Protocolo Thunderbolt de Bitcoin: repensando el paradigma de interacción off-chain
Bitcoin, como pionero de las criptomonedas, ha sido objeto de gran atención por su naturaleza descentralizada e inmutable. Sin embargo, en la práctica, Bitcoin enfrenta problemas como la lentitud en las transacciones y altas tarifas, lo que dificulta su uso en escenarios cotidianos de pagos pequeños. La estructura de script de Bitcoin es bastante conservadora, limitando la posibilidad de la mayoría de las interacciones off-chain, lo que es consistente con su diseño original: no fue creado para procesar miles de transacciones por segundo. Pero la demanda real es objetiva; la gente desea poder usar Bitcoin de manera cómoda y rápida, incluso para comprar objetos en juegos o dar propinas a creadores de video, y no quiere esperar largos tiempos de confirmación.
Red Lightning: Efecto de espada de doble filo
La red Lightning se puede comparar con un canal rápido al lado de la cadena principal de Bitcoin. Su idea central es establecer "canales de pago" exclusivos entre usuarios off-chain, permitiendo un registro de alta frecuencia, y finalmente solo sincronizar el estado de los fondos al cerrar el canal en la blockchain. Este modelo es similar a la forma en que los amigos liquidan regularmente los gastos de las comidas, en lugar de transferir inmediatamente después de cada comida.
Sin embargo, este diseño que parece ingenioso revela múltiples problemas en la práctica. Primero, establecer un canal de transacciones requiere bloquear fondos por adelantado, lo que representa un obstáculo para los usuarios. En segundo lugar, cuando faltan canales de conexión directa, el enrutamiento de transacciones se vuelve complejo y puede fallar fácilmente debido a la falta de fondos o la disponibilidad de nodos intermedios. Más grave aún, los usuarios deben mantenerse en línea para evitar que la otra parte presente transacciones vencidas para cometer fraude cuando el canal se cierra, lo que es un requisito poco práctico para los usuarios comunes.
A pesar de que la red Lightning ha estado en funcionamiento durante varios años, estos problemas estructurales han limitado constantemente su alcance de aplicación. Los datos públicos muestran que la cantidad de fondos bloqueados en la red Lightning es de solo alrededor de 100 millones de dólares, lo cual es insignificante en relación con la capitalización de mercado de Bitcoin en billones. Esto ha llevado a la industria a reflexionar: ¿es posible diseñar un protocolo de pago off-chain más completo?
Resumen del protocolo Thunderbolt
El protocolo Thunderbolt es un esquema de actualización de bifurcación suave basado en la cadena principal de Bitcoin, que mejora directamente la escalabilidad, el rendimiento de las transacciones y la capacidad de programación de Bitcoin a nivel de protocolo. No depende de redes de segunda capa ni puentes entre cadenas, sino que realiza mejoras en la cadena principal de Bitcoin.
En términos de rendimiento, Thunderbolt utiliza la tecnología de agrupamiento UTXO, que agrega múltiples salidas de transacciones, comprimiendo la cantidad de datos de transacción y aumentando la velocidad de transacción aproximadamente 10 veces, garantizando al mismo tiempo la seguridad.
En términos de programabilidad, Thunderbolt ha reintroducido y ampliado el opcode OP_CAT, lo que permite a los desarrolladores construir lógica de scripts más compleja y realizar funciones de contratos inteligentes. Esto significa que se pueden desplegar aplicaciones descentralizadas directamente en la red de Bitcoin, sin necesidad de depender de cadenas laterales o puentes entre cadenas.
En cuanto a la integración de protocolos de activos, Thunderbolt ha propuesto el estándar unificado Goldinals, que es un marco de emisión de activos basado en pruebas de conocimiento cero y compromisos de estado. Permite verificar en la cadena la existencia y el estado de cada token sin depender de agencias de confianza externas.
Thunderbolt también ha introducido el sistema BitMM, que permite a los usuarios realizar emparejamiento de transacciones y verificación de información descentralizada en la cadena de Bitcoin. Este método de "expansión nativa de la cadena principal" permite que todas las funciones se ejecuten directamente en la cadena principal de Bitcoin, utilizando BTC nativo en lugar de tokens mapeados entre cadenas.
Mecanismo central de Thunderbolt
El objetivo de diseño de Thunderbolt es proporcionar un protocolo off-chain con capacidad de programación, que soporte operaciones Turing-completas y que pueda construir activos de estado complejos, protocolos de liquidez y aplicaciones financieras. Sus mecanismos centrales incluyen:
Firma multifirma flexible y ajustable: la firma de Bitcoin se divide en dos partes, que son poseídas por el usuario y el comité respectivamente, logrando una transferencia segura mediante la adición de "pequeño secreto".
Libro mayor de comité con tolerancia a fallos asincrónicos: un grupo de servicio compuesto por múltiples nodos es responsable de la contabilidad, incluso si algunos nodos están fuera de línea, siempre que la mayoría esté en línea, el libro mayor puede seguir funcionando con normalidad.
Finalización de intercambio atómico: asegurar la consistencia entre la reconstrucción off-chain y el rescate on-chain a través de tres pasos de intercambio atómico, previniendo cualquier incumplimiento unilateral por parte de cualquiera de las partes.
Innovaciones clave de Thunderbolt
Delegación de firma no interactiva y recursiva: se ha diseñado una estructura de firma Schnorr con umbral ajustable que simplifica el proceso de interacción y reduce los requisitos en línea.
Cada vez que se realice una transferencia se actualizará el "bloqueo": se usará un nuevo secreto pequeño para actualizar la firma en cada transferencia, evitando que se reutilice una firma antigua.
Minimización de operaciones en la cadena: realizar operaciones en la cadena solo al inicio y al final, completando todos los cambios intermedios fuera de la cadena, aumentando la privacidad y la eficiencia.
Seguridad fuera de línea: incluso si el usuario está desconectado, siempre que la mayoría del comité esté en línea, se podrá completar la transferencia o el canje, evitando el riesgo de que expire el bloqueo temporal o el cierre malicioso del canal.
Verificación formal: Todos los pasos clave han sido verificados formalmente por Tamarin Prover, asegurando la seguridad del protocolo.
Thunderbolt en comparación con soluciones existentes
En comparación con las soluciones actuales de la red Lightning, Thunderbolt tiene ventajas en términos de seguridad y completitud teórica:
El diseño del protocolo puede ser demostrado como seguro
Los usuarios malintencionados no pueden beneficiarse unilateralmente en ninguna circunstancia.
Sin embargo, Thunderbolt también enfrenta algunos desafíos:
Despliegue complejo, requiere ejecutar una pila de protocolos completa.
La compatibilidad con la cadena principal de Bitcoin necesita ser resuelta a través de implementaciones complejas.
El soporte ecológico aún no está completo, se encuentra en etapas tempranas de investigación.
Impacto potencial y trayectoria de Thunderbolt
Thunderbolt podría convertirse en la solución teórica óptima para BTCFi, pero actualmente aún se encuentra en una etapa temprana. Su desarrollo futuro podría tener las siguientes direcciones:
Integrado en Rollup: como motor DeFi de la cadena lateral de Bitcoin, integrado en varias soluciones L2.
Formar un ecosistema estándar independiente: desarrollar su propia ecología de red, sistema de operación de nodos y agregador, lo que podría dar lugar a billeteras, nodos, intercambios y piscinas de liquidez especializadas.
Reemplazado por soluciones más simples: Si en el futuro aparece un entorno de ejecución de contratos más eficiente o tecnología de cadena cruzada, Thunderbolt podría convertirse en un producto de transición.
El mayor significado de Thunderbolt radica en otorgar a los activos de Bitcoin la "combinabilidad de contratos off-chain". Las características introducidas de UTXO Bundling y OP_CAT brindan programación nativa a la red de Bitcoin y una mayor capacidad de procesamiento en la cadena. Esto ofrece la posibilidad de unificar el protocolo del ecosistema de Bitcoin e integrar varios activos, aunque todavía queda un camino por recorrer para su aplicación real.
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ChainComedian
· 08-13 22:36
Esta transacción rompió el cerco.
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0xInsomnia
· 08-13 01:56
off-chain interacción buen futuro
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CryptoGoldmine
· 08-13 01:54
La eficiencia y la potencia computacional coexisten.
Protocolo Thunderbolt: un paradigma innovador para la interacción off-chain de Bitcoin
Protocolo Thunderbolt de Bitcoin: repensando el paradigma de interacción off-chain
Bitcoin, como pionero de las criptomonedas, ha sido objeto de gran atención por su naturaleza descentralizada e inmutable. Sin embargo, en la práctica, Bitcoin enfrenta problemas como la lentitud en las transacciones y altas tarifas, lo que dificulta su uso en escenarios cotidianos de pagos pequeños. La estructura de script de Bitcoin es bastante conservadora, limitando la posibilidad de la mayoría de las interacciones off-chain, lo que es consistente con su diseño original: no fue creado para procesar miles de transacciones por segundo. Pero la demanda real es objetiva; la gente desea poder usar Bitcoin de manera cómoda y rápida, incluso para comprar objetos en juegos o dar propinas a creadores de video, y no quiere esperar largos tiempos de confirmación.
Red Lightning: Efecto de espada de doble filo
La red Lightning se puede comparar con un canal rápido al lado de la cadena principal de Bitcoin. Su idea central es establecer "canales de pago" exclusivos entre usuarios off-chain, permitiendo un registro de alta frecuencia, y finalmente solo sincronizar el estado de los fondos al cerrar el canal en la blockchain. Este modelo es similar a la forma en que los amigos liquidan regularmente los gastos de las comidas, en lugar de transferir inmediatamente después de cada comida.
Sin embargo, este diseño que parece ingenioso revela múltiples problemas en la práctica. Primero, establecer un canal de transacciones requiere bloquear fondos por adelantado, lo que representa un obstáculo para los usuarios. En segundo lugar, cuando faltan canales de conexión directa, el enrutamiento de transacciones se vuelve complejo y puede fallar fácilmente debido a la falta de fondos o la disponibilidad de nodos intermedios. Más grave aún, los usuarios deben mantenerse en línea para evitar que la otra parte presente transacciones vencidas para cometer fraude cuando el canal se cierra, lo que es un requisito poco práctico para los usuarios comunes.
A pesar de que la red Lightning ha estado en funcionamiento durante varios años, estos problemas estructurales han limitado constantemente su alcance de aplicación. Los datos públicos muestran que la cantidad de fondos bloqueados en la red Lightning es de solo alrededor de 100 millones de dólares, lo cual es insignificante en relación con la capitalización de mercado de Bitcoin en billones. Esto ha llevado a la industria a reflexionar: ¿es posible diseñar un protocolo de pago off-chain más completo?
Resumen del protocolo Thunderbolt
El protocolo Thunderbolt es un esquema de actualización de bifurcación suave basado en la cadena principal de Bitcoin, que mejora directamente la escalabilidad, el rendimiento de las transacciones y la capacidad de programación de Bitcoin a nivel de protocolo. No depende de redes de segunda capa ni puentes entre cadenas, sino que realiza mejoras en la cadena principal de Bitcoin.
En términos de rendimiento, Thunderbolt utiliza la tecnología de agrupamiento UTXO, que agrega múltiples salidas de transacciones, comprimiendo la cantidad de datos de transacción y aumentando la velocidad de transacción aproximadamente 10 veces, garantizando al mismo tiempo la seguridad.
En términos de programabilidad, Thunderbolt ha reintroducido y ampliado el opcode OP_CAT, lo que permite a los desarrolladores construir lógica de scripts más compleja y realizar funciones de contratos inteligentes. Esto significa que se pueden desplegar aplicaciones descentralizadas directamente en la red de Bitcoin, sin necesidad de depender de cadenas laterales o puentes entre cadenas.
En cuanto a la integración de protocolos de activos, Thunderbolt ha propuesto el estándar unificado Goldinals, que es un marco de emisión de activos basado en pruebas de conocimiento cero y compromisos de estado. Permite verificar en la cadena la existencia y el estado de cada token sin depender de agencias de confianza externas.
Thunderbolt también ha introducido el sistema BitMM, que permite a los usuarios realizar emparejamiento de transacciones y verificación de información descentralizada en la cadena de Bitcoin. Este método de "expansión nativa de la cadena principal" permite que todas las funciones se ejecuten directamente en la cadena principal de Bitcoin, utilizando BTC nativo en lugar de tokens mapeados entre cadenas.
Mecanismo central de Thunderbolt
El objetivo de diseño de Thunderbolt es proporcionar un protocolo off-chain con capacidad de programación, que soporte operaciones Turing-completas y que pueda construir activos de estado complejos, protocolos de liquidez y aplicaciones financieras. Sus mecanismos centrales incluyen:
Firma multifirma flexible y ajustable: la firma de Bitcoin se divide en dos partes, que son poseídas por el usuario y el comité respectivamente, logrando una transferencia segura mediante la adición de "pequeño secreto".
Libro mayor de comité con tolerancia a fallos asincrónicos: un grupo de servicio compuesto por múltiples nodos es responsable de la contabilidad, incluso si algunos nodos están fuera de línea, siempre que la mayoría esté en línea, el libro mayor puede seguir funcionando con normalidad.
Finalización de intercambio atómico: asegurar la consistencia entre la reconstrucción off-chain y el rescate on-chain a través de tres pasos de intercambio atómico, previniendo cualquier incumplimiento unilateral por parte de cualquiera de las partes.
Innovaciones clave de Thunderbolt
Delegación de firma no interactiva y recursiva: se ha diseñado una estructura de firma Schnorr con umbral ajustable que simplifica el proceso de interacción y reduce los requisitos en línea.
Cada vez que se realice una transferencia se actualizará el "bloqueo": se usará un nuevo secreto pequeño para actualizar la firma en cada transferencia, evitando que se reutilice una firma antigua.
Minimización de operaciones en la cadena: realizar operaciones en la cadena solo al inicio y al final, completando todos los cambios intermedios fuera de la cadena, aumentando la privacidad y la eficiencia.
Seguridad fuera de línea: incluso si el usuario está desconectado, siempre que la mayoría del comité esté en línea, se podrá completar la transferencia o el canje, evitando el riesgo de que expire el bloqueo temporal o el cierre malicioso del canal.
Verificación formal: Todos los pasos clave han sido verificados formalmente por Tamarin Prover, asegurando la seguridad del protocolo.
Thunderbolt en comparación con soluciones existentes
En comparación con las soluciones actuales de la red Lightning, Thunderbolt tiene ventajas en términos de seguridad y completitud teórica:
Sin embargo, Thunderbolt también enfrenta algunos desafíos:
Impacto potencial y trayectoria de Thunderbolt
Thunderbolt podría convertirse en la solución teórica óptima para BTCFi, pero actualmente aún se encuentra en una etapa temprana. Su desarrollo futuro podría tener las siguientes direcciones:
Integrado en Rollup: como motor DeFi de la cadena lateral de Bitcoin, integrado en varias soluciones L2.
Formar un ecosistema estándar independiente: desarrollar su propia ecología de red, sistema de operación de nodos y agregador, lo que podría dar lugar a billeteras, nodos, intercambios y piscinas de liquidez especializadas.
Reemplazado por soluciones más simples: Si en el futuro aparece un entorno de ejecución de contratos más eficiente o tecnología de cadena cruzada, Thunderbolt podría convertirse en un producto de transición.
El mayor significado de Thunderbolt radica en otorgar a los activos de Bitcoin la "combinabilidad de contratos off-chain". Las características introducidas de UTXO Bundling y OP_CAT brindan programación nativa a la red de Bitcoin y una mayor capacidad de procesamiento en la cadena. Esto ofrece la posibilidad de unificar el protocolo del ecosistema de Bitcoin e integrar varios activos, aunque todavía queda un camino por recorrer para su aplicación real.