O Bitcoin, referido como BTC, é um sistema de criptomoeda de código aberto baseado no consenso descentralizado do blockchain e operado por meio de comunicação de rede peer-to-peer. É mantido conjuntamente por redes de computadores e nós em todo o mundo. No entanto, à medida que a comunidade ecológica e de criptografia continuam a se desenvolver e expandir, a tecnologia BTC inicial não pode mais atender às necessidades dos usuários para a escalabilidade do sistema de criptomoeda. Modificar diretamente o protocolo subjacente do BTC não é apenas complexo, mas também enfrenta grande resistência da comunidade, aumenta os riscos do sistema e pode desencadear bifurcações difíceis e divisões comunitárias. Portanto, a solução BTC Layer 2 tornou-se uma escolha mais adequada - construindo uma nova camada, ela é compatível com o BTC sem alterar o BTC e atende às necessidades dos usuários para escalabilidade. A equipe de segurança Chainsource analisou abrangentemente a segurança do BTC Layer 2 em múltiplos aspectos, como soluções L2, medidas de proteção e desenvolvimento futuro, esperando fornecer referências valiosas para todos.

Soluções Layer2 BTC e possíveis problemas de segurança

BTC Layer2 refere-se à tecnologia de expansão de segunda camada do Bitcoin (BTC). Este tipo de tecnologia tem como objetivo aumentar a velocidade das transações do Bitcoin, reduzir as taxas de processamento, aumentar a escalabilidade e resolver uma série de problemas enfrentados pelo BTC. Atualmente existem muitas soluções BTC Layer2, as mais conhecidas incluem a Lightning Network, Rootstock, Stacks, etc. Além disso, alguns projetos e protocolos como Liquid, Rollkit e RGB também possuem cenários de uso específicos.

1. Rede Lightning

A Lightning Network é provavelmente a solução Layer 2 mais conhecida para BTC. Ela funciona como uma rede off-chain, permitindo que os participantes realizem transações rápidas e de baixo custo sem registrar cada transação na blockchain do Bitcoin. Ao criar uma rede de canais de pagamento, a Lightning Network permite micro-transações e reduz significativamente a congestão na cadeia principal. Cenários de uso:

Micropagamentos/pagamentos peer-to-peer/comércio eletrónico e transações de retalho para criadores de conteúdo. Características principais:

• Pagamentos Instantâneos: As transações são liquidadas imediatamente.
• Baixas taxas: Taxas muito baixas, adequadas para microtransações.
• Escalabilidade: Capacidade de lidar com milhões de transações por segundo.

Pergunta de segurança:

• Ataques de Canal: A Lightning Network depende de canais de pagamento, que podem ser atacados por atacantes usando transações obsoletas ou encerramentos fraudulentos de canais.
• Problemas de liquidez: Se os fundos estiverem concentrados em alguns nós, esses nós podem tornar-se alvos de ataques, resultando numa rede menos descentralizada.
• Ataques de divisão de rede Um atacante pode tentar dividir a rede, fazendo com que diferentes partes da rede fiquem fora de sincronia.

2. Rootstock (RSK) Rootstock, também conhecido como RSK, é uma plataforma de contratos inteligentes construída sobre o Bitcoin. Ela aproveita a segurança do Bitcoin enquanto suporta contratos inteligentes compatíveis com Ethereum. A RSK opera como uma sidechain do Bitcoin, utilizando um mecanismo de pino bidirecional para permitir que BTC flua entre a rede Bitcoin e a blockchain RSK. Cenários de uso: aplicações de finanças descentralizadas (DeFi)/emissão de tokens na rede Bitcoin/aplicações cross-chain. Principais recursos:

• Contrato Inteligente: Compatível com Ethereum e suporta aplicações DeFi.
• Mineração federada: Os mineiros de Bitcoin podem minerar RSK ao mesmo tempo, aumentando a segurança da rede.
• Interoperabilidade: Ligando Bitcoin com funcionalidade semelhante à Ethereum.

Questão de segurança:

• Gastos Duplos: RSK como uma sidechain pode estar sujeita a um ataque de gastos duplos em certas circunstâncias, especialmente ao transferir BTC entre Bitcoin e RSK.
• Vulnerabilidades do contrato inteligente: RSK permite a implementação de contratos inteligentes, o que a expõe a riscos semelhantes de vulnerabilidade de contrato inteligente como o Ethereum, tais como ataques de reentrância, estouro de inteiro, etc.

3.StacksStacks é uma solução única de Camada 2 que traz contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (dApps) para o Bitcoin. Ao contrário de outras Camadas 2, o Stacks introduz um novo mecanismo de consenso - Proof of Transfer (PoX), que âncora as transações Stacks na blockchain do Bitcoin. Cenários de uso: plataforma de NFTs / serviços de finanças descentralizadas (DeFi) / soluções de governança e identidade. Principais características:

• Contratos Inteligentes: Clarity, uma linguagem de segurança projetada para contratos inteligentes previsíveis.

Bitcoin Ancorado: As transações são garantidas pelo Bitcoin.

• Aplicações Descentralizadas (dApps): Permitem aos desenvolvedores construir aplicações descentralizadas na Bitcoin.

Cenários de uso: plataforma lNFT/serviços de finanças descentralizadas (DeFi)/soluções de governança e identidade. Questão de segurança:

• Ataques de Consenso: Desde o PoX, o mecanismo de consenso do Stacks, depende da rede Bitcoin, os atacantes podem tentar afetar o consenso do Stacks manipulando a rede Bitcoin.

• Vulnerabilidades do Contrato Inteligente: Tal como outras plataformas de contratos inteligentes, Stacks enfrenta potenciais vulnerabilidades no código do contrato inteligente.

  4. Liquid é uma solução Layer 2 baseada em sidechain dedicada a melhorar a velocidade e a privacidade das transações do Bitcoin. Desenvolvido pela Blockstream, o Liquid é ideal para traders e exchanges, permitindo liquidações mais rápidas e transações confidenciais. Cenários de uso: negociação de alta frequência/pagamentos transfronteiriços/emissão de ativos tokenizados. Principais recursos:

• Transações confidenciais: O valor da transação é oculto para aumentar a privacidade.
• Liquidação Rápida: As transações são liquidadas em aproximadamente 2 minutos.
• Emissão de Ativos: Permite a criação de ativos digitais na rede Bitcoin.

Questão de segurança:

• Riscos de dependência da cadeia principal: Liquid, como uma side chain, depende da segurança da rede principal do Bitcoin. Quaisquer ataques ou vulnerabilidades na rede principal podem afetar o Liquid.
• Risco de privacidade: Embora a Liquid suporte transações confidenciais, a privacidade pode ainda ser comprometida se as chaves não forem geridas corretamente.

5.Rollkit Rollkit é um projeto emergente que visa trazer Rollups, uma solução de dimensionamento popular no ecossistema Ethereum, para Bitcoin. Rollups agregam várias transações em um lote que é então enviado para o blockchain do Bitcoin, reduzindo a carga da rede e diminuindo as taxas. Cenários de uso: aplicações DeFi escaláveis / agregação de micropagamentos / aplicações descentralizadas com alto rendimento. Principais recursos:

• Escalabilidade: Aumentar drasticamente a taxa de transações.
• Eficiência de custos: Reduza as taxas processando transações em lotes.
• Segurança: Herde o modelo de segurança do Bitcoin.

Pergunta de segurança:

• Ataques de Disponibilidade de Dados: No esquema Rollups, se os dados estiverem indisponíveis, o verificador pode não conseguir verificar a validade da transação.
• Questões de incentivo econômico: Os Rollups precisam projetar um mecanismo de incentivo econômico forte para evitar que os participantes tentem obter benefícios por meios injustos.

6. RGBRGB é um sistema de contrato inteligente que utiliza o modelo UTXO do Bitcoin. Ele é projetado para suportar contratos inteligentes complexos, ao mesmo tempo em que mantém a privacidade e a escalabilidade do Bitcoin. O RGB se concentra em criar um ambiente fora da cadeia onde os contratos inteligentes podem ser executados com impacto mínimo na cadeia principal. Cenários de uso: tokenização de ativos / aplicações de privacidade / desenvolvimento flexível de contratos inteligentes. Principais recursos:

• Com base em UTXO: Mantendo as características de segurança e privacidade do Bitcoin.
• Execução fora da cadeia: Minimizar a ocupação na cadeia.
• Personalização: Suporta uma ampla gama de cenários de aplicação de contratos inteligentes.

Questão de segurança:

• Risco de complexidade do contrato inteligente: Os contratos inteligentes nos sistemas RGB podem ser muito complexos, o que leva a um aumento das vulnerabilidades de segurança potenciais.
• Problemas de credibilidade na execução fora da cadeia: A RGB depende do ambiente fora da cadeia para a execução de contratos inteligentes. Se o ambiente de execução for atacado ou manipulado, a segurança do contrato pode ser afetada.

Medidas de segurança existentesA solução BTC Layer 2 mostra grande potencial na melhoria da escalabilidade e funcionalidade da rede Bitcoin, mas também introduz um novo conjunto de desafios de segurança. A segurança se tornará um dos principais fatores para seu sucesso e adoção generalizada. Para lidar com possíveis riscos de segurança, o BTC Layer2 pode adotar as seguintes precauções de segurança principais:

• Segurança do canal e proteção financeira

Multisig & Timelocks (Multisig & Timelocks): Como na Lightning Network, os fundos geralmente são armazenados em endereços com várias assinaturas, e os fundos só podem ser transferidos depois que todas as partes relevantes chegarem a um consenso. O mecanismo de bloqueio de tempo garante que, em caso de litígio, os fundos não sejam permanentemente bloqueados e possam eventualmente ser devolvidos ao proprietário. Fiabilidade das transações fora da cadeia: Ao utilizar transações fora da cadeia, os utilizadores podem realizar transações rapidamente, mas estas transações ainda precisam de ser sincronizadas com a cadeia principal regularmente para evitar gastos duplos ou perda de fundos.

• Mecanismos à prova de fraude e de contestação

Provas de Fraude: Em algumas soluções de Camada 2 (como Rollup), as provas de fraude são usadas para detectar e responder a operações maliciosas. Por exemplo, se uma parte tentar enviar uma atualização de status inválida, outros participantes podem desafiá-la com uma prova de fraude para impedir que transações inválidas sejam enviadas à cadeia. Período de Desafio: Dê aos usuários um período de tempo para revisar e desafiar transações suspeitas, melhorando assim a segurança da rede.

• Robustez de rede e protocolo

Atualizações de protocolo e auditorias: Os protocolos são regularmente revisados e atualizados para corrigir vulnerabilidades conhecidas e melhorar a segurança. Por exemplo, no Rootstock ou Stacks, auditorias de código e revisões da comunidade são cruciais para manter os contratos inteligentes seguros. Nós operacionais descentralizados: Ao aumentar o grau de distribuição de nós, a possibilidade de falha em um único ponto na rede é reduzida, melhorando assim a resistência da rede a ataques.

• Privacidade e proteção de dados

Comunicações criptografadas: Garanta que as comunicações entre todos os participantes sejam criptografadas, evitando ataques de intermediários ou vazamentos de dados. Provas de conhecimento zero: Em algumas soluções de Camada 2, provas de conhecimento zero são introduzidas para aumentar a privacidade e segurança e evitar o vazamento de informações sensíveis das partes envolvidas na transação.

• Educação do Utilizador e Aviso de Risco

Melhorar a consciencialização da segurança do utilizador: Educar os utilizadores sobre os riscos das redes de Camada 2 e incentivá-los a utilizar carteiras fiáveis e métodos de operação seguros. Aviso de risco: Ao utilizar soluções de Camada 2, os utilizadores são lembrados dos possíveis riscos, como a complexidade das transações fora da cadeia ou disputas quando os canais são fechados.

• Segurança das transações fora da cadeia

Segurança do Canal de Estado: Garantir a integridade do status off-chain e enviar regularmente atualizações de status à main chain para reduzir o risco de roubo ou fraude de fundos. Essas medidas trabalham juntas para garantir a segurança da rede de segunda camada do Bitcoin e fornecer aos usuários um ambiente de negociação confiável e escalável.

Tendências futuras de desenvolvimento de segurança

A indústria está a mudar rapidamente, e novas Camada 2 de BTC nascem a cada segundo, mas o que permanece inalterado é a tendência inevitável do desenvolvimento do ecossistema BTC em direção à segunda camada. O BTC é um comboio em que todos querem entrar. Apesar dos desafios, o futuro do ecossistema BTC está repleto de possibilidades infinitas. Desde um consenso de distribuição justa até uma solução de escalabilidade baseada em inscrições, até uma solução de escalabilidade totalmente madura que busca uma segurança forte compartilhada com o BTC, o ecossistema Bitcoin está passando por mudanças históricas:

• Desbloqueando o mercado DeFi: Ao permitir recursos como soluções de Camada 2 compatíveis com EVM, o Bitcoin pode aproveitar o mercado DeFi de vários bilhões de dólares. Isso não apenas expande a utilidade do Bitcoin, mas também desbloqueia novos mercados financeiros que anteriormente eram acessíveis apenas através do Ethereum e blockchains programáveis semelhantes.
• Cenários de uso expandidos: Essas plataformas de Camada 2 não apenas suportam transações financeiras, mas também suportam várias aplicações em campos como finanças, jogos, NFT ou sistemas de identidade, expandindo assim muito o escopo original do Bitcoin como uma moeda simples.

A rede de segunda camada utiliza a prova de conhecimento zero para aumentar a segurança, a tecnologia Rollup melhora a escalabilidade, a prova de fraude garante a segurança das suas transações, etc. Estas tecnologias não só se espera que melhorem significativamente a escalabilidade e eficiência da rede BTC, mas também introduzam novos tipos de ativos e métodos de transação, abrindo novas oportunidades para utilizadores e programadores. No entanto, alcançar com sucesso estes objetivos requer um esforço concertado do consenso da comunidade, maturidade técnica e validação prática. Na procura das soluções L2 mais eficazes, a segurança, a descentralização e a otimização da experiência do utilizador permanecerão como prioridades máximas. Olhando para o futuro, com o avanço tecnológico e a colaboração da comunidade, espera-se que a tecnologia BTC L2 liberte novo potencial no ecossistema Bitcoin e traga mais inovação e valor para o mundo das criptomoedas.

Conclusão

A enorme procura do mercado e a livre concorrência no mercado darão certamente origem à inovação tecnológica. O futuro das soluções L2 está intimamente relacionado com o desenvolvimento global da tecnologia blockchain. Através de uma análise aprofundada das soluções BTC Layer2 e potenciais desafios de segurança, revelamos os riscos que enfrenta em contratos inteligentes, verificação de identidade, proteção de dados e muito mais. Embora haja atualmente uma variedade de medidas de proteção em vigor, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, o BTC Layer2 ainda precisa continuar a inovar em áreas como a tecnologia ZK, segurança entre cadeias e até criptografia quântica para lidar com desafios de segurança futuros. À medida que a tecnologia blockchain amadurece, podemos esperar que mais inovação e mudança ocorram. Primeiro, à medida que a tecnologia continua a amadurecer e padronizar, as soluções L2 serão mais estáveis e confiáveis. Em segundo lugar, à medida que o ecossistema continua a se expandir, o Bitcoin será aplicado em mais cenários e indústrias, promovendo ainda mais o desenvolvimento de toda a indústria de criptomoedas. . No geral, o lançamento intensivo da mainnet do projeto Bitcoin Layer 2 marca um novo marco para a rede Bitcoin.

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