Protocolo Thunderbolt de Bitcoin: Reestructurando la interacción off-chain de BTC y el ecosistema BTCFi

Bitcoin Lightning Network: Revisit the design logic of Bitcoin off-chain interactions

Uno, la dificultad de las transacciones de Bitcoin

A pesar de que Bitcoin es conocido por su descentralización e inmutabilidad, enfrenta numerosos desafíos en escenarios de pago diario. ¿Quieres comprar una taza de café con Bitcoin? Puede que descubras que el tiempo de espera para la confirmación de la transacción es más largo que el tiempo de espera para el café, y a veces las tarifas son incluso más altas que el precio del café en sí. La mayoría de los activos en la red de Bitcoin están en un estado de almacenamiento estático, lo que dificulta funciones como préstamos, combinaciones o interoperabilidad.

La raíz de esta situación radica en la estructura del script de Bitcoin que es demasiado conservadora, lo que limita la mayoría de los escenarios de interacción off-chain. El diseño original de Bitcoin no fue creado para procesar decenas de miles de transacciones de pago por segundo. Sin embargo, la necesidad real es evidente: la gente quiere poder usar Bitcoin de manera conveniente y rápida, incluso si solo es para comprar skins de juegos o para dar propinas en videos, y no quieren esperar diez minutos.

Desde la red Thunderbolt, reevaluando la lógica de diseño de la red Lightning de Bitcoin

Dos, Red Lightning: una solución con ventajas y desventajas

La red Lightning se puede comparar con un canal rápido al lado de la cadena principal de Bitcoin. Su concepto central proviene de un compromiso con la eficiencia de las transacciones en la cadena principal: dado que las transacciones en cadena tienen un cuello de botella en velocidad, es mejor establecer "canales de pago" exclusivos entre usuarios para lograr un registro de alta frecuencia, y finalmente sincronizar el estado de los fondos al cierre del canal con la cadena de bloques. Este modelo es similar a la forma en que los amigos se turnan para invitarse cada semana: las personas no realizan transferencias bancarias inmediatamente después de cada comida, sino que acumulan múltiples gastos y luego liquidan la cuenta de una sola vez.

Sin embargo, este sistema aparentemente ingenioso revela múltiples dilemas en la práctica. Primero, está el alto umbral para la construcción de canales; los usuarios deben bloquear fondos por adelantado para establecer un canal de transacciones. En segundo lugar, está el complicado problema de enrutamiento; cuando no hay canales directos entre los usuarios, incluso si existen rutas indirectas, si los fondos del canal intermedio son insuficientes o los nodos de la ruta no están disponibles, la transacción aún fallará. Más grave aún es el riesgo de seguridad; el sistema exige que los usuarios mantengan su estado en línea para prevenir que la contraparte presente transacciones vencidas para cometer fraude cuando el canal se cierra, lo que plantea exigencias poco realistas sobre la capacidad de operación y mantenimiento de los dispositivos de los usuarios comunes.

A pesar de que la red Lightning ha estado en funcionamiento durante varios años, estos defectos estructurales han dificultado que su aplicación real supere el umbral. Los datos públicos muestran que la cantidad de fondos bloqueados en toda la red Lightning se mantiene actualmente en alrededor de 100 millones de dólares, lo que, en comparación con la capitalización de mercado de billones del sistema Bitcoin, casi marginaliza su posición ecológica. Esto no puede evitar que la industria se pregunte: ¿podemos construir un protocolo de pago off-chain más completo para superar el estancamiento actual?

Tres, Introducción al protocolo Thunderbolt

Thunderbolt es un esquema de actualización de bifurcación suave basado en la capa base de Bitcoin, que realiza cambios directamente a nivel de protocolo en la cadena principal de Bitcoin, mejorando fundamentalmente la escalabilidad, el rendimiento de las transacciones y la capacidad de programación de Bitcoin.

Desde el punto de vista del rendimiento, este protocolo ha logrado una optimización significativa del modelo tradicional de procesamiento de transacciones de Bitcoin gracias a la tecnología UTXO Bundling. UTXO Bundling permite agrupar múltiples UTXO para su procesamiento, lo que equivale a comprimir la cantidad de datos de la transacción, aumentando la velocidad de las transacciones en aproximadamente 10 veces sin sacrificar la seguridad.

En términos de programabilidad, Thunderbolt reintroduce y expande el código de operación OP_CAT. OP_CAT permite realizar operaciones de concatenación de datos, lo que permite a los desarrolladores construir lógicas de script más complejas, implementando contratos inteligentes directamente en la cadena principal de Bitcoin. El beneficio más directo de esta actualización es que: los desarrolladores pueden desplegar aplicaciones descentralizadas en la red nativa de Bitcoin sin depender de cadenas laterales, Rollups o puentes entre cadenas.

En el ámbito de la integración de protocolos de activos, este protocolo aboga por y realiza un estándar unificado llamado Goldinals. Goldinals proporciona un marco de emisión de activos basado en pruebas de conocimiento cero y compromisos de estado. En términos simples, este es un estándar de token "nativo de Bitcoin" que no depende de instituciones de confianza externas y no requiere puentes intercadena complejos para verificar en la cadena la existencia y el estado de cada token.

A diferencia de los enfoques tradicionales de escalado, Thunderbolt adopta una ruta de "escalado nativo de la cadena principal". Ya sea la compresión de transacciones, el soporte para contratos inteligentes, o la integración de estándares de activos y la coincidencia de transacciones en cadena - todo se ejecuta directamente sobre la cadena principal de Bitcoin, utilizando BTC nativo y no tokens mapeados entre cadenas.

Desde Thunderbolt, una nueva perspectiva sobre la lógica de diseño de la red Lightning de Bitcoin

3.1 Análisis de los mecanismos centrales

Thunderbolt y la red Lightning son soluciones de escalado propuestas para resolver el problema de la lenta confirmación de transacciones en la cadena principal de Bitcoin. El objetivo principal de ambas es aumentar la eficiencia y reducir costos. Las diferencias entre las dos son:

  • El diseño de la red Lightning se inclina más hacia los "canales de pago" - solo se puede usar para transferencias de pagos, no admite contratos inteligentes ni lógica compleja, y su construcción y mantenimiento tienen un umbral alto, lo que dificulta su adopción a gran escala.

  • Thunderbolt se dedica a proporcionar protocolos off-chain con capacidad de programación, que soportan operaciones Turing-completas, capaces de construir activos de estado más complejos, protocolos de liquidez y aplicaciones financieras.

Firma múltiple ajustable y flexible

Thunderbolt divide la "firma" de Bitcoin en dos partes: una parte es poseída por el usuario y la otra parte es poseída por el comité. Cada vez que se realiza una transferencia, ambas partes añaden un pequeño secreto a su propia parte de la firma. El receptor, al conocer el pequeño secreto, puede "unir" las dos partes de la firma completa sin necesidad de que el remitente y el comité conversen en línea.

Libro mayor de comités tolerantes a fallos asíncronos

Un "grupo de servicio" compuesto por varios nodos se encarga de la contabilidad y de confirmar mutuamente el propietario actual. Incluso si algunos nodos tienen problemas, mientras que la mayoría siga en línea, el libro mayor puede seguir funcionando normalmente. Estos nodos solo se encargan de "ayudar con las firmas" y "hacer la contabilidad", sin poder disponer libremente de los fondos, lo que garantiza la seguridad y la descentralización.

Finalización por intercambio atómico

Cuando realmente se necesita usar fondos en la cadena, se realizan tres pasos de "intercambio atómico": 1. El usuario y el comité gastan la salida bloqueada original, transfiriendo temporalmente los fondos al comité; 2. El comité bloquea una cantidad equivalente en una caja de seguridad que solo puede ser accedida conjuntamente por "el nuevo usuario y el comité"; 3. Finalmente, el nuevo usuario utiliza una firma de dos partes para retirar los fondos de la caja de seguridad. De esta manera, ninguna de las partes, el nuevo usuario o el comité, puede operar de forma independiente, garantizando que la reconstrucción fuera de la cadena y el rescate en la cadena se realicen de manera fluida.

3.2 Diseño del protocolo Thunderbolt y sus innovaciones clave

  • Delegación de firma no interactiva y recursiva

Se diseñó una estructura de firma Schnorr con umbrales ajustables de forma repetida. Los canales de pago tradicionales a menudo requieren enviar varios mensajes de ida y vuelta, Thunderbolt solo necesita "enviar una firma con un pequeño secreto" cada vez para completarlo, lo que reduce significativamente los requisitos en línea.

  • Cada transferencia cambia a un "nuevo candado"

En cada transferencia, los usuarios y el comité actualizan la firma con un nuevo pequeño secreto, y la firma antigua se invalida por completo. De esta manera, nadie que estuviera involucrado anteriormente puede obtener la nueva firma, evitando el uso reiterado de la firma antigua.

  • Solo dejar una huella en la cadena

Solo se realiza un "bloqueo" en la cadena al principio, todos los cambios posteriores se completan fuera de la cadena, y al final se utiliza este capital en la cadena. En comparación con la red Lightning que necesita abrir y cerrar canales constantemente, las operaciones en cadena de Thunderbolt son menos y la privacidad es mejor.

  • Off-chain también no perderá dinero

Incluso si los usuarios están fuera de línea, siempre que la mayoría del comité esté en línea, se puede completar la transferencia o el rescate en cualquier momento, sin preocuparse por la expiración del tiempo de bloqueo o el cierre malicioso del canal por parte del oponente.

  • Seguridad de "prueba de máquina" real

Todos los pasos clave en el protocolo han sido "verificados formalmente" por Tamarin Prover, estas garantías de seguridad no son solo teóricas, sino que han sido verificadas repetidamente por herramientas automatizadas.

Desde la red Thunderbolt, revisando la lógica de diseño de la red Lightning de Bitcoin

Cuatro, Comparación entre Thunderbolt y las soluciones actuales de red relámpago

Thunderbolt tiene ventajas principales en comparación con las soluciones existentes de la red Lightning (como el protocolo BOLT, Breez SDK, Phoenix) en términos de "seguridad" y "completitud teórica". Es uno de los pocos que puede lograrlo:

  • El diseño del protocolo puede ser demostrado como seguro.
  • Los usuarios maliciosos no pueden beneficiarse unilateralmente en ninguna circunstancia.

Pero sus desventajas también son muy evidentes:

  • Despliegue complejo: actualmente se necesita ejecutar una pila de protocolos completa, lo que dificulta que los usuarios de billeteras comunes se inicien.
  • Compatibilidad con la cadena principal: El lenguaje de script de la cadena principal de Bitcoin es demasiado rudimentario, Thunderbolt debe implementar funciones mediante ingeniosos desvíos, lo que aumenta la dificultad de implementación.
  • Falta de apoyo ecológico: a diferencia de BOLT que ya cuenta con una gran cantidad de carteras y nodos, Thunderbolt todavía se encuentra en la "fase de investigación temprana".

Desde la red Thunderbolt, revisitando la lógica de diseño de la red Lightning de Bitcoin

Cinco, el impacto potencial de Thunderbolt: ¿el catalizador de BTCFi?

Thunderbolt es actualmente la solución teóricamente óptima para BTCFi, pero en la práctica todavía se encuentra en la "fase Alpha". Es como el "libro blanco de Ethereum 2.0" en el mundo de Bitcoin, lleno de visión pero aún no ha entrado en la fase de "nivel de sistema de ingeniería". A través de la observación en esta etapa, hay tres posibles caminos de desarrollo para Thunderbolt:

1. Integrado como Rollup: como motor DeFi del Bitcoin

Thunderbolt quizás termine convirtiéndose en un módulo off-chain en alguna L2 de Bitcoin (como BitVM, Nomic, BOB). Esto es similar a "integrar Thunderbolt en un Rollup como capa de ejecución de contratos genéricos".

2. Formar un ecosistema estándar independiente que funcione en paralelo con la cadena principal

Thunderbolt probablemente desarrollará su propio ecosistema de red, sistema de operación de nodos, agregadores, etc., similar a la red Lightning, e incluso formará operadores Thunderbolt-LSP. Al mismo tiempo, las dos características introducidas, UTXO Bundling y OP_CAT, también podrán aceptar directamente activos del tipo del protocolo BTC, lo que generará un gran espacio de imaginación.

3. Reemplazado por una solución más sencilla

Si en el futuro aparece un sistema que pueda lograr funciones similares sin necesidad de canales de estado, sin lenguaje formal y sin cooperación de protocolos off-chain, entonces Thunderbolt podría ser solo un producto de transición en esta etapa.

Desde una perspectiva ecológica, el mayor significado de Thunderbolt radica en que otorga a los activos de Bitcoin por primera vez la "combinabilidad de contratos off-chain". Esta "combinabilidad" es crucial para la explosión del ecosistema DeFi, así como la explosión de DeFi de Ethereum se benefició del conjunto completo de ecosistema de Solidity + Hardhat + Ethers.js + Metamask.

Las dos características clave introducidas por Thunderbolt, UTXO Bundling y OP_CAT, aportan programación nativa y mayor capacidad de procesamiento en la cadena al red de Bitcoin. Esto parece ofrecer la posibilidad de unificar todos los protocolos del ecosistema de Bitcoin y de incluir varios activos y la implementación de BitMM. Sin embargo, en esta etapa, Thunderbolt aún se asemeja a "un poderoso trabajo matemático", y todavía puede haber cierta distancia hasta que los desarrolladores puedan lograr "aplicaciones prácticas".

Desde Thunderbolt, revisitando la lógica de diseño de la red Lightning de Bitcoin

BTC1.08%
Ver originales
Esta página puede contener contenido de terceros, que se proporciona únicamente con fines informativos (sin garantías ni declaraciones) y no debe considerarse como un respaldo por parte de Gate a las opiniones expresadas ni como asesoramiento financiero o profesional. Consulte el Descargo de responsabilidad para obtener más detalles.
  • Recompensa
  • 7
  • Republicar
  • Compartir
Comentar
0/400
TokenStormvip
· 08-18 23:50
La tarifa de gas ya puede comprar dos tazas de café, ¿qué más se puede hablar sobre el pago off-chain?
Ver originalesResponder0
WalletsWatchervip
· 08-17 09:51
Bitcoin no sirve como Activos Cripto si no se puede comprar café.
Ver originalesResponder0
rug_connoisseurvip
· 08-16 05:42
Vaya, comprar una taza de café es tan complicado.
Ver originalesResponder0
SelfRuggervip
· 08-16 05:39
Comprar un café tiene unas comisiones aterradoras, es una pena.
Ver originalesResponder0
consensus_whisperervip
· 08-16 05:38
Comprar un café es lento y caro, ¿y qué hay de tps?
Ver originalesResponder0
LayerZeroHerovip
· 08-16 05:35
Afirmar que es necesario superar el cuello de botella del tiempo, la seguridad y la eficiencia deben estar en equilibrio.
Ver originalesResponder0
GateUser-c802f0e8vip
· 08-16 05:14
¿Qué demonios, comprar un café con btc tiene que esperar diez minutos?
Ver originalesResponder0
Opere con criptomonedas en cualquier momento y lugar
qrCode
Escanee para descargar la aplicación Gate
Comunidad
Español
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)