CGV изследвания | От цветни монети до интелигентни договори, цялостен анализ на технологичната еволюция в биткойн екосистемата

Произведено от: CGV Research
Автор: Циник

Биткойн, като първата успешна децентрализирана цифрова валута, е в основата на областта на криптовалутите от създаването си през 2009 г. Служейки като иновативно средство за разплащане и съхраняване на стойност, биткойнът предизвика широк глобален интерес към криптовалутата и блокчейн технологията. Въпреки това, тъй като биткойн екосистемата продължава да узрява и да се разширява, тя е изправена пред различни предизвикателства, включително скорост на транзакция, мащабируемост, сигурност и регулаторни проблеми.

Наскоро сценарийната екосистема, водена от BRC20, превзе пазара като буря, като различните скриптове претърпяха над стократно увеличение. Транзакциите на биткойн във веригата са силно претоварени, като средният газ достига над 300 sat/vB. Едновременно с това, airdrop от Nostr Assets допълнително привлича вниманието на пазара и дизайна на протокола whitepaperПредложени са подобни на BitVM и BitStream, което показва разрастващия се потенциал на биткойн екосистемата.

Екипът на CGV Research, чрез цялостен преглед на текущото състояние на биткойн екосистемата, обхващащ технологичния напредък, пазарната динамика, правните разпоредби и т.н., провежда задълбочен анализ на биткойн технологията и проучва пазарните тенденции. Ние се стремим да предоставим панорамна гледна точка върху развитието на биткойн. Статията започва с преразглеждане на фундаменталните принципи и историята на развитието на биткойн, след което се задълбочава в технологичните иновации на биткойн мрежата, като Lightning Network и Segregated Witness, като същевременно прави прогнози за бъдещите тенденции на развитие.

Издаване на активи: Започвайки с цветни монети

Същността на екосистемата Script се състои в предоставянето на обикновени лица с правото да издават активи с ниски бариери, придружени от простота, справедливост и удобство. Появата на скриптовия протокол за биткойн се случи през 2023 г., но още през 2012 г. съществуваше концепцията за използване на биткойн за емитиране на активи, известна като цветни монети.

Цветни монети: ранни опити

Цветните монети се отнасят до набор от технологии, използващи системата Bitcoin за записване на създаването, собствеността и прехвърлянето на активи, различни от Bitcoin. Тази технология може да се използва за проследяване на цифрови активи и материални активи, държани от трети страни, улеснявайки транзакциите на собственост чрез цветни монети. Терминът „оцветен“ се отнася до добавяне на специфична информация към биткойн UTXO, разграничавайки ги от други биткойн UTXO, като по този начин въвежда хетерогенност сред хомогенните биткойни. Чрез технологията Colored Coins емитираните активи притежават много характеристики, идентични с биткойните, включително предотвратяване на двойно харчене, поверителност, сигурност, прозрачност и устойчивост на цензура, гарантирайки надеждността на транзакциите.

Заслужава да се отбележи, че протоколът defined от Colored Coins не се изпълнява от типичен биткойн софтуер. Необходим е специфичен софтуер за идентифициране на транзакции, свързани с цветни монети. Ясно е, че цветните монети имат стойност само в рамките на общности, които признават протокола за цветни монети; в противен случай цветните атрибути на разнородните цветни монети ще бъдат загубени, връщайки се към чисти сатоши. От една страна, цветните монети, признати от малки общности, могат да се възползват от много предимства на биткойн за издаване и обращение на активи. От друга страна, почти е невъзможно протоколът за цветни монети да бъде обединен в най-големия консенсусен софтуер Bitcoin-Core чрез мек форк.

Отворени активи

В края на 2013 г. Флавиен Шарлон представи Open Assets Protocol като едно изпълнение на цветни монети. Издателите на активи използват асиметрична криптография за изчисляване на идентификатори на активи, като гарантират, че само потребители с частния ключ за идентификатора на актива могат да издават идентични активи. За метаданни за активи кодът за операция OP_RETURN се използва за съхраняване на метаданните в скрипта, наричан „изход на маркер“, който съхранява цветна информация, без да замърсява UTXO. Тъй като използва криптографските инструменти на публично-частния ключ на Биткойн, издаването на активи може да се извърши чрез механизми за множество подписи.

EPOBC

През 2014 г. ChromaWay представи протокола EPOBC, който означава Enhanced, Padded, Order-Based Coloring. Протоколът включва два вида операции: генезис и трансфер. Генезисната операция се използва за издаване на активи, докато операцията по прехвърляне улеснява прехвърлянето на активи. Типът актив не може да бъде изрично кодиран или диференциран и всяка транзакция на genesis издава нов актив, определяйки общото му количество по време на издаването. Активите на EPOBC трябва да бъдат прехвърлени чрез операцията по прехвърляне и ако актив на EPOBC се използва като вход в транзакция на операция без прехвърляне, активът ще бъде загубен.

Допълнителна информация за активите на EPOBC се съхранява чрез полето nSequence в биткойн транзакциите. Полето nSequence е запазено поле в биткойн транзакции, състоящо се от 32 бита. Неговите най-ниски шест бита се използват за определяне на типа на транзакцията, а битове 6-12 се използват за подпълване, за да се изпълнят изискванията за антипрахова атака на протокола Bitcoin. Предимството на използването на полето nSequence за съхраняване на информация за метаданни се състои в това, че не се изисква допълнително съхранение. Тъй като няма идентификатор на актив за идентификация, всяка транзакция, включваща EPOBC актив, трябва да бъде проследена обратно до транзакцията на генезис, за да се определи нейната категория и легитимност.

Mastercoin/Omni Layer

В сравнение с гореспоменатите протоколи, Mastercoin е видял по-успешно търговско внедряване. През 2013 г. Mastercoin проведе първото ICO в историята, като набра 5000 BTC и постави началото на нова ера. Широко известният USDT, първоначално издаден на блокчейна биткойн, беше въведен чрез Omni Layer.

Mastercoin проявява по-ниска степен на зависимост от биткойн, като избира да поддържа по-голямата част от състоянието си извън веригата, като във веригата се съхранява само минимална информация. Mastercoin по същество третира биткойн като децентрализирана лог система, използвайки всяка биткойн транзакция за излъчване на промени в операциите с активи. Валидирането на ефективността на транзакцията включва непрекъснато сканиране на биткойн блокчейна и поддържане на база данни за активи извън веригата. Тази база данни запазва връзката на картографиране между адреси и активи, като адресите използват повторно биткойн адресната система.

Early Colored Coins използва предимно кода на операция OP_RETURN в скриптове за съхраняване на метаданни за активи. След надстройките на SegWit и Taproot новите производни протоколи имат повече опции.

SegWit, съкратено от Segregated Witness, по същество отделя Witness (скрипт за въвеждане на транзакция) от транзакцията. Основната причина за това разделяне е да се предотврати атаката на възли чрез модифициране на входния скрипт. Въпреки това, той идва с предимство: ефективно увеличаване на капацитета на блока, което позволява повече съхранение на свидетелски данни.

Taproot въвежда важна функция, наречена MAST, която позволява на разработчиците да включват метаданни за всеки актив в резултатите, използвайки Merkle Trees. Той използва сигнатурите на Schnorr, за да подобри заменяемостта и скалируемостта и поддържа транзакции с множество хопове през Lightning Network.

Ординали и BRC20 и симулирана търговия: Голям социален експеримент

В широк смисъл ординалите се състоят от четири компонента:

– BIP за секвениране на сат

– Индексатор, който използва Bitcoin Core Node за проследяване на позицията (порядък) на всички сатоши

– Портфейл за обработка на транзакции, свързани с порядъка

– Block Explorer за идентифициране на транзакции, свързани с пореден номер

Разбира се, ядрото е самият BIP/протокол. Поредни числа define схема за сортиране (започваща от 0 въз основа на реда, в който се копаят), присвояваща номера на най-малката единица в биткойн, сатоши. Това придава хетерогенност на първоначално хомогенните сатоши, въвеждайки недостиг.

Може да използва повторно инфраструктурата на BTC, включително единични подписи, мулти-подписи, времеви ключалки, ключалки на височина и т.н., без да е необходимо изрично да създавате поредни номера. Предлага добра анонимност и не оставя явен отпечатък във веригата. Недостатъците обаче са очевидни, тъй като голям брой малки и неизползвани UTXO могат да увеличат размера на комплекта UTXO, което потенциално води до това, което е известно като прахова атака. Освен това пространството, заемано от индекса, е значително и изисква специфична информация всеки път, когато се изразходва конкретен sat:

– Заглавие на блокчейн

– Merkle път към транзакцията на coinbase, която е създала този sat

– Транзакцията на Coinbase, която създаде този sat

За да докаже, че конкретен sat е включен в конкретен изход.

Надписването, в този контекст, е гравиране на произволно съдържание върху sats. Специфичният метод включва поставяне на съдържанието в скриптовете за изразходване на пътя на скрипта, изцяло във веригата. Вписаното съдържание се сериализира според формата на HTTP отговор, изтласква се в неизпълними скриптове в изразходвани скриптове, известни като „пликове“. По-конкретно, вписването включва добавяне на OP_FALSE преди условни изрази, поставяйки вписаното съдържание в неизпълним условен оператор във формат JSON. Размерът на вписаното съдържание е ограничен от скрипта taproot, общо не повече от 520 байта.

Тъй като скриптовете за изразходване на taproot изискват съществуващите изходи на taproot да бъдат изразходвани, вписването изисква две стъпки: ангажиране и разкриване. В първата стъпка се създава taproot изход, ангажиращ вписаното съдържание. Във втората стъпка вписаното съдържание и съответният Merkle Path се използват за изразходване на изхода на главния корен от предишната стъпка, разкривайки вписаното съдържание във веригата.

Първоначалната цел на надписа беше да се въведат незаменими жетони (NFTs) към BTC. Въпреки това, новите разработчици създадоха BRC20, имитирайки ERC20 на негова основа, предоставяйки възможност за издаване на заменими активи на Ordinals. BRC20 включва операции като Deploy, Mint, Transfer и др., като всяка операция изисква както стъпки за ангажиране, така и за разкриване. Процесът на транзакция е по-сложен, с по-високи разходи.

Използване на реални данни като пример: [Примерни данни не са предоставени]

Избраната част е вписаното съдържание и резултатът след десериализация е следният:

Протоколът ARC20, извлечен от Atomicals, има за цел да опрости транзакциите чрез обвързване на всяка единица ARC20 токени към сатоши, използвайки повторно системата за транзакции на биткойн. След издаване на активи чрез стъпки за ангажиране и разкриване, трансферите между ARC20 токени могат да бъдат извършени директно чрез прехвърляне на съответните сатоши. Дизайнът на ARC20 е в съответствие повече с буквалното defiидея за цветни монети – добавяне на ново съдържание към съществуващи токени за създаване на нови токени, където стойността на новия токен не е по-ниска от оригиналния токен, наподобяващ златни и сребърни бижута.

Валидиране от страна на клиента (CSV) и протоколи за активи от следващо поколение

Валидирането от страна на клиента, предложено от Питър Тод през 2017 г., включва съхранение на данни извън веригата, ангажименти във веригата и проверка от страна на клиента. Понастоящем протоколите за активи, поддържащи валидиране от страна на клиента, включват RGB и Taproot Assets (Taro).

RGB:

В допълнение към валидирането от страна на клиента, RGB използва Pedersen хеш като механизъм за ангажиране и поддържа заслепяване на изхода. Когато се иска плащане, UTXO, получаващ токена, не е необходимо да бъде публично разкриван; вместо това се изпраща хеш стойност, което подобрява поверителността и устойчивостта срещу цензура. Когато изразходвате токена, заслепената стойност трябва да бъде разкрита на получателя, за да се провери историята на транзакциите.

Освен това RGB въвежда AluVM за повишена програмируемост. По време на валидирането от страна на клиента, потребителите не само проверяват входящата информация за плащане, но също така получават цялата история на транзакциите от платеца, проследявайки обратно до транзакцията на произхода на актива за окончателност. Проверката на цялата история на транзакциите гарантира валидността на получените активи.

Taproot активи:

Разработено от Lightning Labs, Taproot Assets позволява незабавен, голям обем и евтин трансфер на издадени активи в Lightning Network. Проектиран изцяло около протокола Taproot, той подобрява поверителността и мащабируемостта.

Данните на свидетели се съхраняват извън веригата, проверяват се във веригата и могат да съществуват локално или в информационни хранилища, наречени „Вселени“ (подобно на Git хранилища). Проверката на свидетел изисква всички исторически данни от емитирането на активи, разпространени чрез слоя за клюки на Taproot Assets. Клиентите могат да извършват кръстосана проверка с помощта на локално копие на блокчейн.

Taproot Assets използва Sparse Merkle Sum Tree за съхраняване на глобалното състояние на активите, което води до високи разходи за съхранение, но предлага ефективна проверка. Доказателство за включване/невключване позволява проверка на транзакции без проследяване на историята на транзакциите на активи.

Мащабируемост: Вечното предложение на Биткойн

Въпреки че има най-висока пазарна стойност, сигурност и стабилност, биткойнът се отклонява от първоначалната си визия за „електронна система за парични средства от партньорска мрежа“. Ограниченият капацитет на блоковете прави Биткойн неспособен да обработва големи и чести транзакции, което накара различни протоколи да се справят с този проблем през последното десетилетие.

Канали за плащане и Lightning Network: The Bitcoin Ortodoks решение

Мрежата Lightning работи чрез установяване на канали за плащане. Потребителите могат да създават канали за плащане между произволни две страни, да свързват канали, за да образуват по-разширена мрежа от канали за плащане и дори да извършват плащания индиректно между потребители без директен канал. Например, ако Алис и Боб искат да извършат множество транзакции, без да записват всяка в блокчейна биткойн, те могат да отворят канал за плащане между тях. Те могат да извършват множество транзакции в рамките на този канал, като изискват само два блокчейн записа: веднъж при отваряне на канала и друг при затварянето му. Това значително намалява времето за изчакване за блокчейн потвърждения и облекчава тежестта върху блокчейна.

В момента Lightning Network има над 14,000 60,000 възли, 5000 XNUMX канала и общ капацитет над XNUMX BTC.

Странични вериги: Подходът на Ethereum в биткойн

Купища

Stacks се позиционира като интелигентния договорен слой на Биткойн, използвайки собствения си токен като токен за газ. Stacks използва механизъм за микроблокове, развиващ се в синхрон с биткойн, където техните блокове се потвърждават едновременно. В Stacks това се нарича „закотвен блок“. Всеки транзакционен блок на Stacks съответства на една биткойн транзакция, постигайки по-висока производителност на транзакциите. С блокове, генерирани едновременно, биткойн действа като ограничител на скоростта за създаване на блокове Stacks, предотвратявайки атаки за отказ на услуга в своята партньорска мрежа.

Stacks постига консенсус чрез механизма с двойна спирала на Proof of Transfer (PoX). Копачите изпращат BTC на STX залагащите, за да се състезават за правото да копаят блокове, а успешните копачи получават STX награди след успешно копаене на блок. По време на този процес залагащите на STX получават пропорционално количество BTC, изпратено от копача. Stacks има за цел да стимулира миньорите да поддържат историческата книга чрез издаване на естествени токени, въпреки че стимулът все още може да бъде постигнат без местни токени (както се вижда в RSK).

За данни за транзакции в блокчейна на Stacks, хешът на данните за транзакциите се съхранява в скрипта за транзакция на биткойн, като се използва байт кодът OP_RETURN. Възлите на Stacks могат да извличат хешове на данни за транзакции на Stacks, съхранени в биткойн транзакции, чрез вградените функции на Clarity.

Стековете могат да се разглеждат почти като верига от слой 2 за биткойн; въпреки това все още има някои недостатъци в движението на активи през границите. След надграждането на Nakamoto, Stacks поддържа изпращане на биткойн транзакции за завършване на движенията на активи, но сложността на транзакциите ги прави непроверими във веригата биткойн. Движенията на активи могат да бъдат проверени само чрез комисия за множество подписи.

РСК

RSK използва алгоритъм за обединено копаене, при който биткойн миньорите могат да помогнат на RSK в производството на блокове почти без разходи, печелейки допълнителни награди. RSK няма роден токен и продължава да използва BTC (RBTC) като токен за газ. RSK има свой собствен двигател за изпълнение, съвместим с виртуалната машина Ethereum (EVM).

Течност

Liquid е обединена странична верига на биткойн с разрешен достъп до възел, наблюдавана от петнадесет членове, отговорни за производството на блокове. Активите се прехвърлят с помощта на механизма за заключване и монетизиране, където активите се изпращат до адреса с множество подписи на Liquid с помощта на BTC, което позволява на активите да влязат в страничната верига на Liquid. За да излезете, L-BTC се изпраща до адреса с множество подписи във веригата Liquid. Сигурността на адреса с множество подписи е зададена на 11 от 15.

Течността се фокусира върху финансови приложения и предлага на разработчиците SDK, свързан с финансови услуги. Общата заключена стойност (TVL) в мрежата Liquid в момента е приблизително 3000 BTC.

Активи на Nostr: Подсилена централизация

Nostr Assets, първоначално наречен NostrSwap, служи като платформа за търговия BRC20. Надстроен до Nostr Assets Protocol на 3 август 2023 г., той поддържа прехвърлянето на всички активи в рамките на екосистемата Nostr. Lightning Network управлява уреждането на активи и сигурността. Nostr Assets позволява на потребителите да изпращат и получават Lightning Network активи с помощта на публични и частни ключове на Nostr. Транзакциите по протокола Nostr Assets, с изключение на депозити и тегления, са без газ, криптирани и се съхраняват в релето на Nostr Protocol, използвайки IPFS за бърз и ефективен достъп. Той поддържа взаимодействие на естествен език, елиминирайки необходимостта от сложни интерфейси. Nostr Assets предоставя на потребителите лесен и удобен начин за прехвърляне и търгуване на активи, потенциално намирайки значителни приложения във връзка с трафик ефектите на социалния протокол Nostr. Въпреки това, по същество това е метод за контролиране (попечителство) на портфейли с помощта на Nostr съобщения. Потребителите депозират активи в релето Nostr Assets, като ги прехвърлят в Lightning Network, подобно на депозирането на активи в централизирана борса. Когато потребителите искат да прехвърлят и търгуват активи в рамките на Nostr Assets, те изпращат съобщения, подписани с Nostr ключове до сървъра. След проверка сървърът записва транзакциите вътрешно, заобикаляйки изпълнението в Lightning Network или основната мрежа, постигайки нулеви такси за газ и висок TPS.

BitVM: Програмируемост и безкрайно мащабиране

„Всяка изчислима функция може да бъде проверена на биткойн.“

— Робин Линус, създател на BitVM

BitVM, предложен от Робин Линус, основателят на ZeroSync, използва съществуващи биткойн OP кодове (OP_BOOLEAN, OP_NOT) за формиране на И и НЕ гейт вериги, разбивайки програмите на примитивни И и НЕ гейт вериги. Той поставя основата на скрипта за изразходване в транзакции на Taproot за евтино хранилище във веригата. Според изчислителната теория, всички логически изчисления могат да бъдат конструирани с помощта на И и НЕ вериги на порти, което теоретично прави BitVM Turing завършен и способен да извършва всички изчисления на биткойн. Има обаче много практически ограничения.

BitVM работи в режим P2P, следвайки концепцията на OP Rollup. Има две роли: доказващ и проверяващ. Във всяка транзакция и доказващият, и верификаторът съвместно изграждат транзакция, като депозират обезпечение. Доказващият предоставя резултати и ако проверяващият изчислява различни резултати, те изпращат доказателство за измама към веригата, за да санкционират доказващия. Основният случай на използване на BitVM е за минимални доверителни мостове и ZKP мащабиране (ZK Rollup). Предложението на BitVM е компромис поради трудността да се получи подкрепа в биткойн общността за увеличаване на сложността на OP_CODE. Той използва съществуващи OP_CODE за внедряване на нови функционалности.

BitVM въвежда нова парадигма за мащабиране, но на практика има много предизвикателства:

– Твърде рано: Докато EVM има цялостна архитектура на VM, BitVM има само една функция за проверка дали даден низ е 0 или 1.

– Разход за съхранение: Конструирането на програми с NAND портове може да изисква стотици мегабайти данни, с милиарди коренови листа.

– P2P: Настоящият модел включва взаимодействия между две страни и структурата доказващ-предизвикател има проблеми със стимулите. Има съображения за разширяване до 1-N или NN, подобно на идеалния OP Rollup (единствено честно предположение).

Заключение

Цялостният преглед на текста разкрива, че поради ограниченията в капацитета за обработка на основната мрежа и изчислителните способности, биткойн трябва да премести изчисленията извън веригата, за да насърчи по-процъфтяваща и разнообразна екосистема.

От една страна, изчисленията извън веригата и решенията за проверка от страна на клиента използват определени полета в биткойн транзакциите за съхраняване на важна информация, третирайки основната мрежа на биткойн като разпределена система за регистриране, използвайки нейната устойчивост на цензура и надеждност, за да осигурят наличността на критични данни. В известен смисъл този подход е подобен на Sovereign Rollups. Той не изисква модификации на протоколния слой на биткойн, като позволява изграждането на протоколи според нуждите, предлагайки по-голяма осъществимост в настоящия сценарий, но не наследявайки напълно сигурността на биткойн.

От друга страна, се полагат усилия за усъвършенстване на проверката във веригата, като се опитват да използват съществуващи инструменти за постигане на произволни изчисления на биткойн, впоследствие използвайки технология за доказване на нулево знание за ефективно мащабиране. Въпреки това, тези настоящи решения са все още в много ранен етап, с високи изчислителни разходи и не се очаква да бъдат внедрени в краткосрочен план.

Разбира се, някои може да се чудят защо не преминат към Ethereum, който, заедно с други блокчейни, притежава висока изчислителна мощност. Защо да преминавате през процеса на повторно внедряване на нещата върху биткойн?

Защото това е биткойн.

справка:

https://wizardforcel.gitbooks.io/masterbitcoin2cn/content/appdx8.html

https://github.com/chromaway/ngcccbase/wiki/EPOBC_simple

https://github.com/OpenAssets/open-assets-protocol/blob/master/specification.mediawiki

https://twitter.com/LNstats

https://twitter.com/robin_linus/status/1723472140270174528

https://github.com/fiksn/bitvm-explained

https://bitcoinmagazine.com/technical/the-big-deal-with-bitvm-arbitrary-computation-now-possible-on-bitcoin-without-a-fork

https://mirror.xyz/0x5CCF44ACd0D19a97ad5aF0da492AC0388469DfE9/_k3vtpI7a5cQn5iISH7-riECpyudfI4BTeeeBMwNYDQ

https://twitter.com/AurtrianAjian/status/1723919714798178505

Относно CGV
CGV (Cryptogram Venture) е инвестиционна фирма за криптовалута със седалище в Токио, Япония. CGV инвестира в и инкубира лицензирана японска йена стейбълкойн JPYW. Освен това CGV FoF е ограничен партньор в няколко световно известни фонда за криптовалута. От 2022 г. CGV успешно организира две издания на Japan Web3 Hackathon (TWSH) и получи съвместна подкрепа от институции и експерти като японското министерство на образованието, културата, спорта, науката и технологиите, университета Кейо и NTT Docomo. В момента CGV има клонове в Хонконг, Сингапур, Ню Йорк и други региони.

Опровержение: Информацията и материалите, представени в тази статия, са получени от публични канали и нашата компания не дава гаранции относно тяхната точност и пълнота. Описанията или прогнозите за бъдещи ситуации са изявления за бъдещето и всички предоставени предложения и мнения са само за справка и не представляват инвестиционен съвет или последици за което и да е физическо лице. Стратегиите, които нашата компания може да възприеме, могат да бъдат същите, противоположни или несвързани със стратегиите, направени от читателите въз основа на тази статия.