Análise Profunda do Ecossistema Bitcoin

I. Introdução: O desenvolvimento histórico do ecossistema BTC

Bitcoin foi criado em 2008 por Satoshi Nakamoto, como a primeira moeda digital descentralizada, desafiando o sistema financeiro tradicional. O Bitcoin introduziu um sistema de dinheiro eletrônico ponto a ponto, sem a necessidade de intermediários, alcançando a desconfiança e a desintermediação. A tecnologia subjacente do Bitcoin, a blockchain, transformou completamente a maneira como os registros de transações, a verificação e a segurança são tratados.

Após o nascimento do Bitcoin, houve um crescimento estável, com a participação inicial principalmente de entusiastas da tecnologia. Em 2010, ocorreu a primeira transação real, onde o programador Laszlo comprou 2 pizzas por 10.000 Bitcoins. A partir daí, surgiram muitas infraestruturas relacionadas, como exchanges, carteiras e pools de mineração. O ecossistema gradualmente se expandiu para mais partes interessadas, promovendo um desenvolvimento diversificado.

O sucesso do protocolo Ordinals e do Token BRC-20 em 2023 trouxe o verão das inscrições, fazendo com que as pessoas voltassem a prestar atenção na Bitcoin, a mais antiga blockchain. Este artigo irá explorar a evolução histórica do ecossistema Bitcoin, bem como os principais protocolos de emissão de ativos, soluções de escalabilidade e infraestrutura, analisando seu estado atual de desenvolvimento, vantagens e desafios, e discutindo o futuro do ecossistema Bitcoin.

Dois, por que precisamos do ecossistema Bitcoin

1. Características e história do Bitcoin

Bitcoin tem três características principais:

1. Livro-razão distribuído descentralizado: a tecnologia blockchain regista todas as transações, garantindo transparência e imutabilidade.

2. Através da prova de trabalho ( PoW ) contabilidade: os nós da rede resolvem problemas matemáticos para validar transações e contabilização, garantindo segurança e descentralização.

3. Mineração e emissão de Bitcoin: os mineradores verificam transações e criam novos blocos, recebendo recompensas em Bitcoin.

Bitcoin utiliza o modelo UTXO em vez do modelo de conta. As características do modelo UTXO incluem:

1. Cada transação gera um novo UTXO
2. A validação de transações depende de UTXO
3. UTXO como entrada e saída de transação

Bitcoin desenvolvimento histórico:

• Em 2012 surgiram as moedas coloridas
• Em 2017, ocorreu um hard fork devido à disputa entre blocos grandes e pequenos.
• A atualização SegWit de 2017 introduziu blocos expandidos e peso de bloco
• A atualização Taproot de 2021 melhorou a privacidade e a eficiência.
• O protocolo Ordinals e os Tokens BRC-20 bombaram em 2023

2. Comparação entre o ecossistema Bitcoin e os contratos inteligentes do Ethereum

Uma característica notável do Ethereum é o contrato inteligente, que permite desenvolver vários tipos de aplicações. Mas por que ainda precisamos desenvolver aplicações no BTC? As principais razões são:

1. Consenso de mercado: A notoriedade e a confiança do Bitcoin são as mais altas, com um valor de mercado que representa cerca de metade de todo o mercado de criptomoedas.

2. Alto nível de descentralização: o nível de descentralização do Bitcoin é o mais alto, completamente impulsionado pela comunidade.

3. A demanda dos pequenos investidores por Fair Launch: as inscrições oferecem uma oportunidade de participação mais justa para os pequenos investidores.

Em suma, a reaquisição de atenção para o ecossistema Bitcoin deve-se em grande parte às características do lançamento justo de inscrições. Embora o BTC seja inferior ao Ethereum em termos de TPS, tempo de bloco, etc., ainda há muitos desenvolvedores que desejam introduzir contratos inteligentes e desenvolver aplicações sobre ele.

Três, Análise do Estado Atual do Desenvolvimento de Projetos do Ecossistema Bitcoin

O ecossistema Bitcoin é construído principalmente a partir de 3 aspectos:

1. Acordos relacionados à emissão de ativos
2. Soluções de escalabilidade: escalabilidade on-chain e Layer2
3. Projetos de infraestrutura como carteiras, pontes entre cadeias

1、Acordo de Emissão de Ativos

1) Ordinais & BRC-20

Ordinals é um protocolo que permite às pessoas cunhar algo semelhante a NFTs na Bitcoin. O padrão BRC-20 surgiu com base no protocolo Ordinals.

Os elementos centrais do protocolo Ordinals são dois:

• Atribuir um número de série a cada Satoshi, implementando a rotulagem da menor unidade do Bitcoin.
• Suporta anexar qualquer conteúdo a um único Satoshi

O protocolo BRC-20 é baseado no protocolo Ordinals, incorporando funcionalidades semelhantes às do Token ERC-20 nos dados do script.

As razões por trás do sucesso do BRC-20:

• Efeito de enriquecimento: como uma nova classe de ativos na cadeia BTC, possui um apelo natural.
• Lançamento Justo: O lançamento justo permite que os investidores individuais estejam na mesma linha de partida que os VCs.

2) Atomicals & ARC-20

O protocolo Atomiclas foi lançado em setembro de 2023, com o objetivo de construir um protocolo de emissão de ativos mais nativo e completo do que o protocolo Ordinals.

A principal diferença em relação ao protocolo Ordinals:

• Utilizar UTXO como unidade de indexação, em vez de numerar Satoshi.
• Gravar o conteúdo no UXTO, em vez de anexá-lo a um único Satoshi

Atomicals introduziu o mecanismo PoW, controlando a dificuldade de mineração através do ajuste do comprimento dos caracteres prefixos.

3) Runas & Tubo

O protocolo Runes foi proposto pelo desenvolvedor de Ordinals, Casey, e o protocolo Pipe foi lançado pelo fundador da Trac, Benny.

Ambos são protocolos de token baseados no modelo UTXO, que gravam dados de Token nos scripts UTXO. Ao contrário do ARC-20, a quantidade de tokens de Rune e Pipe pode ser definida, sem se limitar à precisão mínima de 1.

4) BTC Selos & SRC-20

BTC Stamps garante que os dados permaneçam permanentemente na cadeia, incorporando-os de forma indivisível ao armazenar dados no UTXO do BTC.

SRC-20 é o padrão de token sob o protocolo BTC Stamps, correspondente ao BRC-20. Suas características incluem:

• Armazenamento de dados mais seguro, difícil de alterar
• Suporta vários tipos de endereços Bitcoin
• O custo de cunhagem é bastante alto

5) ORC-20

O padrão ORC-20 destina-se a aumentar os casos de uso dos tokens BRC-20 e otimizar os problemas existentes. Principais características:

• Compatível com o padrão BRC-20
• Não há restrições quanto a nomes e espaços de nome, o formato é mais flexível
• Permitir a alteração do valor inicial emitido e do valor máximo da moeda.
• Transações usando o modelo UTXO, evitando o pagamento duplo
• Adicionar identificação ID durante a implementação

6) Ativos Taproot

Taproot assets é um protocolo de emissão de ativos lançado pela Lightning Labs, integrado diretamente à Lightning Network. Características principais:

• Totalmente baseado em UTXO, pode ser bem integrado com tecnologias nativas como RGB, Lightning, etc.
• Os usuários podem personalizar a quantidade de transações de Token
• Integração direta com a Lightning Network, reduzindo os custos de transação

2、Escalabilidade na cadeia

1) Atualização Segwit

Em julho de 2017, o Bitcoin passou pela atualização Segwit( de segregação de testemunhas), aumentando significativamente a escalabilidade. O principal objetivo é resolver a limitação da capacidade de processamento de transações e o alto custo das taxas.

Principais melhorias do SegWit:

• Separar os dados de testemunho da transação e armazená-los na "área de testemunho"
• Introduzir a unidade de peso (wu) como uma nova unidade de medida para o tamanho do bloco
• Aumentou efetivamente a capacidade do bloco, aumentando o throughput da rede

2) Atualização Taproot

A atualização Taproot foi realizada em novembro de 2021, com o objetivo de melhorar a escalabilidade, privacidade, segurança e funcionalidade do Bitcoin.

Vantagens principais:

• Agregação de multi-assinaturas Schnorr: reduz o tamanho dos dados da transação
• Maior privacidade: torna difícil distinguir entre transações com múltiplas assinaturas e assinaturas únicas
• Suporte a contratos inteligentes mais complexos: introdução de um novo tipo de script Tapscript

3、expansão off-chain: Layer2

1) canal de estado

Os canais de estado são canais de comunicação temporários criados na blockchain, utilizados para interações e transações fora da cadeia. A Lightning Network é o projeto de canal de estado mais conhecido no Bitcoin.

A lógica central da Lightning Network:

• O participante da transação abre o canal de pagamento e bloqueia os fundos
• Atualizar a alocação de fundos através de transações off-chain
• Liquidar o estado final na cadeia ao fechar o canal

Vantagens da rede Lightning:

• Pagamento em tempo real, rápido
• Alta escalabilidade, processando de milhões a bilhões de transações por segundo
• Baixo custo, adequado para pagamentos de baixo valor
• Possuir capacidade de cross-chain

2) cadeia lateral

Uma sidechain é uma rede de blockchain independente que opera em paralelo com a cadeia principal, permitindo regras e funcionalidades personalizáveis. Os principais casos incluem Rootstock e Stacks.

As principais vantagens do Rootstock(RSK):

• Linguagem de desenvolvimento do Ethereum amigável
• A mineração em conjunto promove a participação dos mineradores

Características do Stacks:

• Usar o comprovante de transferência (PoX) mecanismo de consenso
• Planeja realizar a atualização Nakamoto para aumentar a velocidade e a segurança das transações
• Será lançado sBTC, permitindo a transferência de ativos entre Bitcoin e Stacks(L2)

3) Rollup

Rollup é uma solução de segunda camada construída sobre a cadeia principal, que aumenta a capacidade de processamento ao transferir o cálculo e o armazenamento de dados para a camada Rollup. Os principais projetos incluem:

• Merlin Chain: usa ZK-Rollup para aumentar a escalabilidade do Bitcoin
• B² Network: combina ZKP e provas de fraude, suporta contratos inteligentes Turing completos
• BitVM: alcança Rollup através do processamento de cálculos complexos fora da cadeia

4) Outros

O protocolo RGB opera em modo de verificação do cliente, implementando contratos inteligentes. Características principais:

• Modo de verificação do cliente: os dados são armazenados fora da cadeia, o contrato inteligente é responsável pela verificação
• Selagem única: Token associado a um UTXO específico, oferecendo uma proteção de privacidade mais forte

4、Infraestrutura

1) carteira

UniSat Wallet é uma carteira e indexador de código aberto, utilizado para armazenar e negociar NFTs Ordinals e tokens BRC-20. Principais funções e características:

• Suporte para armazenamento, negociação e cunhagem de NFT Ordinal e BRC-20
• Código de índice open source
• Os usuários podem se registrar instantaneamente sem precisar executar um nó completo.
• Suporta vários protocolos de ativos, como os tokens ARC-20 da Atomicals

2) index descentralizado

Trac Core é um indexador descentralizado e fornece serviços de oráculo. Objetivo principal:

• Resolver o problema de centralização do índice BRC-20
• Introduzir mais nós, para realizar um índice descentralizado
• Estabelecer um canal para obter dados externos fora da cadeia, fornecendo funcionalidade de oráculo

3) ponte跨链

A Polyhedra Network é uma infraestrutura de interoperabilidade entre cadeias. O seu zkBridge suporta o protocolo de transmissão de mensagens Bitcoin, permitindo a interação entre Bitcoin e outras blockchains.

Principais características:

• Suporte para Bitcoin como cadeia de envio e recebimento de mensagens
• Adotar um mecanismo semelhante ao PoS para garantir a precisão das informações escritas
• Reforçar a comunicação segura entre o Bitcoin e a cadeia PoS

4) Acordo de Staking

O projeto Babylon permite que os detentores de Bitcoin façam a staking de BTC em uma cadeia PoS e obtenham rendimentos, para proteger a segurança da cadeia PoS, das aplicações e das cadeias de aplicações.

Função principal:

• Staking de direitos remotos, sem necessidade de bridge ou custódia de Bitcoin
• Protocolo de carimbo de tempo Bitcoin, fornece carimbos de tempo ao nível do Bitcoin para outros eventos de blockchain
• Implementar desvinculação rápida de staking, reduzir custos de segurança, segurança entre cadeias, entre outras funcionalidades

Quatro, os desafios e limitações do desenvolvimento do ecossistema Bitcoin

1) O BRC-20 precisa resolver o problema de indexação descentralizada.

Os tokens BRC-20 não podem ser reconhecidos e registrados diretamente pela rede Bitcoin, sendo necessário um indexador de terceiros para registrar o livro-razão. Atualmente, é adotado principalmente um método de indexação centralizada, o que apresenta riscos de inconsistência de informações e ataques.

Alguns projetos como Trac Core, Best In Slots, Unisat, etc. estão explorando soluções de indexação descentralizada, mas ainda não há uma solução viável e madura.

2) Atualmente, a expansão ainda está em uma fase muito inicial, não conseguindo suportar aplicações em larga escala.

A rede Bitcoin enfrenta limitações de throughput de transações, atrasos na confirmação de blocos e outros problemas. As atuais soluções de escalabilidade, como Lightning Network, RGB, Rootstock e Stacks, ainda estão em estágio inicial, apresentando lacunas em comparação com as funcionalidades de escalabilidade e contratos inteligentes da Ethereum Layer2, não conseguindo suportar aplicações em larga escala.

3) O ecossistema do Bitcoin precisa encontrar seus próprios cenários nativos, apenas copiar aplicações existentes é difícil de superar.

As características não Turing completas do Bitcoin tornam difícil a aplicação direta dos aplicativos Ethereum. A direção futura do desenvolvimento pode ser baseada nas características centrais do Bitcoin:

1. Segurança dos ativos: explorar operações de rendimento mantendo a propriedade
2. Emissão de ativos: procurar novas vantagens para atrair usuários com base na equidade
3. Rendimentos de ativos: para Bitcoin, BRC