Ein unverzichtbarer Leitfaden zum Bitcoin-Ökosystem (1): Die Macht des Billionen-Dollar-Marktes freisetzen

„Wir gehen davon aus, dass der nächste Zyklus exponentiellen Blockchain-Wachstums von der groß angelegten Anwendung von Bitcoin ausgehen wird.“

Mit der offiziellen Gründung des Satoshi Lab, das von Web3 Labs und Waterdrip Capital gemeinsam gesponsert wird, in Hongkong nehmen die Diskussionen über das Bitcoin-Ökosystem im gesamten Kryptomarkt allmählich zu. Die Verwendung clientseitiger Verifizierungslösungen zum Erstellen intelligenter Verträge auf Bitcoin-Skripten kann bei gleichzeitiger Kompatibilität mit dem unbegrenzt skalierbaren Lightning Network für Kanaltransaktionen zu einem Block im Dreieck werden, der gleichzeitig „Sicherheit, Dezentralisierung und Skalierbarkeit“ für groß angelegte Kettenanwendungen gewährleistet Lösungen.

Dieser Artikel bietet eine populärwissenschaftliche Erklärung einiger grundlegender Konzepte des Bitcoin-Ökosystems. Vom „Blockchain Impossible Triangle“, das eine groß angelegte Anwendung behindert, über das Bitcoin „Lightning Network“, das das „Impossible Triangle“ überwindet, bis hin zu den aktuellen Lösungen für Bitcoin-Skripte und UTXO-Modellprinzipien.

Was behindert die groß angelegte Anwendung der Blockchain?

Vitalik Buterin, der Gründer von Ethereum, und Chang Chao, der Gründer von Babbitt, schlugen beide vor, dass „Blockchain-Netzwerke nicht gleichzeitig Sicherheit, Dezentralisierung und Skalierbarkeit erreichen können“, was das „unmögliche Dreieck der Blockchain“ darstellt. Das Problem des „Unmöglichen Dreiecks“ behindert seit langem die groß angelegte Anwendung der Blockchain.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, hat sich Ethereum in den letzten zehn Jahren auf die Entwicklung der Dezentralisierung konzentriert und weiterhin Innovationen auf der Infrastrukturebene der zugrunde liegenden öffentlichen Kette entwickelt, um die Skalierbarkeit der öffentlichen Kette von Ethereum zu erweitern. Um dieses Ziel zu erreichen, hat Ethereum in den letzten zehn Jahren auch verschiedene Luftalgorithmen, Sharding, Rollup und andere Technologien iteriert.

Aber was das Skalierbarkeitsproblem betrifft, so scheint es, gemessen an Ethereum und seinen Layer-2-Versuchen, dass es eine Obergrenze für die Leistung geben wird, solange die Lösung noch auf die Blockchain beschränkt ist. Selbst die leistungsstärkste Blockchain, die wir derzeit sehen, ist immer noch schwer, die Obergrenze von TPS (Transaktionen pro Sekunde) zu durchbrechen. Es ist weit von den Anforderungen groß angelegter kommerzieller Anwendungen von Millionen von TPS entfernt, und in der globalen Industrie besteht immer noch eine große Lücke, um das Ziel von Hunderten von Millionen TPS zu erreichen. Die Mainstream-Öffentlichkeitsketten, ob Ethereum oder Bitcoin, stehen alle vor einem Engpass: „Wie lässt sich die Skalierbarkeit lösen?“

Wie funktioniert das Lightning-Netzwerk?

Lightning Network nutzt Off-Chain-Computing, also „Payment Channel“, um das Skalierbarkeitsproblem des „Unmöglichen Dreiecks“ vollständig zu lösen. Solange es über genügend Kanäle verfügt, können Sie beliebig viele gleichzeitige Transaktionen ausführen.

Lightning-Netzwerk-Prinzip

1. Nehmen Sie als Vergleich das Bankensystem, wenn A und B ein Konto eröffnen und Geld überweisen. Wenn zwei Personen bei derselben Bank sind, erfolgt das Clearing innerhalb derselben Bank. Wenn A und B nicht bei derselben Bank sind, müssen sie die Abwicklung zwischen den Banken über die Zentralbank durchführen.
2. Das Lightning-Netzwerk ahmt die Art und Weise nach, wie Banken ihre Konten löschen: Benutzer A und B öffnen über das Lightning-Netzwerk einen Lightning-Kanal zwischen ihnen. Wenn der Kanal geöffnet ist, nutzen A und B den Kanal, um direkt über das Lightning Network abzuwickeln, ohne sich über die Bitcoin-Blockchain abzuwickeln. Erst wenn der Kanal geschlossen ist, müssen A und B das Lightning Network überqueren, um sich auf der Bitcoin-Blockchain niederzulassen.

Betriebsprozess des Lightning-Kanals

1. Rücklagen zahlen: Ähnlich wie beim herkömmlichen Szenario, bei dem Sie Rücklagen im Voraus zahlen müssen, um ein Bankkonto zu eröffnen, erfordert die Eröffnung eines Lightning Network-Kanals auch die Zahlung von Bitcoin-Reserven.
2. Abrechnung von Off-Chain-Transaktionen: Jede Transaktion wird einzeln über das Lightning Network aufgezeichnet und für jede Abrechnung muss eine Strafvereinbarung unterzeichnet werden.
3. On-Chain-Abwicklungsaufzeichnung: Nach dem Schließen des Lightning-Kanals werden die historischen Transaktionsdaten sofort verpackt und abgewickelt und schließlich an die Bitcoin-Blockchain gesendet.

Wie das Lightning Network Betrug in der Kette vermeidet

Wenn A während der Kanaltransaktion betrügerisches Verhalten an den Tag legt und den Kanal vorzeitig schließt, um Bitcoins abzuwickeln. Wenn der Kanal dann geschlossen wird, wird sofort eine betrügerische Transaktion auf der Bitcoin-Kette generiert. Aufgrund der Offenheit der Bitcoin-Kette kann B rechtzeitig beobachten und A mit einer im Voraus unterzeichneten Strafvereinbarung bestrafen. Die Strafe besteht darin, alle Reserven von A zu beschlagnahmen.

Der Engpass bei der groß angelegten Anwendung des Lightning Network

Theoretisch erreicht das Lightning Network eine unendliche Skalierbarkeit und überwindet das unmögliche Dreieck der Blockchain. Das kritischste Problem, das die groß angelegte Anwendung von Lightning Network behindert, besteht jedoch darin, dass Lightning Network dasselbe Skript wie Bitcoin verwendet, während es in der Bitcoin-Kette keine intelligenten Verträge gibt, sondern nur einfache Skripte, die keine komplexen Anwendungen übertragen können. Das heißt, die Bitcoin-Kette ist Turing-unvollständig. Turing vollständig bedeutet, dass es theoretisch jedes Rechenproblem lösen kann. Unter Verwendung einer Turing-vollständigen Skriptsprache kann sie logisch mit anderen Programmiersprachen kompatibel sein und theoretisch die Logik realisieren, die jede andere Sprache realisieren kann, und die reale Geschäftslogik weitestgehend reproduzieren. Es gibt keine Smart Contracts auf der Bitcoin-Blockchain, geschweige denn die Entwicklung von Anwendungen, die auf Smart Contracts basieren. Das größte Problem, das das Lightning Network überwinden muss, ist also „wie man intelligente Verträge auf Bitcoin implementiert“.

Bestehende Lösungen zur Verbesserung der „Leistung“ der Bitcoin-Blockchain

1. Seitenkette
2. Unter Sidechain versteht man die Erstellung einer Kette mit Smart-Contract-Funktion, das Kopieren und die Verknüpfung mit der Bitcoin-Hauptkette in zwei Richtungen, sodass Bitcoin-Assets nahtlos zwischen der Hauptkette und der Sidechain migriert werden können, wodurch Smart Contracts realisiert werden können. < /span>Die Seitenkette erfordert einen zentralen Drittanbieter für die Replikation und Asset-Migration der Hauptkette. Derzeit gibt es nur eine pan-zentrale Lösung. „WBTC“ ist beispielsweise ein ERC-20-Token, der von BitGo im Ethereum-Netzwerk ausgegeben wird und 1:1 mit BTC als derivativer Vermögenswert verankert ist. Aufgrund des Zentralisierungsproblems bei der Ausgabe durch Dritte wurde die Side-Chain-Lösung von der Bitcoin Core-Entwicklergemeinschaft nie unterstützt. Allerdings gibt es derzeit keine ausreichend dezentrale Zwei-Wege-Peg-Technologie.
3. Farbige Münzen
4. Im Jahr 2012 veröffentlichte Meni Rosenfeld, Präsident der Bitcoin Association, das Papier „Overview of Colored Coins“, das einen Mechanismus einführte, um die „Fungibilität“ von Bitcoin durch „Färben“ bestimmter Münzen auszunutzen, um bestimmte Token von anderen Token zu unterscheiden. Münzen, um für diese Münzen geeignete Anwendungen zu erstellen. Die spezifische Methode besteht darin, die Anweisung OP_RETURN im Bitcoin-Skript zu verwenden, am Ende 80 Bytes beliebiger Zeichen hinzuzufügen, die Zeichenfolge gemäß dem angegebenen Format in den 80 Bytes zu entwerfen und die „farbigen Münzen“ durch künstliche Angabe der Bedeutung zu markieren string und nehmen Sie Aktualisierungen vor. Komplexe Smart Contracts. Aber 80 Byte Speicherplatz sind zu klein, um komplexe Funktionen zu implementieren.
5. Auch das darauffolgende „Colored Coin“-Programm führte neue Technologien ein. Beispielsweise nutzt die „Ordinals“-Gravurtechnologie den 3 M „Segregated Witness“-Raum im Bitcoin-Block, um kleine Bilder darin einzufügen, um NFT auszugeben. BRC-20 verwendet beispielsweise eine Codefolge, um umfangreichere Inhalte als 80 Byte auszudrücken. Diese farbigen Münzen werden jedoch zusätzliche ernsthafte Probleme verursachen – sie belegen den „Segregated Witness“-Bereich, der ursprünglich zur Speicherung von Bitcoin-Übertragungstransaktionssignaturen verwendet wurde. Die Überfüllung des „Segregated Witness“-Bereichs führt dazu, dass die Anzahl der Transaktionen, die mit Bitcoin ausgeführt werden können, verringert wird, was zu einer Verringerung der Bitcoin-Leistung führt. Das Farbmünzen-System stieß auch bei den Kernentwicklern von Bitcoin auf heftigen Widerstand, da farbige Münzen den nativen Bitcoin verschmutzen. Darüber hinaus erfordert die künstlich spezifizierte Form immer noch einen zentralen Dritten für die Serveranalyse.
6. Kundenvalidierung

Im Jahr 2016 veröffentlichte der Bitcoin-Kernentwickler Peter Todd ein Papier, in dem er das Client-Verifizierungsparadigma vorschlug, indem er die traditionelle Vertragsunterzeichnungsmethode simulierte, um sicherzustellen, dass nur beide Parteien die Datenschutzvoraussetzungen des Vertragsinhalts kennen, ohne jegliche Beteiligung Dritter. eine vollständige Dezentralisierung zu erreichen.< /span> Gleichzeitig stellt der Transaktionsinitiator bei der Ausführung der Transaktion die erforderlichen vollständigen Transaktionsverlaufsdaten bereit und die Gegenpartei überprüft diese selbst, um das Auftreten von Betrugsproblemen zu verhindern. Da es kein Zentralisierungsproblem gibt und die Off-Chain-Verifizierung nicht durch die Leistung eingeschränkt ist, wird sie derzeit von den meisten Menschen als die „optimale“ Lösung zur Behebung des Turing-Vollständigkeitsmangels der Bitcoin-Blockchain angesehen.

Traditionelle Vertragsunterzeichnung vs. Blockchain-Smart-Vertragsunterzeichnung

1. Traditionelle Vertragsunterzeichnung: Es gibt eine Transaktion zwischen A und B. Zuerst wird ein Vertrag unterzeichnet. Beide Parteien bestätigen den Vertragsinhalt und unterzeichnen anschließend. Der Vertrag kann bei der Unterzeichnung nicht manipuliert werden. Jede Transaktion im zukünftigen Vertragsabwicklungsprozess ist eine Transaktion zwischen zwei Personen, A und B, und erfordert kein Eingreifen Dritter.
2. Unterzeichnung intelligenter Blockchain-Verträge: Der Transaktionsprozess wird dem gesamten Netzwerk bekannt gegeben und alle Miner führen ihn aus und verifizieren ihn. Während des gesamten Ausführungsprozesses besteht kein Datenschutz. Da die Daten im gesamten Netzwerk veröffentlicht werden müssen, um einen Konsens zu erzielen, ist die Leistung begrenzt.

Ist die clientseitige Validierung wasserdicht?

Angesichts dessen scheinen einige Menschen Zweifel zu haben. Die dezentrale Bitcoin-Blockchain selbst löst die Sicherheitsprobleme im traditionellen Geschäft, aber mit der Einführung der Kundenüberprüfung kehrt die Lösung in die Off-Chain zurück, selbst wenn sie gelöst ist. Betrugsproblem, wie kann man also das Problem der doppelten Ausgaben effektiv verhindern?

Einführung von „Einwegdichtungen“

Da die clientseitige Überprüfung selbst keinen Mechanismus zur Verhinderung doppelter Ausgaben beinhaltet, müssen wir zur Lösung dieses Problems die Unterstützung Dritter einführen. Um dies zu erreichen, binden wir jeden Status jedes Vertrags, der bei der Client-Validierung überprüft werden muss, an den Unspent Transaction Output (UTXO) eines bestimmten Bitcoin. Da es nur zwei Formen von UTXO gibt, „ausgegeben“ und „nicht ausgegeben“. Sobald Sie den Status des Verifizierungsvertrags ändern möchten, müssen Sie das gebundene UTXO ausgeben (jeder Betrag ist akzeptabel), damit die Transaktion, die es ausgibt, die Blockchain-Bestätigung erhalten kann. Darüber hinaus muss die Bitcoin-Transaktion, die sie ausgibt, auch einen Nachweis über den Inhalt des Zustandsübergangs erbringen (ähnlich einem Hash-Wert). Einfach ausgedrückt kann das gebundene UTXO als Siegellack dieses staatlichen „Umschlags“ betrachtet werden. Wenn Sie den Umschlag einzeln öffnen möchten, müssen Sie den Siegellack öffnen.

Zusätzliche Hinweise zum UTXO-Modell

Anders als beim Kontomodell von Ethereum wird der nicht ausgegebene Transaktionsoutput (UTXO) von einer Adresse an eine andere gesendet, wurde jedoch noch nicht ausgegeben. Die Summe der vom Empfänger eingelösten Kryptowährungen, um das Geld in einer nachfolgenden Transaktion an eine andere Person zu senden.

1. Wenn Alice beispielsweise 1 Bitcoin an Bob sendet, dann besitzt Bob das UTXO, solange er die BTC, die er von Alice erhalten hat, nicht ausgibt. Sobald Bob 1 BTC ausgibt, ist der Lebenszyklus des UTXO beendet.
   

2. Unter der Annahme, dass Bobs Wallet nur an einer Transaktion teilgenommen hat, bei der Bob 1 BTC von Alice erhalten hat, weiß der Transaktionsverifizierer, dass Bobs UTXO-Guthaben 1 BTC beträgt. Wenn Bob 1 BTC an Carol sendet, wird sein UTXO sofort zu 0 BTC. Wenn Bob dann versucht, seine Münzen in einer zweiten ausgehenden Transaktion doppelt auszugeben, wird der Prüfer feststellen, dass sein UTXO-Guthaben nicht ausreicht, um als zweite ausgehende Transaktion verwendet zu werden. Eingabe einer Transaktion, und ein ehrlicher Prüfer wird seine Transaktion mit doppelten Ausgaben nichtweitergebenoder bestätigen.

Das nächste exponentielle Wachstum: Das Bitcoin-Ökosystem explodiert

Während der Entwicklung von Bitcoin hat das Design der clientseitigen Verifizierung die Zentralisierungsprobleme von Side-Chain- und Color-Coin-Lösungen geschickt umgangen und einen einmaligen Versiegelungsmechanismus eingeführt, um die Sicherheit weiter zu verbessern. Derzeit leitet das Bitcoin-Ökosystem die Geburt einer Reihe neuer Protokolle ein. Unter anderem folgt das RGB-Protokoll nicht nur den oben genannten Konzepten, sondern schlägt auch vor, mit dem Lightning Network kompatibel zu sein und damit den Grundstein für unbegrenzte Skalierbarkeit zu legen. Obwohl die Kompatibilität des RGB-Protokolls und des Lightning Network noch nicht perfekt ist, blicken wir voller Zuversicht in die Zukunft und glauben, dass die Infrastruktur, die das Protokoll bei der kontinuierlichen Optimierung unterstützt, die seit langem bestehenden Beschränkungen des „unmöglichen Dreiecks von“ durchbrechen wird Blockchain“.

Wir haben mehr Grund zu der Annahme, dass das exponentielle Wachstum der Blockchain im nächsten Zyklus auf die groß angelegte Einführung der Blockchain zurückzuführen sein wird, die durch die Explosion des Bitcoin-Ökosystems vorangetrieben wird. Wir glauben, dass Bitcoin seinen ursprünglichen Wertspeicher durchbrechen und seine Währungsattribute hervorheben wird. Gleichzeitig wird es durch diversifizierte Lösungen weiterhin mehr Anwendungen in das Bitcoin-Ökosystem integrieren, ökologische Skalierbarkeit und nachhaltige Entwicklung fördern und weiterhin einen Beitrag zur Blockchain-Welt leisten. Bringen Sie endlose Möglichkeiten mit.

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