalmente à cadeia principal do Bitcoin, permitindo que os ativos Bitcoin migrem de forma transparente entre a cadeia principal e a sidechain. No entanto, atualmente falta tecnologia de ligação bidirecional suficientemente descentralizada, e as soluções de sidechain não receberam o apoio da comunidade de desenvolvedores principais do Bitcoin devido a problemas de centralização de terceiros.
2. Colored Coins
As moedas coloridas utilizam a instrução OP_RETURN no script do Bitcoin, adicionando 80 bytes de caracteres arbitrários, marcando as "moedas coloridas" através de um significado de string especificado e implementando contratos inteligentes mais complexos. No entanto, os 80 bytes de espaço limitam a realização de suas funcionalidades. As tecnologias de gravação "Ordinals" e soluções como BRC-20, embora tenham expandido a funcionalidade até certo ponto, ocupam o espaço originalmente destinado à assinatura de transações de transferência de Bitcoin, o que leva a uma degradação do desempenho do Bitcoin e encontra forte resistência dos desenvolvedores principais.
3. Validação do Cliente (Client-Validation)
O paradigma de validação do cliente realiza uma descentralização completa ao simular o método tradicional de assinatura de contratos, garantindo a privacidade. No momento da execução da transação, a parte iniciadora da transação fornece os dados necessários do histórico completo da transação, e a outra parte verifica por conta própria, a fim de prevenir problemas de fraude. Este método evita os problemas da centralização e possui a característica de validação off-chain que não é limitada pelo desempenho, sendo considerado a solução "óptima" para resolver a insuficiência de completude de Turing da blockchain do Bitcoin.
Para resolver o problema do gasto duplo, a verificação do cliente introduziu o mecanismo de "selagem única", que vincula cada estado de cada contrato a saídas de transação não gastas (UTXO) de um Bitcoin específico que precisam ser verificadas. Este mecanismo utiliza os estados "gasto" e "não gasto" do UTXO, garantindo a segurança e a unicidade das alterações de estado do contrato.
Introdução ao modelo UTXO
Os Outputs de Transação Não Gastos (UTXO) são a soma das criptomoedas enviadas de um endereço para outro, mas que ainda não foram utilizadas pelo destinatário. O modelo UTXO é diferente do modelo de conta do Ethereum, pois previne o problema do gasto duplo ao rastrear o estado de cada output de transação, garantindo a validade e segurança das transações.
Futuro da Ecologia do Bitcoin
Com o surgimento de soluções inovadoras como a verificação do cliente, o ecossistema Bitcoin está a enfrentar novas oportunidades de desenvolvimento. Tecnologias emergentes como o protocolo RGB não só adoptam a ideia de verificação do cliente, mas também propõem compatibilidade com a Lightning Network, estabelecendo uma base para escalabilidade infinita. Embora a compatibilidade destes protocolos ainda precise de melhorias, eles oferecem novas possibilidades para superar as limitações do "triângulo impossível da blockchain".
Temos razões para esperar que o crescimento exponencial do próximo ciclo de blockchain venha da explosão completa do ecossistema Bitcoin. O Bitcoin tem potencial para ultrapassar o papel de armazenamento de valor único, mantendo suas propriedades monetárias, enquanto, através de soluções diversificadas, injeta mais cenários de aplicação no ecossistema, promovendo a escalabilidade e a sustentabilidade do ecossistema, trazendo infinitas possibilidades para o mundo blockchain.
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faded_wojak.eth
· 07-09 03:49
Parece um sonho de volta a 2021
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0xInsomnia
· 07-07 23:03
Triângulo impossível, muito difícil.
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TokenUnlocker
· 07-06 05:28
Quando é que vai chegar a 10w!
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GateUser-0717ab66
· 07-06 05:26
Rede de iluminação bull啊
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CryptoFortuneTeller
· 07-06 05:21
Ai, por que é que estamos a discutir detalhes técnicos novamente?
Bitcoin ecossistema quebra limitações: Rede de iluminação + solução de validação de cliente abre um novo capítulo de aplicações
Análise completa do ecossistema Bitcoin: quebrando gargalos, preparando-se para a próxima explosão
O ecossistema Bitcoin está a tornar-se um tópico quente no mercado de criptomoedas. A construção de contratos inteligentes utilizando esquemas de verificação do cliente no script do Bitcoin, ao mesmo tempo que é compatível com a Lightning Network, que possui escalabilidade ilimitada para transações em canais, pode tornar-se uma solução de aplicação em larga escala para blockchain que garante simultaneamente "segurança, descentralização e escalabilidade".
Este artigo explorará alguns conceitos básicos do ecossistema Bitcoin, desde o "triângulo impossível da blockchain" que impede a aplicação em larga escala, até a Lightning Network que supera essa dificuldade, passando pelas soluções atuais para o script Bitcoin e os princípios do modelo UTXO.
Barreiras para a aplicação em larga escala da blockchain
"A rede blockchain não consegue alcançar simultaneamente segurança, descentralização e escalabilidade", um problema conhecido como "o triângulo impossível do blockchain", que tem dificultado a ampla aplicação da tecnologia blockchain ao longo do tempo.
A Ethereum tem-se dedicado, nos últimos dez anos, a desenvolver a descentralização com base na segurança, enquanto inova continuamente a infraestrutura da blockchain subjacente para melhorar a escalabilidade. No entanto, com base nas tentativas da Ethereum e do seu Layer2, enquanto as soluções estiverem limitadas à blockchain, haverá um limite de desempenho. Mesmo a blockchain com o desempenho mais forte atualmente ainda tem dificuldade em ultrapassar o limite de TPS (transações por segundo), e há uma grande diferença em relação aos requisitos de aplicações comerciais em larga escala que exigem TPS na casa dos milhões e aos objetivos de implementações industriais a nível global que exigem TPS na casa das centenas de milhões.
Lightning Network: superando o gargalo de escalabilidade
A Lightning Network resolve com sucesso o problema de escalabilidade no "triângulo impossível" através de cálculos fora da cadeia, ou seja, "canais de pagamento". Desde que sejam estabelecidos canais suficientes, é possível processar um número arbitrário de transações simultâneas.
Princípios da Rede Lightning
A Lightning Network imita o modo de liquidação dos bancos. O usuário A e o usuário B abrem um canal Lightning através da Lightning Network, podendo liquidar diretamente dentro do canal, sem a necessidade de liquidação na blockchain do Bitcoin. Somente quando o canal é fechado é que é necessária a liquidação final na blockchain do Bitcoin.
Fluxo de operação do canal relâmpago
mecanismo de prevenção à fraude
Se ocorrer comportamento fraudulento durante o processo de negociação em canais, como fechar antecipadamente a liquidação de Bitcoin, uma transação fraudulenta será imediatamente gerada na cadeia de Bitcoin ao fechar o canal. A parte lesada pode observar isso a tempo e punir a parte fraudulenta com o acordo de penalização previamente assinado, cujo conteúdo da penalização é a apreensão de todos os fundos de garantia.
Limitações da Rede Lightning
Embora a Lightning Network, em teoria, alcance escalabilidade infinita, seu maior gargalo é que a Lightning Network utiliza os mesmos scripts que o Bitcoin, e a cadeia do Bitcoin não possui contratos inteligentes, apenas scripts simples, incapazes de suportar aplicações complexas. A cadeia do Bitcoin é Turing incompleta, o que significa que não consegue realizar lógica e aplicações comerciais tão complexas quanto outras linguagens de programação. Portanto, o maior desafio que a Lightning Network enfrenta é "como implementar contratos inteligentes no Bitcoin".
Proposta para melhorar as funcionalidades da blockchain do Bitcoin
1. Side Chain
A sidechain é uma cadeia com funcionalidade de contrato inteligente, ligada bidirecionalmente à cadeia principal do Bitcoin, permitindo que os ativos Bitcoin migrem de forma transparente entre a cadeia principal e a sidechain. No entanto, atualmente falta tecnologia de ligação bidirecional suficientemente descentralizada, e as soluções de sidechain não receberam o apoio da comunidade de desenvolvedores principais do Bitcoin devido a problemas de centralização de terceiros.
2. Colored Coins
As moedas coloridas utilizam a instrução OP_RETURN no script do Bitcoin, adicionando 80 bytes de caracteres arbitrários, marcando as "moedas coloridas" através de um significado de string especificado e implementando contratos inteligentes mais complexos. No entanto, os 80 bytes de espaço limitam a realização de suas funcionalidades. As tecnologias de gravação "Ordinals" e soluções como BRC-20, embora tenham expandido a funcionalidade até certo ponto, ocupam o espaço originalmente destinado à assinatura de transações de transferência de Bitcoin, o que leva a uma degradação do desempenho do Bitcoin e encontra forte resistência dos desenvolvedores principais.
3. Validação do Cliente (Client-Validation)
O paradigma de validação do cliente realiza uma descentralização completa ao simular o método tradicional de assinatura de contratos, garantindo a privacidade. No momento da execução da transação, a parte iniciadora da transação fornece os dados necessários do histórico completo da transação, e a outra parte verifica por conta própria, a fim de prevenir problemas de fraude. Este método evita os problemas da centralização e possui a característica de validação off-chain que não é limitada pelo desempenho, sendo considerado a solução "óptima" para resolver a insuficiência de completude de Turing da blockchain do Bitcoin.
Para resolver o problema do gasto duplo, a verificação do cliente introduziu o mecanismo de "selagem única", que vincula cada estado de cada contrato a saídas de transação não gastas (UTXO) de um Bitcoin específico que precisam ser verificadas. Este mecanismo utiliza os estados "gasto" e "não gasto" do UTXO, garantindo a segurança e a unicidade das alterações de estado do contrato.
Introdução ao modelo UTXO
Os Outputs de Transação Não Gastos (UTXO) são a soma das criptomoedas enviadas de um endereço para outro, mas que ainda não foram utilizadas pelo destinatário. O modelo UTXO é diferente do modelo de conta do Ethereum, pois previne o problema do gasto duplo ao rastrear o estado de cada output de transação, garantindo a validade e segurança das transações.
Futuro da Ecologia do Bitcoin
Com o surgimento de soluções inovadoras como a verificação do cliente, o ecossistema Bitcoin está a enfrentar novas oportunidades de desenvolvimento. Tecnologias emergentes como o protocolo RGB não só adoptam a ideia de verificação do cliente, mas também propõem compatibilidade com a Lightning Network, estabelecendo uma base para escalabilidade infinita. Embora a compatibilidade destes protocolos ainda precise de melhorias, eles oferecem novas possibilidades para superar as limitações do "triângulo impossível da blockchain".
Temos razões para esperar que o crescimento exponencial do próximo ciclo de blockchain venha da explosão completa do ecossistema Bitcoin. O Bitcoin tem potencial para ultrapassar o papel de armazenamento de valor único, mantendo suas propriedades monetárias, enquanto, através de soluções diversificadas, injeta mais cenários de aplicação no ecossistema, promovendo a escalabilidade e a sustentabilidade do ecossistema, trazendo infinitas possibilidades para o mundo blockchain.