Біткойн екосистема повний аналіз: подолання перешкод, зустріч наступного сплеску

Екосистема Біткойн стає гарячою темою на ринку криптовалют. Використання клієнтських схем верифікації для побудови смарт-контрактів на основі сценаріїв Біткойн, одночасно сумісно з безмежно масштабованою мережею Lightning для транзакцій у каналах, може стати масштабним рішенням для блокчейну, що забезпечує "безпеку, децентралізацію та масштабованість".

Ця стаття розгляне деякі основні концепції екосистеми Біткойна, від "неможливого трикутника блокчейну", що заважає його масштабному впровадженню, до мережі Lightning, яка допомагає подолати цю проблему, а також до нинішніх рішень для скриптів Біткойна та принципу моделі UTXO.

Перешкоди для масового впровадження блокчейну

"Блокчейн-мережа не може одночасно забезпечити безпеку, децентралізацію та масштабованість", ця проблема, відома як "трикутник неможливостей блокчейну", довгий час заважала широкому застосуванню блокчейну.

Ефіріум протягом останніх десяти років зосереджувався на розвитку децентралізації з гарантією безпеки та постійно впроваджував інновації в інфраструктуру основного блокчейну для підвищення масштабованості. Однак, судячи з спроб Ефіріуму та його Layer2, якщо рішення обмежені блокчейном, продуктивність буде мати межі. Навіть найпотужніший на сьогодні блокчейн все ще важко досягти межі TPS (транзакцій на секунду), і залишаються великі відстані до вимог масштабного комерційного застосування з мільйонним TPS та цілей глобальної промислової реалізації з сотнями мільйонів TPS.

Мережа Lightning: подолання вузького місця масштабованості

Мережа Lightning успішно вирішила проблему масштабованості в "неможливому трикутнику" за допомогою позамережевих обчислень, тобто "каналів платежів". Якщо створити достатню кількість каналів, можна обробляти будь-яку кількість паралельних транзакцій.

Принципи блискавичної мережі

Мережа Lightning імітує спосіб банківських розрахунків. Користувачі A та B відкривають канал Lightning через мережу Lightning, що дозволяє їм здійснювати розрахунки безпосередньо в каналі, без необхідності здійснювати розрахунки на блокчейні Біткойн. Лише коли канал закривається, необхідно провести остаточний розрахунок на блокчейні Біткойн.

Процес роботи з каналом блискавки

1. Сплата резерву: для відкриття каналу блискавичної мережі необхідно заздалегідь сплатити Біткойн резерв.
2. Запис угод поза ланцюгом: через мережу Lightning кожна угода записується окремо, і для кожного запису має бути укладено угоду про покарання.
3. Записи про розрахунки в ланцюгу: після закриття блискавичних каналів історичні дані про транзакції упакуються в один пакет для розрахунків і в кінцевому підсумку надіслаються на Біткойн блокчейн.

Механізм захисту від шахрайства

Якщо в процесі торгівлі через канал виникають шахрайські дії, наприклад, передчасне закриття каналу для розрахунку Біткойнів, то під час закриття каналу на блокчейні Біткойна негайно з'явиться шахрайська транзакція. Потерпілий може своєчасно спостерігати за цим і за допомогою заздалегідь підписаної угоди про покарання покарати шахрая, зміст покарання полягає у конфіскації всіх резервів.

Обмеження мережі Lightning

Хоча мережа Lightning теоретично забезпечує безмежну масштабованість, її найбільшим вузьким місцем є: мережа Lightning використовує ті ж скрипти, що й Біткойн, тоді як на ланцюгу Біткойн немає смарт-контрактів, лише прості скрипти, які не можуть підтримувати складні додатки. Ланцюг Біткойн є неповним за Тюрінгом, що означає, що він не може реалізувати таку ж складну логіку та бізнес-додатки, як інші мови програмування. Отже, найбільшим викликом, з яким стикається мережа Lightning, є "як реалізувати смарт-контракти на Біткойн".

Плани з покращення функціональності блокчейну Біткойн

1. Бічний ланцюг (Side Chain)

Бокова ланка — це ланка з функцією смарт-контрактів, яка двосторонньо пов'язана з головною ланкою Біткойн, що дозволяє безшовно переміщати активи Біткойн між головною ланкою та боковою ланкою. Однак наразі бракує достатньо децентралізованих технологій для двостороннього зв'язку, тому рішення з боковими ланками не отримали підтримки від спільноти розробників ядра Біткойн через проблеми, пов'язані з централізацією третіх сторін.

2. Кольорові монети (Colored Coins)

Кольорові монети використовують команду OP_RETURN у скрипті Біткойна, щоб додати 80 байтів будь-яких символів, позначаючи "кольорову монету" через вказане значення рядка та реалізуючи більш складні смарт-контракти. Однак обмеження в 80 байтів обмежує їх функціональність. Подальші технології "Ordinals" та рішення, такі як BRC-20, хоча і розширили функціональність до певної міри, займають простір, який спочатку призначався для підпису транзакцій Біткойна в "SegWit", що призводить до зниження продуктивності Біткойна і викликає сильний опір з боку основних розробників.

3. Верифікація клієнта (Client-Validation)

Парадигма верифікації клієнта реалізує повну децентралізацію за рахунок імітації традиційного підписання контрактів при дотриманні конфіденційності. Під час виконання транзакції ініціатор транзакції надає необхідні повні історичні дані транзакцій, а інша сторона самостійно перевіряє їх, щоб запобігти шахрайству. Цей метод не тільки уникає проблем централізації, але й має характеристики верифікації поза ланцюгом, які не підлягають обмеженням продуктивності, і вважається "оптимальним" рішенням для усунення недоліків Тьюринг-повноти блокчейну Біткойн.

Щоб вирішити проблему подвійних витрат, валидація клієнтів впровадила механізм "одноразового запечатування", який прив'язує кожен стан кожного контракту, що потребує валідації, до специфічного непотрібного витратного виходу Біткойн (UTXO). Цей механізм використовує два стани UTXO: "витрачений" та "невитрачений", щоб забезпечити безпеку та унікальність змін стану контракту.

Вступ до моделі UTXO

Невитрачені виходи транзакцій (UTXO) – це сума криптовалюти, що була відправлена з однієї адреси на іншу, але ще не була використана отримувачем. Модель UTXO відрізняється від облікової моделі Ethereum, оскільки вона запобігає подвійним витратам, відстежуючи стан кожного виходу транзакції, що забезпечує дійсність і безпеку транзакцій.

Майбутнє екосистеми Біткойн

З появою інноваційних рішень, таких як верифікація клієнта, екосистема Біткойн зустрічає нові можливості для розвитку. Новітні технології, такі як протокол RGB, не лише впроваджують концепцію верифікації клієнта, але й пропонують сумісність із мережами блискавки, закладаючи основу для безмежної масштабованості. Хоча сумісність цих протоколів все ще потребує вдосконалення, вони відкривають нові можливості для подолання обмежень "трикутника неможливості блокчейну".

Ми маємо підстави очікувати, що наступний блокчейн-цикл призведе до експоненційного зростання, яке виникне з всебічного вибуху екосистеми Біткойн. Біткойн має потенціал вийти за межі єдиного зберігання вартості, зберігаючи свої грошові властивості, шляхом різноманітних рішень, які додадуть більше сценаріїв використання до екосистеми, сприяючи масштабованості та сталому розвитку екосистеми, приносячи безмежні можливості у світ блокчейну.