Bitcoin Thunderbolt protocole : repenser le paradigme d'interaction off-chain
Bitcoin, en tant que pionnier des jetons numériques, a toujours attiré l'attention grâce à ses caractéristiques de décentralisation et d'immutabilité. Cependant, dans la pratique, Bitcoin fait face à des problèmes tels que la lenteur des transactions et des frais élevés, ce qui rend difficile son utilisation dans des scénarios de paiement quotidiens de faible montant. La structure de script de Bitcoin est relativement conservatrice et limite la possibilité de la plupart des interactions off-chain, ce qui est conforme à son intention de conception - il n'est pas destiné à traiter des milliers de transactions par seconde. Mais la demande réelle est objectivement présente, les gens souhaitent pouvoir utiliser Bitcoin de manière simple et rapide, même pour acheter des objets de jeu ou pour faire des dons aux créateurs de contenu vidéo, sans vouloir attendre de longs délais de confirmation.
Réseau Lightning : effet de double tranchant
Le réseau Lightning peut être comparé à un canal rapide à côté de la chaîne principale de Bitcoin. Son idée centrale est d'établir des "canaux de paiement" exclusifs entre les utilisateurs off-chain, permettant un enregistrement à haute fréquence, et finalement synchroniser l'état des fonds lors de la fermeture du canal sur la blockchain. Ce modèle est similaire à la manière dont des amis réglent régulièrement les frais de repas, plutôt que de transférer immédiatement après chaque repas.
Cependant, ce design apparemment astucieux révèle plusieurs problèmes dans l'application pratique. Tout d'abord, la création de canaux de transaction nécessite de verrouiller des fonds à l'avance, ce qui constitue un obstacle pour les utilisateurs. De plus, lorsque les canaux de connexion directe font défaut, le routage des transactions devient compliqué et peut échouer facilement en raison d'un manque de fonds ou d'une indisponibilité des nœuds intermédiaires. Plus grave encore, les utilisateurs doivent rester en ligne pour empêcher l'autre partie de soumettre des transactions expirées pour frauder lors de la fermeture du canal, ce qui est une exigence peu réaliste pour les utilisateurs ordinaires.
Bien que le réseau Lightning fonctionne depuis de nombreuses années, ces problèmes structurels limitent toujours son champ d'application. Les données publiques montrent que le montant des fonds verrouillés dans le réseau Lightning n'est d'environ qu'un million de dollars, ce qui est insignifiant par rapport à la capitalisation boursière de Bitcoin en trillions. Cela pousse l'industrie à réfléchir : est-il possible de concevoir un protocole de paiement off-chain plus complet ?
Aperçu du protocole Thunderbolt
Le protocole Thunderbolt est un plan de mise à niveau par soft fork basé sur la chaîne principale de Bitcoin, qui améliore directement l'évolutivité, les performances des transactions et les capacités programmables de Bitcoin au niveau du protocole. Il ne dépend pas des réseaux de deuxième couche ou des ponts inter-chaînes, mais améliore plutôt la chaîne principale de Bitcoin.
En termes de performance, Thunderbolt adopte la technologie UTXO Bundling, qui regroupe plusieurs sorties de transaction pour les traiter, réduisant ainsi le volume de données des transactions, tout en garantissant la sécurité et en augmentant la vitesse des transactions d'environ 10 fois.
En termes de programmabilité, Thunderbolt réintroduit et étend l'opcode OP_CAT, permettant aux développeurs de construire une logique de script plus complexe et de réaliser des fonctionnalités de contrats intelligents. Cela signifie qu'il est possible de déployer des applications décentralisées directement sur le réseau Bitcoin, sans dépendre de chaînes latérales ou de ponts inter-chaînes.
Dans le cadre de l'intégration des actifs, Thunderbolt a proposé le protocole Goldinals, qui est un cadre d'émission d'actifs basé sur des preuves à divulgation nulle de connaissance et des engagements d'état. Il permet de vérifier sur la chaîne l'existence et l'état de chaque jeton, sans avoir besoin de faire appel à des institutions de confiance externes.
Thunderbolt a également introduit le système BitMM, permettant aux utilisateurs d'effectuer des opérations de mise en relation et de vérification d'informations décentralisées sur la chaîne Bitcoin. Cette méthode de "scalabilité native à la chaîne principale" permet à toutes les fonctionnalités de fonctionner directement sur la chaîne principale de Bitcoin, utilisant des BTC natifs plutôt que des jetons de mapping inter-chaînes.
Le mécanisme central de Thunderbolt
L'objectif de Thunderbolt est de fournir un protocole off-chain doté de capacités de programmation, prenant en charge des opérations Turing-completes, permettant de construire des actifs d'état complexes, des protocoles de liquidité et des applications financières. Son mécanisme central comprend :
Signature multi-signature flexible et ajustable : divisez la signature de Bitcoin en deux parties, détenues respectivement par l'utilisateur et le comité, et réalisez un transfert sécurisé en ajoutant un "petit secret".
Livre de compte du comité tolérant aux pannes asynchrones : un groupe de service composé de plusieurs nœuds est responsable de la comptabilité, même si certains nœuds sont hors ligne, tant que la majorité est en ligne, le livre de compte peut fonctionner normalement.
Finalisation par échange atomique : Assurer la cohérence de la reconstruction off-chain et du rachat on-chain par un échange atomique en trois étapes, afin d'éviter tout manquement unilatéral d'une des parties.
Innovations clés de Thunderbolt
Délégation de signature non interactive et récursive : une structure de signature Schnorr à seuil ajustable a été conçue, simplifiant le processus d'interaction et réduisant les exigences en ligne.
Mise à jour du "verrou" à chaque transfert : à chaque transfert, utilisez un nouveau petit secret pour mettre à jour la signature, afin d'éviter que l'ancienne signature ne soit réutilisée.
Minimiser les opérations sur la chaîne : effectuer des opérations sur la chaîne uniquement au début et à la fin, toutes les modifications intermédiaires étant effectuées hors chaîne, ce qui améliore la confidentialité et l'efficacité.
Garanties de sécurité hors ligne : même si l'utilisateur est hors ligne, tant que la majorité du comité est en ligne, il est possible d'effectuer un transfert ou un rachat, évitant ainsi le risque d'expiration du verrouillage temporel ou de la fermeture malveillante du canal.
Vérification formelle : toutes les étapes clés ont été vérifiées formellement par Tamarin Prover, garantissant la sécurité du protocole.
Thunderbolt par rapport aux solutions existantes
Comparé aux solutions de réseau Lightning existantes, Thunderbolt présente des avantages en termes de sécurité et de complétude théorique :
La conception du protocole peut être prouvée sécurisée
Les utilisateurs malveillants ne peuvent pas tirer un profit unilatéral dans aucune situation.
Cependant, Thunderbolt fait également face à certains défis :
Déploiement complexe, nécessite l'exécution d'une pile de protocole complète
La compatibilité avec la chaîne principale de Bitcoin doit être résolue par une mise en œuvre complexe.
Le soutien à l'écosystème n'est pas encore complet, il en est au stade de recherche précoce.
Impact potentiel et voies de développement de Thunderbolt
Thunderbolt pourrait devenir la solution théorique optimale pour BTCFi, mais elle en est encore à ses débuts. Son développement futur pourrait avoir plusieurs orientations :
Intégré via Rollup : en tant que moteur DeFi de la chaîne latérale Bitcoin, intégré dans diverses solutions L2.
Former un écosystème standard indépendant : développer son propre écosystème réseau, système de maintenance des nœuds et agrégateur, il pourrait y avoir des portefeuilles, nœuds, échanges et pools de liquidité spécialisés.
Remplacé par des solutions plus simples : Si de futurs environnements d'exécution de contrats ou des technologies de chaîne croisée plus efficaces apparaissent, Thunderbolt pourrait devenir un produit de transition.
La plus grande signification de Thunderbolt réside dans le fait qu'il confère à l'actif Bitcoin une "combinabilité des contrats off-chain". Les caractéristiques UTXO Bundling et OP_CAT introduites apportent une programmabilité native au réseau Bitcoin et un meilleur débit on-chain. Cela ouvre la possibilité d'unifier le protocole de l'écosystème Bitcoin et d'intégrer divers jetons, mais il reste encore un certain chemin avant une application pratique.
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Protocole Thunderbolt : une nouvelle paradigme pour l'interaction off-chain de Bitcoin
Bitcoin Thunderbolt protocole : repenser le paradigme d'interaction off-chain
Bitcoin, en tant que pionnier des jetons numériques, a toujours attiré l'attention grâce à ses caractéristiques de décentralisation et d'immutabilité. Cependant, dans la pratique, Bitcoin fait face à des problèmes tels que la lenteur des transactions et des frais élevés, ce qui rend difficile son utilisation dans des scénarios de paiement quotidiens de faible montant. La structure de script de Bitcoin est relativement conservatrice et limite la possibilité de la plupart des interactions off-chain, ce qui est conforme à son intention de conception - il n'est pas destiné à traiter des milliers de transactions par seconde. Mais la demande réelle est objectivement présente, les gens souhaitent pouvoir utiliser Bitcoin de manière simple et rapide, même pour acheter des objets de jeu ou pour faire des dons aux créateurs de contenu vidéo, sans vouloir attendre de longs délais de confirmation.
Réseau Lightning : effet de double tranchant
Le réseau Lightning peut être comparé à un canal rapide à côté de la chaîne principale de Bitcoin. Son idée centrale est d'établir des "canaux de paiement" exclusifs entre les utilisateurs off-chain, permettant un enregistrement à haute fréquence, et finalement synchroniser l'état des fonds lors de la fermeture du canal sur la blockchain. Ce modèle est similaire à la manière dont des amis réglent régulièrement les frais de repas, plutôt que de transférer immédiatement après chaque repas.
Cependant, ce design apparemment astucieux révèle plusieurs problèmes dans l'application pratique. Tout d'abord, la création de canaux de transaction nécessite de verrouiller des fonds à l'avance, ce qui constitue un obstacle pour les utilisateurs. De plus, lorsque les canaux de connexion directe font défaut, le routage des transactions devient compliqué et peut échouer facilement en raison d'un manque de fonds ou d'une indisponibilité des nœuds intermédiaires. Plus grave encore, les utilisateurs doivent rester en ligne pour empêcher l'autre partie de soumettre des transactions expirées pour frauder lors de la fermeture du canal, ce qui est une exigence peu réaliste pour les utilisateurs ordinaires.
Bien que le réseau Lightning fonctionne depuis de nombreuses années, ces problèmes structurels limitent toujours son champ d'application. Les données publiques montrent que le montant des fonds verrouillés dans le réseau Lightning n'est d'environ qu'un million de dollars, ce qui est insignifiant par rapport à la capitalisation boursière de Bitcoin en trillions. Cela pousse l'industrie à réfléchir : est-il possible de concevoir un protocole de paiement off-chain plus complet ?
Aperçu du protocole Thunderbolt
Le protocole Thunderbolt est un plan de mise à niveau par soft fork basé sur la chaîne principale de Bitcoin, qui améliore directement l'évolutivité, les performances des transactions et les capacités programmables de Bitcoin au niveau du protocole. Il ne dépend pas des réseaux de deuxième couche ou des ponts inter-chaînes, mais améliore plutôt la chaîne principale de Bitcoin.
En termes de performance, Thunderbolt adopte la technologie UTXO Bundling, qui regroupe plusieurs sorties de transaction pour les traiter, réduisant ainsi le volume de données des transactions, tout en garantissant la sécurité et en augmentant la vitesse des transactions d'environ 10 fois.
En termes de programmabilité, Thunderbolt réintroduit et étend l'opcode OP_CAT, permettant aux développeurs de construire une logique de script plus complexe et de réaliser des fonctionnalités de contrats intelligents. Cela signifie qu'il est possible de déployer des applications décentralisées directement sur le réseau Bitcoin, sans dépendre de chaînes latérales ou de ponts inter-chaînes.
Dans le cadre de l'intégration des actifs, Thunderbolt a proposé le protocole Goldinals, qui est un cadre d'émission d'actifs basé sur des preuves à divulgation nulle de connaissance et des engagements d'état. Il permet de vérifier sur la chaîne l'existence et l'état de chaque jeton, sans avoir besoin de faire appel à des institutions de confiance externes.
Thunderbolt a également introduit le système BitMM, permettant aux utilisateurs d'effectuer des opérations de mise en relation et de vérification d'informations décentralisées sur la chaîne Bitcoin. Cette méthode de "scalabilité native à la chaîne principale" permet à toutes les fonctionnalités de fonctionner directement sur la chaîne principale de Bitcoin, utilisant des BTC natifs plutôt que des jetons de mapping inter-chaînes.
Le mécanisme central de Thunderbolt
L'objectif de Thunderbolt est de fournir un protocole off-chain doté de capacités de programmation, prenant en charge des opérations Turing-completes, permettant de construire des actifs d'état complexes, des protocoles de liquidité et des applications financières. Son mécanisme central comprend :
Signature multi-signature flexible et ajustable : divisez la signature de Bitcoin en deux parties, détenues respectivement par l'utilisateur et le comité, et réalisez un transfert sécurisé en ajoutant un "petit secret".
Livre de compte du comité tolérant aux pannes asynchrones : un groupe de service composé de plusieurs nœuds est responsable de la comptabilité, même si certains nœuds sont hors ligne, tant que la majorité est en ligne, le livre de compte peut fonctionner normalement.
Finalisation par échange atomique : Assurer la cohérence de la reconstruction off-chain et du rachat on-chain par un échange atomique en trois étapes, afin d'éviter tout manquement unilatéral d'une des parties.
Innovations clés de Thunderbolt
Délégation de signature non interactive et récursive : une structure de signature Schnorr à seuil ajustable a été conçue, simplifiant le processus d'interaction et réduisant les exigences en ligne.
Mise à jour du "verrou" à chaque transfert : à chaque transfert, utilisez un nouveau petit secret pour mettre à jour la signature, afin d'éviter que l'ancienne signature ne soit réutilisée.
Minimiser les opérations sur la chaîne : effectuer des opérations sur la chaîne uniquement au début et à la fin, toutes les modifications intermédiaires étant effectuées hors chaîne, ce qui améliore la confidentialité et l'efficacité.
Garanties de sécurité hors ligne : même si l'utilisateur est hors ligne, tant que la majorité du comité est en ligne, il est possible d'effectuer un transfert ou un rachat, évitant ainsi le risque d'expiration du verrouillage temporel ou de la fermeture malveillante du canal.
Vérification formelle : toutes les étapes clés ont été vérifiées formellement par Tamarin Prover, garantissant la sécurité du protocole.
Thunderbolt par rapport aux solutions existantes
Comparé aux solutions de réseau Lightning existantes, Thunderbolt présente des avantages en termes de sécurité et de complétude théorique :
Cependant, Thunderbolt fait également face à certains défis :
Impact potentiel et voies de développement de Thunderbolt
Thunderbolt pourrait devenir la solution théorique optimale pour BTCFi, mais elle en est encore à ses débuts. Son développement futur pourrait avoir plusieurs orientations :
Intégré via Rollup : en tant que moteur DeFi de la chaîne latérale Bitcoin, intégré dans diverses solutions L2.
Former un écosystème standard indépendant : développer son propre écosystème réseau, système de maintenance des nœuds et agrégateur, il pourrait y avoir des portefeuilles, nœuds, échanges et pools de liquidité spécialisés.
Remplacé par des solutions plus simples : Si de futurs environnements d'exécution de contrats ou des technologies de chaîne croisée plus efficaces apparaissent, Thunderbolt pourrait devenir un produit de transition.
La plus grande signification de Thunderbolt réside dans le fait qu'il confère à l'actif Bitcoin une "combinabilité des contrats off-chain". Les caractéristiques UTXO Bundling et OP_CAT introduites apportent une programmabilité native au réseau Bitcoin et un meilleur débit on-chain. Cela ouvre la possibilité d'unifier le protocole de l'écosystème Bitcoin et d'intégrer divers jetons, mais il reste encore un certain chemin avant une application pratique.