Біткойн'и технічні інновації та нова етап розвитку Web3

Технології Web3 зазнали бурхливого розвитку протягом більше десяти років, з'явившись з різноманітними інноваціями. Біткойн продовжує покращувати можливості захисту приватності без шкоди для своїх децентралізованих характеристик і безпеки, реалізуючи серію вдосконалених функцій, таких як Schnorr підписи, Taproot, що заклало основу для подальших технологічних інновацій. Тим часом еволюція смарт-контрактів на блокчейні, що представлена Ethereum, стала каталізатором золотого віку блокчейн-додатків (, таких як DeFi), що призвело до двох бумів на ринку. Але з 2022 року інновації в індустрії Web3 раптово втратили напрямок, технологія блокчейн не змогла вийти з обмежень неможливого трикутника, що призвело до неможливості широкого впровадження блокчейн-технологій. Отже, чи ми вже торкнулися меж технологій? Чи існують ще більш глибокі невідомі області, які чекають на наше дослідження? Можливо, саме в процесі цих досліджень другий рівень протоколу Біткойн RGB тихо чекає свого часу, поступово зріє, щоб кинути виклик існуючим технологічним обмеженням і продемонструвати своє яскраве сяйво.

Біткойн: встановлення статусу як валютного рівня

Найбільша різниця між Web3 і Web2 полягає в його вбудованій економічній системі, а будь-яка економічна система базується на валюті як її основному рівні, над валютним рівнем розташовані рівень протоколу та рівень застосування. Валюта Web3 називається криптовалютою (CryptoCurrency), що випускається через блокчейн.

Через кілька ключових факторів Біткойн визнано найнадійнішою та стабільною криптовалютою, а його вартість отримала глобальну згоду:

По-перше, мережа Біткойн охоплює весь світ, має понад десять тисяч повних вузлів, які працюють разом, щоб перевіряти та записувати транзакції. Ця децентралізація ускладнює зловмисникам зміну історії транзакцій. По-друге, Біткойн використовує потужні обчислювальні можливості хешування як механізм доказу роботи, що є основою безпеки мережі. Під час перевірки блоків і майнінгу витрачається значна обчислювальна потужність, що ускладнює зловмисникам контроль над мережею. Крім того, правила консенсусу Біткойн історично не зазнавали значних змін, ця стабільність допомагає підтримувати узгодженість і безпеку мережі. У порівнянні з іншими проектами блокчейн, правила консенсусу Біткойн менш піддаються радикальним змінам. Спільнота Біткойн надзвичайно стурбована безпекою та стабільністю мережі, зосереджуючи увагу на безпеці основного протоколу. Зміни в основному протоколі проходять ретельне обговорення та тестування, щоб забезпечити стабільність мережі. Загалом, Біткойн вважається найбільш безпечним і стабільним серед численних блокчейнів, завдяки видатній децентралізації, механізму консенсусу, стабільності та увазі спільноти, стає вибором для валютного шару Web3.

Забезпечення безпеки та простоти в одному сценарії Біткойн

Біткойн як важлива складова базового рівня валюти у світі Web3, поступово еволюціонує в процесі ретельних обговорень і тестування основного протоколу. Особливо варто звернути увагу на розвиток його скриптової системи. Початкова мета мови скриптів Біткойна полягає в забезпеченні безпеки та уникненні потенційних ризиків, тому в дизайні свідомо обмежено функціональність, одночасно зберігаючи простоту і безпеку, схожу на набір інструкцій чіпа. Скрипт Біткойна є мовою виконання на основі зворотної польської нотації та використовує стек. Цей скрипт призначений для виконання на обмеженому апаратному забезпеченні.

У коді основних вузлів Біткойн розробники наклали певні обмеження на виконувані типи скриптів, дозволяючи виконувати лише кілька типів транзакцій, які називаються "стандартними скриптами". Найважливішою є транзакція P2SH (Pay to Script Hash), яка фактично дозволяє виконувати будь-який скрипт Біткойн, що робить можливим виконання скриптів з певними складними функціями в Біткойн. Наприклад, мережа Lightning вже стала фактичним стандартом для малих високочастотних платежів Біткойн.

З введенням пропозиції Schnorr підписів та м'якого хардфорку Taproot, Біткойн зробив важливий крок, що позначає важливу віху. Це дозволяє Біткойну краще підтримувати розвиток другорядних протоколів, що ще більше підвищує його роль у майбутньому світі Web3.

Зосередження на підписах Schnorr та Taproot

За підписами Schnorr та Taproot стоїть низка технологічних інновацій, які створюють нові можливості для Біткойна. По-перше, Taproot запроваджує більш гнучкі канали платежів, що дозволяє виконувати різні типи транзакцій на ланцюзі з більшим захистом конфіденційності. Приховуючи складні багатосторонні підписні скрипти в єдиному скрипті, Taproot робить різні складні транзакції схожими на звичайні одноосібні платежі, що підвищує конфіденційність та безпеку. Впровадження підписів Schnorr робить транзакції в мережі Біткойн більш компактними, зменшуючи витрати на транзакції та підвищуючи масштабованість, що тісно пов'язано з потребами ефективних транзакцій у світі Web3.

Ці дві інновації не лише підвищили продуктивність та конфіденційність Біткойна, але й відкрили нові можливості для інновацій в екосистемі. Більш ефективні технології сценаріїв і підписів підтримують крос-чейн операції, розширення мережі Lightning та складні смарт-контракти. Це знову зосереджує Біткойн на основах Web3, прокладаючи шлях для створення більш безпечних і ефективних децентралізованих фінансів та екосистеми додатків.

Вплив підписів Шнорра

На початковому етапі проектування протоколу Біткойн, Сатоші Накамото потрібно було врахувати різноманітні аспекти алгоритму підпису, включаючи довжину підпису, відкритість коду, патентні питання, час безпекової верифікації та продуктивність. Врешті-решт, він обрав алгоритм цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA) і вибрав конкретну еліптичну криву secp256k1, з огляду на продуктивність і безпеку цього алгоритму. Проте, окрім ECDSA, існують інші алгоритми цифрового підпису, які відповідають критеріям, зокрема Schnorr Signature. Причина, чому Сатоші раніше не використав цей алгоритм, можливо, полягала в тому, що патент на Schnorr Signature на момент виникнення Біткойн ще не закінчився. Німецький математик і криптограф Клаус-Петер Шнорр подав заявку на відповідний патент у 1990 році та отримав його, тому протягом дії патенту відкритому коду було заборонено використовувати цю технологію. Інакше, можливо, Сатоші міг би впровадити цей механізм підпису в початкову версію протоколу Біткойн.

У порівнянні з ECDSA, Schnorr Signature більше відповідає суті підпису Біткойн. Це не тільки забезпечує кращу продуктивність, але й має коротшу довжину підпису, а також володіє лінійними характеристиками, що спрощує агрегацію ключів, більше не вимагаючи спеціальних навичок, необхідних для мультипідписів. Ця лінійна характеристика легка для розуміння, ключі всіх учасників об'єднуються через простий механізм, формуючи новий ключ. Існує кілька способів агрегації, наприклад, MuSig, запропонований Blockstream, і оновлена версія MuSig2. У схемі MuSig2 кілька підписів можуть бути згенеровані з їхніх приватних ключів, щоб створити один агрегований відкритий ключ, а потім спільно генерувати дійсний підпис для цього відкритого ключа, зменшуючи кількість раундів взаємодії з трьох до лише двох.

Отже, з точки зору багатопідписного транзакції 2-3, традиційний спосіб вимагав три відкриті ключі та два підписи для ініціювання транзакції.

А в сцені Schnorr Signature, для надання транзакцій на ланцюгу потрібно лише один агрегований публічний ключ та один підпис, що значно знижує кількість байтів транзакції, а отже, знижує витрати на переказ.

( Інновації скриптів Taproot

Taproot є інноваційною структурою скриптів Біткойн, призначеною для визначення способів використання та розшифровки адреси транзакцій типу Taproot. Натхнення для Taproot спочатку походить від досліджень розробників Біткойн щодо мерклева абстрактного синтаксичного дерева )MAST###, тому Taproot можна розглядати як особливу реалізацію MAST. Завдяки Taproot, Біткойн UTXO з кількома різними гілками скриптів може при витраті відкривати лише одну з гілок, тоді як інші гілки ніколи не з'являються в блокчейні, що значно підвищує конфіденційність та ефективність транзакцій. Ця технологія робить використання складних скриптів більш зручним та ефективним за більш безпечних умов.

У протоколі Біткойн, через "скрипт блокування" ( вихідний скрипт ) визначає умови отримання Біткойн ( UTXO ), тоді як "скрипт розблокування" ( вхідний скрипт ) визначає спосіб використання Біткойн ( UTXO ). Перший можна розглядати як замок, а другий - як відповідний ключ. У оновленні ізоляційного свідка ( SegWit ) правила скрипта Біткойн були повністю оновлені. Було введено два нових правила скрипта: P2WPKH (, що сплачує свідчення публічного ключа гешу ), та P2WSH (, що сплачує свідчення скрипту гешу ), ці правила дозволяють використовувати адреси, що починаються з bc1. P2WPKH в основному використовується для звичайних адрес, тоді як P2WSH зазвичай використовується для адрес з мультипідписом.

У рамках оновлення ізоляційних свідків, сценарій також вводить концепцію версії, попередні правила ізоляційних свідків були позначені як версія V0. Taproot провела подальше оновлення в рамках ізоляційних свідків, версія була оновлена до V1, що також є походженням заголовка "SegWit V1" в BIP 341. Отже, ці нові правила сценарію називаються P2TR(, що сплачує до Taproot), щоб відповідати P2WPKH та P2WSH.

Крім того, поєднуючи Schnorr Signature та Taproot, побудова мультипідпису ( має дуже різноманітні способи. Наприклад, піонер у спільноті Біткойн Стів Лі у своїй промові представив кілька методів, таких як пороговий підпис та Musig дерево ) Musig Keytree ( тощо.

Наприклад, для гарячого гаманця біржі можна використовувати 2-3 мультипідписну схему, що передбачає три приватні ключі: приватний ключ біржі, приватний ключ надійної третьої сторони та резервний приватний ключ холодного гаманця. У схемі підпису з порогом кілька підписувачів заздалегідь формують адресу отримання за допомогою механізму MuSig. Під час фактичної транзакції потрібно лише об'єднати два підписи, щоб завершити транзакцію.

![Нехай Біткойн знову стане великим: від платежів до смарт-контрактів, RGB відкриває новий шлях Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c934c850b471782622c0fddd98e7d1ac.webp(

LNP/BP:"Біткойн-протокол/Протокол блискавки" мати зрілість

У попередньому тексті ми детально розглянули перспективність мережі Біткойн через впровадження підписів Шнорра та оновлення м'якого хардфорку Taproot. Тим часом, в умовах безперервного технологічного дива, асоціація стандартів LNP/BP тихо трудиться за кулісами, немов витвір мистецтва, що детально опрацьований, приносить більше інноваційних можливостей для екосистеми Біткойн. Кодекс LNP/BP охоплює стандарти та найкращі практики другого рівня Біткойн та вище, які не потребують м'якого або жорсткого хардфорку на рівні блокчейну Біткойн, і не мають прямого зв'язку з вмістом, охопленим Lightning Network RFC)BOLTs(. Іншими словами, стандарти LNP/BP охоплюють все, що стосується транзакцій Біткойн, визначають основні будівельні блоки для рішень другого рівня та вище, і описують складні випадки використання, побудовані на цих блоках. Це відкриває можливості в таких сферах, як фінансові активи, зберігання, обмін повідомленнями, обчислення, а також у вторинному ринку, що використовує модель безпеки Біткойн та Біткойн як спосіб платежу/обміну.

Тут будуть представлені лише кілька ключових моментів, які матимуть важливий вплив на майбутнє Web3, такі як ключові етапи транзакцій у каналах стану, а також деякі ключові протоколи та технології: двосторонні канали )Bi-directional channels(, PTLCs, eltoo, фабрики каналів )Channel factories(, контракти дискретного логарифма )Discreet log contracts(, високочастотні мікроплатежі )high-frequency micropayments( та Sphinx тощо.

![Нехай Біткойн знову стане великим: від платежів до смарт-контрактів, RGB відкриває нову еру Web3])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2b4ba4ffc8c46fe5ea06578668987bfa.webp(

) Огляд одночасних угод у каналах стану

Заливка транзакцій(Funding Transactions): Заливка транзакцій - це початкова транзакція, що використовується в мережі Lightning для створення платіжного каналу. Вона об'єднує кошти сторін на мультипідписній адресі як заставу для платіжного каналу. Заливка транзакцій забезпечує те, що учасники вже зобов'язалися внести певну кількість коштів до того, як почнуть здійснювати оффлайн-транзакції в платіжному каналі. Заливка транзакцій є першим кроком у створенні платіжного каналу,