"Мы ожидаем, что следующий цикл экспоненциального роста блокчейна произойдет благодаря масштабному применению Биткойна".

После официального открытия в Гонконге лаборатории Satoshi Lab, спонсорами которой являются Web3 Labs и Waterdrip Capital, дискуссии об экосистеме Биткойна постепенно поднимаются по всему криптовалютному рынку. Использование решений для верификации на стороне клиента для создания смарт-контрактов на скриптах Биткойна, совместимых с бесконечно масштабируемой Lightning Network для транзакций по каналам, может стать тем блоком в треугольнике, который одновременно обеспечивает "безопасность, децентрализацию и масштабируемость" Цепочки крупномасштабных прикладных решений.

В этой статье Вы найдете научно-популярное объяснение некоторых основных концепций экосистемы Биткойна. От "Невозможного треугольника блокчейна", препятствующего масштабному применению, до "Молниеносной сети" Биткойна, которая преодолевает "Невозможный треугольник", и современных решений в области криптовалют Биткойна и принципов модели UTXO.

Что мешает широкомасштабному применению блокчейна?

Виталик Бутерин, основатель Ethereum, и Чанг Чао, основатель Babbitt, высказали мнение, что "блокчейн-сети не могут достичь безопасности, децентрализации и масштабируемости одновременно", что является "невозможным треугольником блокчейна". Проблема "Невозможного треугольника" долгое время препятствовала широкомасштабному применению блокчейна.

Основываясь на обеспечении безопасности, компания Ethereum в течение последних десяти лет уделяла особое внимание развитию децентрализации и продолжала внедрять инновации на инфраструктурном уровне базовой публичной цепи, чтобы расширить возможности масштабирования публичной цепи Ethereum. Чтобы достичь этой цели, за последние десять лет Ethereum также итерировался над различными алгоритмами эфира, шардингом, роллапом и другими технологиями.

Что же касается проблемы масштабируемости, то, судя по Ethereum и его попыткам создания второго уровня, похоже, что пока решение будет ограничено блокчейном, будет существовать верхний предел производительности. Даже самому мощному блокчейну, который мы видим в настоящее время, все еще трудно преодолеть верхний предел TPS (транзакций в секунду). Это далеко от требований крупномасштабного коммерческого применения миллионов TPS, и мировой промышленности еще предстоит огромный пробел для достижения цели в сотни миллионов TPS. Для основных публичных цепей, будь то Ethereum или Bitcoin, все они сталкиваются с узким местом - "Как решить проблему масштабируемости?".

Как работает сеть Lightning Network?

Lightning Network использует внецепочечные вычисления, то есть "Платежный канал", чтобы полностью решить проблему масштабируемости "Невозможного треугольника" - если он построен с достаточным количеством каналов, Вы можете выполнять любое количество одновременных транзакций.

Принцип сети молний

1. Возьмем в качестве аналогии банковскую систему: если А и Б открывают счет и переводят деньги. Когда два человека находятся в одном банке, клиринг происходит в пределах одного банка. Когда А и Б не находятся в одном банке, им необходимо проводить межбанковские расчетные операции через центральный банк.
2. Сеть Lightning Network имитирует способ банковского клиринга: Пользователи A и B открывают между собой канал Lightning через Lightning Network. Когда канал открыт, A и B используют его для расчетов непосредственно в Lightning Network без расчетов на блокчейне Биткойна. Только когда канал закрыт, A и B должны пересечь Lightning Network, чтобы договориться на блокчейне Биткойна.

Процесс работы канала молнии

1. Оплата резервов: Подобно традиционному сценарию, когда для открытия банковского счета Вам необходимо заранее внести резервы, открытие канала Lightning Network также требует внесения резервов Биткойна.
2. Учет транзакций вне цепи: Каждая транзакция регистрируется по очереди через Lightning Network, и для каждого учета необходимо подписать соглашение о неустойке.
3. Запись расчетов на цепочке: После закрытия молниеносного канала исторические данные о транзакциях сразу же упаковываются и улаживаются, а затем отправляются в блокчейн Биткойна.

Как сеть Lightning Network предотвращает мошенничество на цепи

Если во время транзакции канала A совершает мошеннические действия - закрывает канал раньше времени, чтобы рассчитаться биткойнами. Затем, когда канал будет закрыт, в цепочке Биткойн немедленно будет сгенерирована мошенническая транзакция. Благодаря открытости цепочки Bitcoin, B может вовремя заметить и наказать A с помощью заранее подписанного соглашения о штрафах. Наказанием является конфискация всех резервов A.

Узкое место крупномасштабного применения сети Lightning Network

Теоретически, сеть Lightning Network достигает бесконечной масштабируемости и преодолевает невозможный треугольник блокчейна. Но самая главная проблема, которая мешает масштабному применению Lightning Network, заключается в том, что Lightning Network использует тот же скрипт, что и Биткойн, а в цепочке Биткойна нет смарт-контрактов, только простые скрипты, которые не могут выполнять сложные приложения. То есть, цепочка Биткойна является неполной по Тьюрингу. Полнота по Тьюрингу означает, что он теоретически может решить любую вычислительную задачу. Используя Тьюринг-полный язык сценариев, он может быть логически совместим с другими языками программирования, теоретически может реализовать логику, которую может реализовать любой другой язык, и в наибольшей степени воспроизвести реальную бизнес-логику. В блокчейне Биткойна нет смарт-контрактов, не говоря уже о создании приложений на основе смарт-контрактов. Самая большая проблема, которую должна решить Lightning Network, - это "как реализовать смарт-контракты на Биткойне".

Существующие решения для повышения "мощности" блокчейна Биткойна

1. Боковая цепь
2. Боковая цепочка означает создание цепочки с функцией смарт-контракта, ее копирование и соединение с основной цепочкой Биткойна в двух направлениях, так что активы Биткойна могут беспрепятственно перемещаться между основной и боковой цепочками, тем самым реализуя смарт-контракты, < /span>Боковая цепочка требует наличия стороннего централизованного поставщика услуг для репликации и миграции активов основной цепочки. В настоящее время существует только панцентрализованное решение. Например, "WBTC" - это токен ERC-20, выпущенный компанией BitGo в сети Ethereum и привязанный 1:1 к BTC в качестве производного актива. Решение с боковой цепочкой никогда не поддерживалось сообществом разработчиков Bitcoin Core из-за проблемы централизации сторонней эмиссии. Но в настоящее время не существует достаточно децентрализованной технологии двусторонней привязки.
3. Цветные монеты
4. В 2012 году Мени Розенфельд, президент Биткойн Ассоциации, опубликовал работу "Обзор цветных монет", в которой был представлен механизм использования "взаимозаменяемости" Биткойна путем "раскрашивания" определенных монет, чтобы отличить конкретные токены от других токенов. монеты, чтобы создавать приложения, подходящие для этих монет. Конкретный метод заключается в использовании инструкции OP_RETURN в скрипте Bitcoin, добавлении 80 байт любых символов в конце, оформлении строки в соответствии с заданным форматом в этих 80 байтах, маркировке "цветных монет" путем искусственного уточнения значения строки и внесении обновлений. Сложные смарт-контракты. Но 80 байт пространства - это слишком мало для реализации сложных функций.
5. Последующая программа "Цветная монета" также представила новые технологии. Например, технология гравировки "Ordinals" использует 3 М пространства "Segregated Witness" в блоке Биткойна, чтобы вставить в него маленькие картинки для выпуска NFT. Например, BRC-20 использует строку кодов, чтобы выразить более богатое содержание, чем 80 байт. Однако эти цветные монеты создадут дополнительные серьезные проблемы - они занимают пространство "Segregated Witness", которое изначально использовалось для хранения подписей транзакций по переводу Биткойна. Переполнение пространства "Segregated Witness" приведет к тому, что количество транзакций, которые могут быть выполнены на Bitcoin, уменьшится, что приведет к снижению производительности Bitcoin. Схема цветных монет также вызвала сильное сопротивление со стороны разработчиков ядра Биткойна, поскольку цветные монеты загрязняют родной Биткойн. Кроме того, искусственно заданная форма все еще требует централизованной третьей стороны для анализа сервера.
6. Проверка клиента

В 2016 году разработчик ядра Биткойна Питер Тодд опубликовал работу, в которой предложил парадигму верификации клиента, имитирующую традиционный метод подписания контракта и гарантирующую, что только обе стороны знают условия конфиденциальности содержимого контракта< /span>, без участия третьих лиц, что позволяет достичь полной децентрализации. В то же время, когда транзакция выполняется, инициатор транзакции предоставляет необходимые полные данные истории транзакций, а другая сторона проверяет их самостоятельно, чтобы предотвратить возникновение проблем с мошенничеством. Здесь нет проблемы централизации, а внецепочечная верификация не ограничена по производительности, поэтому в настоящее время большинство людей считают ее "оптимальным" решением для устранения недостатка полноты Тьюринга в блокчейне Биткойна.

Подписание традиционного контракта в сравнении с подписанием смарт-контракта на основе блокчейна

1. Традиционное подписание контракта: Между А и Б совершается сделка. Сначала подписывается контракт. Обе стороны подтверждают содержание договора и затем подписывают его. Контракт нельзя подделать при подписании. Любая сделка в процессе выполнения будущего контракта - это сделка между двумя людьми, A и B, и не требует вмешательства третьей стороны.
2. Подписание смарт-контракта Blockchain: Процесс транзакции объявляется всей сети, и все майнеры выполняют и проверяют его. Весь процесс выполнения не является конфиденциальным, а поскольку для достижения консенсуса его необходимо опубликовать во всей сети, производительность ограничена.

Является ли валидация на стороне клиента водонепроницаемой?

Видя это, некоторые люди, кажется, сомневаются. Децентрализованный блокчейн Биткойна сам по себе решает проблемы безопасности в традиционном бизнесе, но с введением верификации клиента решение возвращается во внецепочечное пространство, даже если решена Мошенническая проблема, так как же эффективно предотвратить проблему двойной траты?

Представляем "одноразовые пломбы"

Поскольку верификация на стороне клиента сама по себе не включает механизм предотвращения двойных трат, для решения этой проблемы нам придется прибегнуть к помощи сторонних разработчиков. Чтобы добиться этого, мы привязываем каждое состояние каждого контракта, которое должно быть проверено при клиентской валидации, к определенному выходу неизрасходованных транзакций Bitcoin (UTXO). Поскольку существует только две формы UTXO, "потраченный" и "неизрасходованный". Как только Вы захотите изменить статус проверочного контракта, Вы должны потратить связанный UTXO (допустимо любое количество), чтобы транзакция, потратившая его, смогла получить подтверждение в блокчейне. Кроме того, транзакция Bitcoin, которая тратит его, также должна предоставить доказательство содержания перехода состояния (действует аналогично хэш-значению). Проще говоря, связанный UTXO можно рассматривать как сургуч этого государственного "конверта" Если Вы хотите открыть конверт один за другим, Вы должны открыть сургуч.

Дополнительные примечания к модели UTXO

Отличие от модели счетов в Ethereum, Неизрасходованный вывод транзакций (UTXO) отправляется с одного адреса на другой, но еще не был Сумма криптовалют, выкупленная получателем, чтобы отправить средства кому-то другому в последующей транзакции.

1. Например, если Алиса отправляет Бобу 1 Биткойн, то Боб владеет UTXO до тех пор, пока не тратит BTC, полученные от Алисы. Как только Боб потратит 1 BTC, жизненный цикл UTXO закончится.
   

2. Предполагая, что кошелек Боба участвовал только в одной транзакции, в которой Боб получил 1 BTC от Алисы, верификатор транзакций знает, что баланс UTXO Боба составляет 1 BTC. Если Боб отправляет Кэрол 1 BTC, его UTXO сразу же становится равным 0 BTC. Если Боб затем попытается дважды потратить свои монеты во второй исходящей транзакции, валидатор обнаружит, что его баланс UTXO недостаточен для использования во второй исходящей транзакции. Ввод транзакции, и честный валидатор не будетраспространятьили подтверждать свою транзакцию с двойной тратой.

Следующий экспоненциальный рост: Взрыв экосистемы биткойна

В ходе эволюции Биткойна разработка верификации на стороне клиента позволила ловко обойти проблемы централизации в решениях с боковой цепочкой и цветными монетами, а также внедрить механизм одноразового запечатывания для дальнейшего повышения безопасности. В данный момент в экосистеме Биткойна происходит рождение целого ряда новых протоколов. Среди них протокол RGB не только следует вышеупомянутым концепциям, но и предлагает совместимость с сетью Lightning Network, закладывая основу для неограниченной масштабируемости. Хотя совместимость протокола RGB и Lightning Network пока не идеальна, мы полны уверенности в будущем и считаем, что инфраструктура, которая помогает протоколу постоянно оптимизироваться, позволит преодолеть давние ограничения "невозможного треугольника блокчейна".

У нас есть больше оснований ожидать, что экспоненциальный рост блокчейна в следующем цикле произойдет благодаря широкомасштабному внедрению блокчейна, вызванному взрывом экосистемы Биткойна. Мы считаем, что Биткойн выйдет за рамки своего первоначального единственного хранилища стоимости и выделит свои валютные атрибуты. В то же время, компания будет продолжать внедрять все больше приложений в экосистему Биткойн с помощью разнообразных решений, способствовать экологической масштабируемости и устойчивому развитию, а также продолжать вносить свой вклад в развитие мира блокчейна. Принесите бесконечные возможности.

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана из[Waterdrip]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору[Echo, Infinitas]. Если у Вас есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с командой Gate Learn, и они незамедлительно рассмотрят их.
2. Предупреждение об ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются инвестиционным советом.
3. Перевод статьи на другие языки осуществляется командой Gate Learn. Если не указано, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.