Дизайн логики Биткойн Сети Lighting и инновации протокола Thunderbolt

Один. Проблемы оплаты, с которыми сталкивается Биткойн

Биткойн как децентрализованный и неизменяемый токен сталкивается с реальными проблемами применения в повседневных платежных сценариях. Когда пользователи хотят купить чашку кофе за Биткойн, они часто сталкиваются с проблемами слишком долгого времени подтверждения транзакции и высоких комиссий. Эти проблемы возникают из-за того, что изначальная цель дизайна сети Биткойн не была предназначена для обработки десятков тысяч мелких платежей в секунду.

Скриптовая структура Биткойна довольно консервативна, что ограничивает большинство сценариев взаимодействия вне цепи. Тем не менее, пользователи хотят иметь возможность удобно и быстро использовать Биткойн для повседневных расходов, таких как покупка игровых предметов или пожертвование за видео, вместо того чтобы ждать около десяти минут для подтверждения.

Два. Сеть Lighting: решение с учетом компромиссов

Сеть Lighting можно сравнить с быстрым каналом рядом с основной цепочкой Биткойн. Его основная идея заключается в создании эксклюзивных "платежных каналов" между пользователями для реализации высокочастотной оффлайн-учетности, а затем синхронизации конечного состояния на блокчейне только при закрытии канала. Эта модель похожа на способ окончательной расчета после многократных потреблений между друзьями.

Однако Сеть Lighting в реальном применении выявила множество проблем:

1. Порог для создания канала высокий, требуется предварительная блокировка средств.
2. Сложные проблемы маршрутизации, косвенные каналы могут привести к сбою транзакций из-за нехватки средств или недоступности узлов.
3. Безопасные риски, требуется от пользователей оставаться онлайн для предотвращения мошеннических действий.

Несмотря на то, что Сеть Lighting работает уже много лет, эти структурные недостатки делают ее реальное применение всегда трудным для突破瓶ца. В настоящее время объем заблокированных средств в всей Сети Lighting составляет всего около 100 миллионов долларов, что незначительно по сравнению с триллионной рыночной капитализацией системы Биткойн.

Три, инновации протокола Thunderbolt

Протокол Thunderbolt является схемой мягкого форка, основанной на главной цепи Биткойн, направленной на фундаментальное улучшение масштабируемости, производительности транзакций и программируемых возможностей Биткойн.

3.1 Основные механизмы

Основной механизм Thunderbolt включает:

1. Гибкая настраиваемая многоподписка: разделение подписи Биткойн на две части - пользовательскую и комитетскую, осуществление перевода без онлайн-диалога с помощью добавления "маленькой тайны".

2. Асинхронный отказоустойчивый реестр комитета: группа сервисов, состоящая из нескольких узлов, отвечает за ведение бухгалтерии, даже если часть узлов выходит из строя, реестр продолжает нормально функционировать.

3. Финализация атомных обменов: через трехступенчатый процесс атомного обмена гарантируется, что оффлайн реконструкция и онлайновый выкуп происходят единоразово, предотвращая одностороннюю выгоду любой из сторон.

3.2 Протокол проектирования и ключевые инновации

1. Неконтактная, рекурсивная подпись делегирования: разработана структура подписи Schnorr с настраиваемым порогом, что значительно снижает требования к онлайну.

2. Каждый раз при переводе меняйте "новый замок": обновляя подпись, полностью аннулируйте старый "замок", чтобы предотвратить повторное использование старой подписи.

3. Оставляйте следы в цепи только один раз: уменьшите операции в цепи, повысив уровень конфиденциальности.

4. В оффлайне деньги тоже не потеряются: достаточно, чтобы большинство членов комитета были онлайн, чтобы завершить перевод или выкуп.

5. Настоящая безопасность "доказательства машины": все ключевые этапы проходят формальную верификацию.

Четыре, Сравнение Thunderbolt с существующими решениями Сети Lighting

Основные преимущества Thunderbolt заключаются в безопасности и теоретической полноте, но также есть недостатки, такие как сложность развертывания, плохая совместимость с основной цепочкой и недостаточная поддержка экосистемы.

Пять. Потенциальное влияние Thunderbolt и пути его развития

Возможные пути развития Thunderbolt включают:

1. Интегрирован в Rollup, как DeFi-движок на стороне Биткойн.
2. Формирование независимой стандартной экосистемы, работающей параллельно с основной цепью.
3. Были заменены более простыми решениями.

Максимальное значение Thunderbolt заключается в том, что он впервые обеспечил "комбинаторность оффчейн-контрактов" для активов Биткойн. Введенные две особенности: UTXO Bundling и OP_CAT, принесли в сеть Биткойн нативную программируемость и более высокую пропускную способность на цепи. Это создало возможности для унификации протокола экосистемы Биткойн, инклюзии различных токенов и реализации BitMM.

Тем не менее, Thunderbolt все еще находится на теоретической стадии и до тех пор, пока разработчики не смогут его фактически применить, еще есть определенное расстояние. Будущее развитие будет зависеть от дальнейшего совершенствования технологии и создания экосистемы.