Hướng dẫn phải đọc về hệ sinh thái Bitcoin (1): Khai phá sức mạnh của thị trường nghìn tỷ đô la

“Chúng tôi hy vọng chu kỳ tăng trưởng blockchain theo cấp số nhân tiếp theo sẽ đến từ ứng dụng quy mô lớn của Bitcoin.”

Với việc thành lập chính thức của Satoshi Lab, được đồng tài trợ bởi Web3 Labs và Waterdrip Capital, tại Hồng Kông, các cuộc thảo luận về hệ sinh thái Bitcoin đang dần gia tăng trên toàn bộ thị trường tiền điện tử. Việc sử dụng các giải pháp xác minh phía khách hàng để xây dựng hợp đồng thông minh trên tập lệnh Bitcoin, đồng thời tương thích với Lightning Network có khả năng mở rộng vô hạn cho các giao dịch kênh, có thể trở thành một khối trên tam giác đồng thời đảm bảo “bảo mật, phân cấp và khả năng mở rộng” cho ứng dụng quy mô lớn của Chuỗi các giải pháp.

Bài viết này sẽ cung cấp lời giải thích khoa học phổ biến về một số khái niệm cơ bản của hệ sinh thái Bitcoin. Từ “Tam giác bất khả thi Blockchain” cản trở ứng dụng quy mô lớn, đến “Mạng Lightning” Bitcoin vượt qua “Tam giác bất khả thi”, cho đến các giải pháp hiện tại cho tập lệnh Bitcoin và nguyên tắc mô hình UTXO.

Điều gì cản trở việc ứng dụng blockchain trên quy mô lớn?

Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum và Chang Chao, người sáng lập Babbitt, đều đề xuất rằng “mạng blockchain không thể đạt được tính bảo mật, phân quyền và khả năng mở rộng cùng một lúc”, đó là “tam giác bất khả thi của blockchain”. Vấn đề “Tam giác bất khả thi” từ lâu đã cản trở việc ứng dụng blockchain trên quy mô lớn.

Trên cơ sở đảm bảo an ninh, Ethereum đã tập trung vào phát triển phân quyền trong mười năm qua và tiếp tục đổi mới ở lớp cơ sở hạ tầng của chuỗi công khai cơ bản để mở rộng khả năng mở rộng của chuỗi công khai Ethereum. Để đạt được mục tiêu này, Ethereum cũng đã lặp lại nhiều thuật toán không khí, sharding, rollup và các công nghệ khác trong mười năm qua.

Nhưng đối với vấn đề về khả năng mở rộng, xét từ Ethereum và các nỗ lực ở Lớp 2 của nó, có vẻ như miễn là giải pháp vẫn bị giới hạn trong blockchain thì sẽ có giới hạn trên về hiệu suất. Ngay cả blockchain mạnh nhất mà chúng ta thấy hiện nay vẫn khó vượt qua giới hạn trên của TPS (giao dịch mỗi giây). Còn rất xa so với yêu cầu của các ứng dụng thương mại quy mô lớn là hàng triệu TPS, và ngành công nghiệp toàn cầu vẫn còn một khoảng cách rất lớn để đạt được mục tiêu hàng trăm triệu TPS. Đối với các chuỗi công khai chính thống, cho dù đó là Ethereum hay Bitcoin, chúng đều phải đối mặt với một nút thắt cổ chai - “Làm thế nào để giải quyết khả năng mở rộng?”

Mạng Lightning hoạt động như thế nào?

Lightning Network sử dụng điện toán ngoài chuỗi, tức là “Kênh thanh toán”, để giải quyết hoàn toàn vấn đề về khả năng mở rộng của “Tam giác bất khả thi” -Miễn là nó được xây dựng Với đủ kênh, bạn có thể chạy bất kỳ số lượng giao dịch đồng thời nào.

Nguyên tắc mạng Lightning

1. Lấy hệ thống ngân hàng làm ví dụ, nếu A và B mở tài khoản và chuyển tiền. Khi hai người ở cùng một ngân hàng, việc thanh toán bù trừ diễn ra trong cùng một ngân hàng. Khi A và B không cùng ngân hàng thì cần thực hiện nghiệp vụ thanh toán liên ngân hàng thông qua ngân hàng trung ương.
2. Lightning Network bắt chước cách các ngân hàng xóa tài khoản của họ: Người dùng A và B mở kênh Lightning giữa họ thông qua Lightning Network. Khi kênh được mở, A và B sử dụng kênh để thanh toán trực tiếp trên Lightning Network mà không cần thanh toán trên chuỗi khối Bitcoin. Chỉ khi kênh bị đóng, A và B mới cần vượt qua Lightning Network để giải quyết trên chuỗi khối Bitcoin.

Quy trình vận hành kênh sét

1. Thanh toán dự trữ: Tương tự như kịch bản truyền thống khi bạn cần thanh toán trước dự trữ để mở tài khoản ngân hàng, việc mở kênh Lightning Network cũng yêu cầu thanh toán dự trữ Bitcoin.
2. Kế toán giao dịch ngoài chuỗi: Mỗi giao dịch được ghi lại từng giao dịch thông qua Lightning Network và phải ký thỏa thuận phạt cho mỗi giao dịch.
3. Bản ghi thanh toán trực tuyến: Sau khi đóng kênh sét, dữ liệu giao dịch lịch sử được đóng gói và giải quyết cùng một lúc, cuối cùng được gửi tới chuỗi khối Bitcoin.

Cách Lightning Network tránh gian lận trên chuỗi

Nếu trong quá trình giao dịch kênh, A thực hiện hành vi gian lận - đóng kênh sớm để thanh toán Bitcoin. Sau đó, khi kênh bị đóng, một giao dịch gian lận sẽ ngay lập tức được tạo ra trên chuỗi Bitcoin. Dựa trên tính mở của chuỗi Bitcoin, B có thể quan sát kịp thời và trừng phạt A bằng thỏa thuận phạt được ký trước. Hình phạt là tịch thu toàn bộ số tiền dự trữ của A.

Điểm nghẽn của ứng dụng Lightning Network quy mô lớn

Về mặt lý thuyết, Lightning Network đạt được khả năng mở rộng vô hạn và vượt qua tam giác bất khả thi của blockchain. Nhưng vấn đề quan trọng nhất cản trở việc ứng dụng Lightning Network trên quy mô lớn là Lightning Network sử dụng tập lệnh giống như Bitcoin, trong khi không có hợp đồng thông minh nào trên chuỗi Bitcoin, chỉ có các tập lệnh đơn giản, không thể mang các ứng dụng phức tạp. Tức là chuỗi Bitcoin chưa hoàn thiện. Turing hoàn chỉnh có nghĩa là về mặt lý thuyết nó có thể giải quyết bất kỳ vấn đề tính toán nào. Sử dụng ngôn ngữ kịch bản hoàn chỉnh Turing, nó có thể tương thích về mặt logic với các ngôn ngữ lập trình khác và về mặt lý thuyết có thể nhận ra logic mà bất kỳ ngôn ngữ nào khác có thể nhận ra và sao chép logic kinh doanh thực ở mức độ lớn nhất. Không có hợp đồng thông minh nào trên chuỗi khối Bitcoin, chứ chưa nói đến việc xây dựng các ứng dụng dựa trên hợp đồng thông minh. Vì vậy, vấn đề lớn nhất mà Lightning Network cần khắc phục là “làm thế nào để triển khai hợp đồng thông minh trên Bitcoin”.

Các giải pháp hiện có để cải thiện “sức mạnh” của chuỗi khối Bitcoin

1. Chuỗi bên
2. Chuỗi bên đề cập đến việc tạo một chuỗi có chức năng hợp đồng thông minh, sao chép nó và liên kết nó với chuỗi chính Bitcoin theo hai hướng, để tài sản Bitcoin có thể được di chuyển liền mạch giữa chuỗi chính và chuỗi bên, từ đó hiện thực hóa các hợp đồng thông minh, </ / span>Chuỗi bên yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ tập trung bên thứ ba để sao chép và di chuyển tài sản của chuỗi chính. < /span> Hiện tại, chỉ có một giải pháp tập trung toàn diện. Ví dụ: “WBTC” là mã thông báo ERC-20 do BitGo phát hành trên mạng Ethereum và được neo theo tỷ lệ 1:1 với BTC làm tài sản phái sinh. Giải pháp chuỗi bên chưa bao giờ được cộng đồng nhà phát triển Bitcoin Core hỗ trợ do vấn đề tập trung phát hành của bên thứ ba. Nhưng hiện tại không có công nghệ chốt hai chiều được phân cấp đầy đủ.
3. Đồng xu màu
4. Vào năm 2012, Meni Rosenfeld, Chủ tịch Hiệp hội Bitcoin, đã xuất bản bài báo “Tổng quan về các đồng tiền màu”, trong đó giới thiệu một cơ chế khai thác “tính linh hoạt” của Bitcoin bằng cách “tô màu” một số đồng tiền nhất định để phân biệt các mã thông báo cụ thể với các mã thông báo khác. coins để tạo ra các ứng dụng phù hợp với những coin này. Phương pháp cụ thể là sử dụng lệnh OP_RETURN trong tập lệnh Bitcoin, thêm 80 byte ký tự bất kỳ vào cuối, thiết kế chuỗi theo định dạng đã chỉ định trong 80 byte, đánh dấu “đồng xu màu” bằng cách xác định một cách giả tạo ý nghĩa của chuỗi và thực hiện cập nhật. Hợp đồng thông minh phức tạp. Nhưng 80 byte dung lượng quá nhỏ để thực hiện các hàm phức tạp.
5. Chương trình “Đồng xu màu” tiếp theo cũng giới thiệu các công nghệ mới. Ví dụ: công nghệ khắc “Ordinals” sử dụng không gian “Segregated Witness” 3 M trong khối Bitcoin để chèn các hình ảnh nhỏ vào đó để phát hành NFT. Ví dụ: BRC-20 sử dụng chuỗi mã để thể hiện nội dung phong phú hơn 80 byte. Tuy nhiên, những đồng tiền có màu sắc này sẽ gây ra thêm nhiều vấn đề nghiêm trọng - chúng chiếm không gian “Nhân chứng tách biệt”, nơi ban đầu được sử dụng để lưu trữ chữ ký giao dịch chuyển Bitcoin. Việc đông đúc không gian “Segregated Witness” sẽ dẫn đến số lượng giao dịch có thể thực hiện trên Bitcoin bị giảm, khiến hiệu suất Bitcoin giảm. Kế hoạch đồng xu màu cũng đã bị các nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin phản đối mạnh mẽ vì đồng xu màu gây ô nhiễm Bitcoin bản địa. Ngoài ra, biểu mẫu được chỉ định giả tạo vẫn yêu cầu bên thứ ba tập trung phân tích máy chủ.
6. Xác thực ứng dụng khách

Vào năm 2016, nhà phát triển lõi Bitcoin Peter Todd đã xuất bản một bài báo đề xuất mô hình xác minh khách hàng, bằng cách mô phỏng phương thức ký hợp đồng truyền thống để đảm bảo rằng chỉ cả hai bên mới biết tiền đề về quyền riêng tư của nội dung hợp đồng< /span> mà không có bất kỳ sự tham gia nào của bên thứ ba, đạt được sự phân cấp hoàn toàn. Đồng thời, khi giao dịch được thực hiện, người khởi tạo giao dịch cung cấp dữ liệu lịch sử giao dịch đầy đủ cần thiết và bên kia tự xác minh để ngăn chặn xảy ra vấn đề gian lận. Không có vấn đề về tập trung hóa và việc xác minh ngoài chuỗi không bị giới hạn bởi hiệu suất, vì vậy, hiện tại, hầu hết mọi người coi đây là giải pháp “tối ưu” để giải quyết sự thiếu hụt tính hoàn thiện Turing của chuỗi khối Bitcoin.

Ký kết hợp đồng truyền thống và ký kết hợp đồng thông minh blockchain

1. Ký kết hợp đồng truyền thống: Có giao dịch giữa A và B. Hợp đồng được ký kết trước tiên. Hai bên xác nhận nội dung hợp đồng rồi ký kết. Hợp đồng không thể bị giả mạo khi ký kết. Mọi giao dịch trong quá trình thực hiện hợp đồng tương lai đều là giao dịch giữa hai người A và B và không cần có sự can thiệp của bên thứ ba.
2. Ký kết hợp đồng thông minh Blockchain: Quá trình giao dịch được thông báo cho toàn bộ mạng và tất cả các thợ mỏ thực hiện và xác minh nó. Không có sự riêng tư trong toàn bộ quá trình thực thi và vì nó cần được xuất bản lên toàn bộ mạng để đạt được sự đồng thuận nên hiệu suất bị hạn chế.

Việc xác thực phía khách hàng có kín đáo không?

Nhìn thấy điều này, một số người dường như có nghi ngờ. Bản thân chuỗi khối Bitcoin phi tập trung giải quyết các vấn đề bảo mật trong kinh doanh truyền thống, nhưng với việc giới thiệu xác minh khách hàng, giải pháp sẽ quay trở lại ngoài chuỗi, ngay cả khi nó đã giải quyết được vấn đề Gian lận, vậy làm thế nào để ngăn chặn vấn đề chi tiêu gấp đôi một cách hiệu quả?

Giới thiệu “con dấu dùng một lần”

Vì bản thân xác minh phía khách hàng không bao gồm cơ chế ngăn chặn chi tiêu hai lần nên chúng tôi phải giới thiệu sự hỗ trợ của bên thứ ba để giải quyết vấn đề này. Để đạt được điều này, chúng tôi ràng buộc mọi trạng thái của mọi hợp đồng cần được xác minh trong quá trình xác thực ứng dụng khách với Đầu ra giao dịch chưa chi tiêu (UTXO) của một Bitcoin cụ thể. Vì chỉ có hai dạng UTXO là “đã chi tiêu” và “chưa chi tiêu”. Khi bạn muốn thay đổi trạng thái của hợp đồng xác minh, bạn phải chi tiêu UTXO bị ràng buộc (bất kỳ số tiền nào cũng được chấp nhận) để giao dịch chi tiêu có thể nhận được Xác nhận blockchain. Ngoài ra, giao dịch Bitcoin chi tiêu nó cũng phải cung cấp bằng chứng về nội dung của quá trình chuyển đổi trạng thái (hoạt động tương tự như giá trị băm). Nói một cách đơn giản, UTXO bị ràng buộc có thể được coi là sáp niêm phong của trạng thái “phong bì” này. Nếu muốn mở từng phong bì một, bạn phải mở sáp niêm phong.

Ghi chú bổ sung về mô hình UTXO

Khác với mô hình tài khoản của Ethereum, Đầu ra giao dịch chưa chi tiêu (UTXO) được gửi từ địa chỉ này sang địa chỉ khác nhưng chưa được tổng số tiền điện tử được người nhận sử dụng để gửi tiền cho người khác trong giao dịch tiếp theo.

1. Ví dụ: nếu Alice gửi 1 Bitcoin cho Bob thì Bob sở hữu UTXO miễn là anh ấy không tiêu số BTC mà anh ấy nhận được từ Alice. Khi Bob chi 1 BTC, vòng đời của UTXO sẽ kết thúc.
   

2. Giả sử rằng ví của Bob chỉ tham gia vào một giao dịch trong đó Bob nhận được 1 BTC từ Alice, người xác minh giao dịch biết rằng số dư UTXO của Bob là 1 BTC. Nếu Bob gửi 1 BTC cho Carol thì UTXO của anh ấy ngay lập tức trở thành 0 BTC. Sau đó, nếu Bob cố gắng chi tiêu gấp đôi số tiền của mình trong giao dịch gửi đi thứ hai, người xác thực sẽ thấy rằng số dư UTXO của anh ấy không đủ để sử dụng làm giao dịch gửi đi thứ hai. đầu vào của một giao dịch và người xác thực trung thực sẽ khôngtuyên truyềnhoặc xác nhận giao dịch chi tiêu gấp đôi của mình.

Sự tăng trưởng theo cấp số nhân tiếp theo: Hệ sinh thái Bitcoin bùng nổ

Trong quá trình phát triển của Bitcoin, thiết kế xác minh phía khách hàng đã khéo léo tránh được các vấn đề tập trung của các giải pháp chuỗi bên và tiền xu màu, đồng thời đưa ra cơ chế niêm phong một lần để cải thiện hơn nữa tính bảo mật. Tại thời điểm này, hệ sinh thái Bitcoin đang mở ra sự ra đời của một loạt giao thức mới. Trong số đó, giao thức RGB không chỉ tuân theo các khái niệm trên mà còn đề xuất khả năng tương thích với Lightning Network, đặt nền tảng cho khả năng mở rộng không giới hạn. Mặc dù khả năng tương thích của giao thức RGB và Lightning Network vẫn chưa hoàn hảo nhưng chúng tôi hoàn toàn tin tưởng vào tương lai và tin rằng cơ sở hạ tầng giúp giao thức liên tục tối ưu hóa sẽ vượt qua những hạn chế lâu nay của “tam giác bất khả thi”. chuỗi khối”.

Chúng tôi có nhiều lý do hơn để kỳ vọng rằng sự tăng trưởng theo cấp số nhân của blockchain trong chu kỳ tiếp theo sẽ đến từ việc áp dụng blockchain trên quy mô lớn do sự bùng nổ của hệ sinh thái Bitcoin. Chúng tôi tin rằng Bitcoin sẽ vượt qua kho giá trị duy nhất ban đầu và làm nổi bật các thuộc tính tiền tệ của nó. Đồng thời, nó sẽ tiếp tục ghép nhiều ứng dụng hơn vào hệ sinh thái Bitcoin thông qua các giải pháp đa dạng, thúc đẩy khả năng mở rộng sinh thái và phát triển bền vững, đồng thời tiếp tục đóng góp cho thế giới blockchain. Mang lại khả năng vô tận.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm:

1. Bài viết này được in lại từ [Waterdrip]. Mọi bản quyền đều thuộc về tác giả gốc [Echo, Infinitas]. Nếu có ý kiến phản đối việc tái bản này, vui lòng liên hệ với nhóm Gate Learn , họ sẽ xử lý kịp thời.
2. Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm pháp lý: Các quan điểm và ý kiến trình bày trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Việc dịch bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết đã dịch đều bị cấm.