Экосистема Биткойна сталкивается с различными проблемами, включая скорость транзакций, масштабируемость, безопасность и регуляторные вопросы.

Как первая успешная децентрализованная цифровая валюта, Биткойн находится в центре криптовалютной сферы с момента своего появления в 2009 году. Как инновационное средство платежей и инструмент хранения стоимости, Биткойн вызвал широкий международный интерес к криптовалютам и блокчейн-технологии. Однако по мере того, как экосистема Биткойна продолжает совершенствоваться и расширяться, перед ней встают различные вызовы, включая скорость транзакций, масштабируемость, безопасность и вопросы регулирования.

Недавно экосистема сценариев, возглавляемая BRC20, стала популярной на рынке, и различные сценарии продемонстрировали рост более чем в 100 раз. Ончейн-транзакции Биткоина находятся в тяжелой заторе, с средним газом более 300 сат/вб. В то же время, рассылка от Nostr Assets дополнительно привлекла внимание рынка, а предложение дизайна протокола в белых книгах таких как BitVM и BitStream свидетельствует о том, что экосистема Биткоина обладает живым потенциалом.

Команда исследований Aqua Labs провела всесторонний обзор текущего состояния экосистемы биткойнов, охватывающий технологические достижения, рыночную динамику, регулирование и другие аспекты, чтобы провести глубокий анализ технологии биткойна и изучить рыночные тенденции. Наша цель - предоставить панорамный взгляд на развитие биткойна. В статье сначала рассматриваются основные принципы и история развития биткойнов, а затем углубляются в технологические инновации сети биткойна, такие как Lightning Network и Segregated Witness, и предсказываются их будущие тенденции развития.

Эмиссия активов: начиная с цветных монет

Суть экосистемы сценария заключается в предоставлении прав на выпуск активов с низким порогом для обычных людей, сопровождаемых простотой, справедливостью и удобством. Появление протоколов сценариев на Bitcoin можно проследить до 2023 года, но уже в 2012 году существовала концепция использования Bitcoin для выпуска активов, известная как Окрашенные монеты.

Цветные монеты: Первые попытки

Цветные монеты относятся к набору технологий, которые используют систему Биткойн для регистрации создания, владения и передачи активов, отличных от Биткойна. Эта технология может быть использована для отслеживания цифровых и материальных активов, принадлежащих третьим лицам, и облегчения транзакций с правом собственности через цветные монеты. Термин «цветной» относится к добавлению определенной информации к неизрасходованным выходам транзакций Биткойна (UTXO), чтобы отличить их от других UTXO Биткойна, тем самым внося гетерогенность в однородные биткойны. Благодаря технологии Colored Coins выпущенные активы имеют многие из тех же характеристик, что и Bitcoin, включая предотвращение двойных расходов, конфиденциальность, безопасность, прозрачность и устойчивость к цензуре, обеспечивая надежность транзакций.

Следует отметить, что протокол, определенный цветными монетами, не реализуется типичным программным обеспечением Bitcoin. Для идентификации транзакций, связанных с цветными монетами, требуется специальное программное обеспечение. Очевидно, что цветные монеты имеют ценность только в сообществах, признающих протокол цветных монет; в противном случае окрашенные свойства гетерогенных цветных монет будут потеряны и вернутся к чистому Сатоши. С одной стороны, цветные монеты, признанные маленькими сообществами, могут воспользоваться многими преимуществами Bitcoin для выпуска и циркуляции активов. С другой стороны, почти невозможно объединить протокол цветных монет в основное программное обеспечение Bitcoin с помощью мягкого вилки.

Открытые активы

В конце 2013 года Флавьен Шарлон представил Open Assets Protocol как способ реализации цветных монет. Эмитенты активов используют асимметричное шифрование для вычисления идентификаторов активов, гарантируя, что только пользователи с закрытым ключом идентификатора актива могут выпустить тот же актив. Для метаданных ресурсов код операции OP_RETURN используется для хранения метаданных в скрипте, называемом «выводом маркера», который хранит цветную информацию, не загрязняя UTXO. Поскольку он использует инструменты шифрования с открытым и закрытым ключами Биткойна, выпуск активов может быть выполнен с помощью механизма мультиподписи.

EPOBC

В 2014 году ChromaWay запустила протокол EPOBC, который расшифровывается как Enhanced, Padded, Order-Based Coloring. Протокол включает две операции: выпуск и передача. Операция выпуска используется для выпуска активов, в то время как операция передачи облегчает передачу активов. Типы активов не могут быть явно закодированы или различены, и каждая операция выпуска будет выпускать новый актив, определяя его общее количество в процессе выпуска. Активы EPOBC должны передаваться с использованием операции передачи, и если актив EPOBC используется в качестве входных данных в транзакции, не относящейся к операции передачи, актив будет потерян.

Дополнительная информация об активах EPOBC хранится в поле nSequence транзакций Bitcoin. Поле nSequence является зарезервированным полем в транзакциях Bitcoin, состоящим из 32 бит. Наименьшие шесть бит используются для определения типа транзакции, в то время как биты с 6 по 12 используются для дополнения с целью соответствия требованиям протокола Bitcoin по защите от пыли. Преимущество использования поля nSequence для хранения метаданных заключается в том, что дополнительное пространство хранения не требуется. Поскольку нет идентификатора актива для идентификации, каждая транзакция, связанная с активами EPOBC, должна быть прослежена до исходной транзакции для определения ее категории и законности.

Mastercoin/Omni Layer

По сравнению с вышеупомянутыми соглашениями, Mastercoin добился более успешных результатов в коммерческой реализации. В 2013 году Mastercoin провел первое в истории ICO, собрав 5000 BTC и открыв новую эру. Всем известный USDT изначально был выпущен на блокчейне Биткоина и представлен через Omni Layer.

Mastercoin имеет меньшую зависимость от биткоина и предпочитает поддерживать большую часть своего состояния вне блокчейна, храня только минимальное количество информации в блокчейне. По сути, Mastercoin рассматривает Биткойн как децентрализованную систему ведения журналов, использующую любую транзакцию Биткойна для трансляции изменений в операциях с активами. Проверка действительности транзакций включает в себя постоянное сканирование блокчейна биткоина и ведение базы данных активов вне сети. Эта база данных сохраняет сопоставление между адресами и активами, при этом адреса повторно используют систему адресов Биткойна.

Early Colored Coins в основном использовала опкод OP_RETURN в скриптах для хранения метаданных об активах. После обновлений SegWit и Taproot новые производные протоколы имеют больше возможностей.

SegWit, сокращение от Segregated Witness, в основном отделяет свидетеля (входной скрипт транзакции) от транзакции. Основная причина этого разделения - предотвращение атак путем модификации входного скрипта. Однако это также имеет пользу: эффективное увеличение ёмкости блока, позволяющее хранить больше данных свидетелей.

Taproot представляет собой важную функцию, называемую MAST, которая позволяет разработчикам включать метаданные для любого актива в выходные данные, используя деревья Меркла. Он улучшает фунгибельность и масштабируемость с помощью подписей Schnorr и поддерживает многоходовые транзакции через Lightning Network.

Порядковые числительные и BRC20, и моделирование торговли: великий социальный эксперимент

В общем, порядковые числительные включают четыре ключевых компонента:

• BIP для заказа сатоши

• Индексатор, использующий узлы Bitcoin Core для отслеживания всех позиций сатоши (порядков)

• Кошелек, который обрабатывает транзакции, связанные с порядковыми числительными

• Проводник блоков для идентификации транзакций, связанных с порядковыми числами

Фундаментально, ядро - это сам BIP/протокол. Ординалы определяют схему сортировки (начиная с 0, основанную на порядке их добычи) и назначают номера самой маленькой биткойн-единице, сатоши. Это вводит гетерогенность и дефицит в противном случае однородные сатоши.

Они могут повторно использовать инфраструктуру BTC, включая одиночные подписи, мультисиг, временные блокировки и блокировки высот, неявно создавая ординалы. Они предлагают хорошую анонимность и не оставляют явного следа на цепи блоков. Однако недостатки очевидны, поскольку большое количество маленьких, неизрасходованных UTXO может увеличить размер набора UTXO, что потенциально может привести к так называемым атакам пыли. Более того, индексирование потребляет значительное количество места, а для траты определенного сатоши требуется конкретная информация:

• Заголовки блокчейна

• Путь Меркля к транзакции coinbase, которая создала этого сатоши

• Транзакция coinbase, которая создала этот сатоши

Для того чтобы доказать, что конкретный сатоши содержится в определенном выходе.

В этом контексте гравировка предполагает нанесение произвольного содержимого на сатоши. Конкретный метод заключается в размещении содержимого в пути скрипта Taproot для выполнения скрипта, полностью on-chain. Содержимое гравировки сериализуется в формате ответа HTTP, помещается в невыполняемый скрипт в исполняющем скрипте, известном как «конверт». В частности, гравировка включает добавление OP_FALSE перед условными операторами, размещение гравированного содержимого в невыполняемых условных операторах, представленных в формате JSON. Размер гравированного содержимого ограничивается скриптом Taproot, не превышающим 520 байтов.

Поскольку скрипты расходования Taproot требуют расходования существующего вывода Taproot, гравировка требует двух шагов: фиксации и раскрытия. На первом шаге создается вывод Taproot, фиксирующий гравированное содержимое. На втором шаге вывод Taproot из предыдущего шага тратится с использованием гравированного содержимого и соответствующего пути Меркля, раскрывая гравированное содержимое на цепи.

Гравировка изначально задумывалась для внедрения необратимых токенов (NFT) в Bitcoin. Однако новые разработчики создали BRC20, имитирующий ERC20 на нем, позволяя выпускать заменимые активы в пределах ординалов. BRC20 включает операции, такие как Развертывание, Создание, Передача, каждая из которых требует как обязательства, так и шагов раскрытия. Процесс транзакции более сложный и затратный.

Как пример с реальными данными:

Выбранная часть - это содержимое гравировки, а десериализованный результат следующий:

Цель протокола ARC20, происходящего от Atomicals, заключается в упрощении транзакций путем привязки каждой единицы токена ARC20 к сатоши, повторного использования системы транзакций Bitcoin. После выдачи активов через шаги обязательства и раскрытия, передачу токенов ARC20 можно осуществить путем прямого перевода соответствующих сатоши. Дизайн ARC20 более соответствует буквальному определению цветных монет - добавление нового контента к существующим токенам для создания новых токенов, где стоимость нового токена не меньше оригинала, аналогично золотым и серебряным украшениям.

Проверка на стороне клиента (CSV) и протокол ассетов нового поколения

Валидация на стороне клиента, предложенная Питером Тоддом в 2017 году, включает хранение данных вне цепи, обязательства на цепи и валидацию на стороне клиента. Нынешние протоколы активов, поддерживающие валидацию на стороне клиента, включают активы RGB и Taproot (Taro).

RGB

Помимо клиентской валидации, RGB использует хеши Педерсена в качестве механизма обязательства и поддерживает анонимизацию вывода. При запросе платежа UTXO, получающий токены, не нужно публично раскрывать; вместо этого отправляется хеш-значение, улучшающее конфиденциальность и устойчивость к цензуре. При трате токенов получатель должен раскрыть значение анонимизации, чтобы проверить историю транзакций.

Кроме того, RGB представляет AluVM для увеличения программирования. Во время клиентской проверки пользователи не только проверяют поступающую информацию об оплате, но и получают полную историю транзакций от плательщика, прослеживая обратно к исходной транзакции актива для окончательной уверенности. Проверка всей истории транзакций обеспечивает правильность полученных активов.

Активы Taproot

Разработанные компанией Lightning Labs активы Taproot позволяют мгновенный, частотный, недорогой перевод выпущенных активов в сети Lightning. Полностью разработанные вокруг протокола Taproot, они улучшают конфиденциальность и масштабируемость.

Данные свидетелей хранятся вне цепи и проверяются в цепи, проживая либо локально, либо в хранилище информации, называемом «вселенная» (подобно репозиторию Git). Проверка свидетелей требует всех исторических данных от выпуска активов, распространяемых через слой сплетения активов Taproot. Клиенты могут перепроверить, используя локальную копию блокчейна.

Активы Taproot используют разреженное дерево сумм Меркля для хранения глобального состояния активов, что приводит к более высоким затратам на хранение, но обеспечивает эффективную верификацию. Доказательства включения/исключения позволяют верифицировать транзакцию без повторного просмотра истории транзакций актива.

Масштабируемость: вечное предложение биткоина

Несмотря на то, что у Биткойна самая высокая рыночная капитализация, безопасность и стабильность, он отошел от своей первоначальной задумки как "система электронных наличных среди сверстников". Ограниченная вместимость блока мешает Биткойну обрабатывать большие объемы частых транзакций, в результате чего за последнее десятилетие появились различные протоколы, направленные на решение этой проблемы.

Платежные каналы и молниеносная сеть: ортодоксальное решение Биткойн

Lightning Network работает путем создания платежных каналов. Пользователи могут создавать платежные каналы между любыми двумя сторонами, связывая каналы для формирования более широкой сети, и даже совершать платежи между пользователями опосредованно, без прямых каналов. Например, если Алиса и Боб хотят провести несколько транзакций, не записывая каждую в блокчейн Биткоина, они могут открыть платежный канал между собой. Они могут выполнять множество транзакций в рамках этого канала, требуя всего две записи в блокчейне: одну при открытии канала, а другую при его закрытии. Это значительно сокращает время ожидания подтверждения блокчейна и снижает нагрузку на блокчейн.

В настоящее время Lightning Network имеет более 14 000 узлов, 60 000 каналов и общую мощность более 5000 BTC.

Сайдчейны: Метод Ethereum в Bitcoin

Стэкс

Stacks позиционирует себя как уровень смарт-контрактов для Биткойна, используя свой собственный токен в качестве токена Gas. Stacks принимает механизм микроблоков и эволюционирует синхронно с Биткойном, их блоки подтверждаются одновременно. В Stacks это называется «закрепленный блок». Каждому блоку транзакций Stacks соответствует транзакция Биткоина, что позволяет достичь более высокой пропускной способности транзакций. Поскольку блоки генерируются одновременно, Биткойн действует как ограничитель скорости для создания блоков Stacks, предотвращая атаки отказа в обслуживании на свою пиринговую сеть.

Stacks достигает консенсуса с помощью механизма Proof of Transfer (PoX) с двойным спиральным механизмом. Майнеры отправляют BTC держателям STX, чтобы конкурировать за право майнить блоки, и успешные майнеры получают награды STX за успешное майнингование блока. Во время этого процесса держатели STX получают пропорциональное количество BTC, отправленное майнером. Stacks стремится мотивировать майнеров поддерживать исторический учет, выпуская собственные токены, хотя мотивация может быть достигнута и без собственных токенов (как видно в RSK).

Для данных транзакций в блокчейне Stacks значение хэша данных транзакции хранится в скрипте транзакции Bitcoin с использованием байткода OP_RETURN. С помощью встроенной функциональности Clarity узлы Stacks могут извлекать хэш данных транзакции Stacks, хранящийся в транзакции Bitcoin.

Стеки можно рассматривать как цепочку второго уровня для Биткоина; Тем не менее, в трансграничном движении активов все еще есть некоторые недостатки. После обновления Накамото Stacks поддерживает отправку транзакций Bitcoin для завершения передачи активов, но из-за сложности транзакций эти транзакции не могут быть проверены в цепочке биткойнов. Передача активов может быть проверена только через комитет с несколькими подписями.

RSK

RSK использует алгоритм объединенного майнинга, что позволяет майнерам биткоина помогать в производстве блоков для RSK практически с нулевыми затратами и получать дополнительные вознаграждения. RSK не имеет нативного токена и продолжает использовать BTC (RBTC) в качестве своего токена Gas. RSK имеет механизм исполнения, совместимый с виртуальной машиной Ethereum (EVM).

Жидкость

Liquid - это федеративная боковая цепь Bitcoin с контролируемым доступом к узлам, под наблюдением 15 участников, ответственных за производство блоков. Передача активов осуществляется с использованием механизмов блокировки и чеканки, при этом активы отправляются на мультиподписные адреса на Liquid, используя BTC, что позволяет активам войти в боковую цепь Liquid. Для выхода L-BTC отправляется на мультиподписной адрес на цепи Liquid. Безопасность мультиподписного адреса установлена на 11 из 15.

Liquid фокусируется на финансовых приложениях и предоставляет наборы разработчика программного обеспечения (SDK), связанные с финансовыми услугами для разработчиков. Общая заблокированная стоимость (TVL) в сети Liquid в настоящее время составляет около 3000 BTC.

Nostr Assets: Улучшенная Централизация

Любая вычислимая функция может быть проверена на биткоине.

Уважаемый пользователь, вот перевод предоставленного вами контента:

—Робин Линус, основатель BitVM.

• Ранние: Несмотря на то, что EVM имеет комплексную архитектуру виртуальной машины, BitVM имеет только одну функцию для проверки того, является ли строка 0 или 1.

Обсудив BitVM, мы можем переключить наше внимание на универсальное инструментальное решение BRC20.

2. Разблокировка ликвидности: Инновационное решение сигнатуры разрывает узкое место ликвидности BRC Asset

Из-за уникальной природы активов BRC ликвидность всегда была вызовом для всей отрасли. Все в одном инструменте BRC20 успешно завершил транзакцию активов BRC благодаря своему инновационному решению подписи, обеспечивая пользователям более гибкое и эффективное решение, эффективно разблокируя ликвидность.

Заключение

Полный обзор текста показывает, что из-за ограничений в обработке и вычислительной мощности на основной сети Биткойн, Биткойн должен переместить свои расчеты вне цепи для стимулирования более процветающей и разнообразной экосистемы. В настоящее время существуют два основных решения:

С одной стороны, решения для автономных вычислений и верификации на стороне клиента используют определенные поля в транзакциях биткоина для хранения критически важной информации, рассматривая основную сеть биткоина как распределенную систему ведения журналов для обеспечения доступности ключевых данных, аналогично суверенным роллапам. Несмотря на то, что этот подход не требует модификаций на уровне протокола Биткойна и обеспечивает большую осуществимость, он не может полностью унаследовать безопасность Биткойна.

С другой стороны, некоторые команды работают над проверкой on-chain, пытаясь использовать существующие инструменты для осуществления произвольных вычислений на Bitcoin и достижения эффективной масштабируемости с помощью технологии нулевого доказательства. Однако эти решения все еще находятся на ранних стадиях, обладают высокими вычислительными затратами и вряд ли будут реализованы в ближайшее время.

В этой связи все-в-одном инструмент BRC стал заметным решением. Предоставляя метод с низким газом для быстрого получения эффективных надписей, содействуя справедливому запуску активов BRC и решая проблемы ликвидности и справедливых продаж через инновационные схемы подписи, все-в-одном инструмент BRC демонстрирует свою ценность в текущей экосистеме. Несмотря на технические проблемы, с которыми сталкивается экосистема биткойна, все-в-одном инструмент BRC предоставляет пользователям более гибкий и эффективный опыт торговли, предлагая уникальное решение для развития биткойна.

Конечно, некоторые могут задаться вопросом, почему бы не обратиться к Ethereum, так как у Ethereum и других блокчейнов есть мощные вычислительные возможности, как у Bitcoin. Зачем заново реализовывать процесс транзакции на Bitcoin?

Потому что это Биткойн.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана с [ Aqua Labs Research]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Исследования Aqua Labs]. Если есть возражения по поводу этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Учитькоманда, и они быстро справятся с этим.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно мнением автора и не являются инвестиционной рекомендацией.
3. Переводом статьи на другие языки занимается команда Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.