Perspectivas de Desenvolvimento do Ecossistema Bitcoin: Superar as limitações da "trilema do blockchain"

À medida que a discussão sobre o ecossistema do Bitcoin ganha força no mercado de criptomoedas, a indústria está explorando como construir contratos inteligentes sobre o script do Bitcoin, ao mesmo tempo que é compatível com a Lightning Network, que possui escalabilidade infinita, para transações em canais. Isso pode se tornar uma solução de aplicação em larga escala para blockchain que garante a "segurança, descentralização e escalabilidade" do trilema do blockchain.

Bottlenecks na aplicação em larga escala do Blockchain

"A rede blockchain não consegue simultaneamente garantir segurança, descentralização e escalabilidade" é este "trilema do blockchain" que tem impedido a aplicação em larga escala da blockchain. Nos últimos dez anos, a Ethereum tem se concentrado no desenvolvimento da descentralização, garantindo a segurança, e inovando constantemente para expandir a escalabilidade da blockchain pública. No entanto, com base nas tentativas da Ethereum e das suas Layer 2, enquanto as soluções estiverem limitadas à blockchain, a performance terá um limite. Mesmo a blockchain mais poderosa atualmente ainda enfrenta dificuldades para ultrapassar o limite de TPS, e ainda há uma enorme lacuna em relação à exigência de aplicações comerciais em larga escala que exigem milhões de TPS e ao objetivo de implementar bilhões de TPS em nível industrial global.

Rede Lightning: a chave para resolver o problema de escalabilidade

A Lightning Network resolve completamente o problema de escalabilidade da "trindade profana" através do método de "canais de pagamento" por cálculo fora da cadeia - basta criar canais suficientes para permitir um número arbitrário de transações simultâneas.

Princípios da Rede Lightning

A Lightning Network imita a forma de liquidação dos bancos: o usuário A e o usuário B abrem um canal Lightning através da Lightning Network, liquidando diretamente dentro do canal, sem precisar liquidar na blockchain do Bitcoin. Somente quando o canal é fechado é que é necessário liquidar na blockchain do Bitcoin.

Processo de operação do canal relâmpago

1. Pagamento de garantia: Para abrir um canal de Lightning Network, é necessário pagar uma garantia de Bitcoin.
2. Contabilidade de transações off-chain: registrar cada transação através da Lightning Network, com cada registro exigindo a assinatura de um acordo de penalização.
3. Registros de liquidação na cadeia: após fechar o canal relâmpago, os dados das transações históricas são encapsulados e liquidadas de uma só vez, sendo finalmente enviados para a blockchain do Bitcoin.

Como a Lightning Network evita fraudes

Se alguém cometer fraude durante o processo de negociação em canais, como fechar o canal para liquidar Bitcoin antecipadamente, então, ao fechar o canal, uma transação fraudulenta será imediatamente gerada na cadeia do Bitcoin. A outra parte pode observar isso a tempo e aplicar a penalização usando o acordo de penalização previamente assinado, confiscando todos os fundos disponíveis.

Gargalos na aplicação da rede Lightning

A Lightning Network teoricamente alcança uma escalabilidade infinita, mas o problema chave que impede sua aplicação em larga escala é: a Lightning Network usa os mesmos scripts que o Bitcoin, e a cadeia do Bitcoin não possui contratos inteligentes, apenas scripts simples, incapazes de suportar aplicações complexas. A cadeia do Bitcoin é Turing incompleta, não conseguindo implementar lógicas comerciais complexas. Portanto, o maior desafio que a Lightning Network precisa superar é "como implementar contratos inteligentes no Bitcoin".

Proposta para melhorar a funcionalidade da Blockchain do Bitcoin

1. Sidechain

Uma sidechain refere-se a uma cadeia que possui funcionalidades de contratos inteligentes, ligada bidirecionalmente à cadeia principal do Bitcoin, permitindo que os ativos Bitcoin migrem de forma transparente entre a cadeia principal e a sidechain, possibilitando assim contratos inteligentes. No entanto, atualmente não há tecnologia de ligação bidirecional suficientemente descentralizada, sendo necessária a intervenção de prestadores de serviços centralizados.

2. moeda colorida

As moedas coloridas utilizam o comando OP_RETURN no script do Bitcoin, adicionando 80 bytes de caracteres arbitrários, projetando uma string em um formato específico, através da designação humana do significado da string "moeda colorida", e criando contratos inteligentes mais complexos. No entanto, o espaço de 80 bytes é muito pequeno para realizar funcionalidades complexas.

As tecnologias "Ordinals" de gravação e novas tecnologias como BRC-20, embora possam expressar conteúdos mais ricos, ocuparão espaço da "Witness Segregado", resultando na diminuição do desempenho do Bitcoin.

3. Validação do cliente

A validação do cliente é feita simulando o método tradicional de assinatura de contratos, garantindo que apenas as duas partes conheçam a privacidade do conteúdo do contrato, sem a necessidade de qualquer participação de terceiros, alcançando assim uma descentralização total. Durante a execução da transação, a parte iniciadora da transação fornece os dados completos necessários do histórico da transação, e a outra parte verifica por conta própria, para prevenir problemas de fraude.

Para resolver o problema da duplicação de gastos, foi introduzido o mecanismo de "selagem única", que vincula cada estado de cada contrato que precisa ser validado a uma saída de transação não utilizada específica do Bitcoin (UTXO).

Modelo UTXO

A saída de transação não gasta ( UTXO ) é a soma da criptomoeda enviada de um endereço para outro, mas que ainda não foi resgatada pelo destinatário. O modelo UTXO previne efetivamente o problema do gasto duplo, aumentando a segurança das transações.

Futuro da Ecologia do Bitcoin

O ecossistema Bitcoin está a receber o nascimento de uma série de novos protocolos, como o protocolo RGB, que não só mantém a ideia de validação por cliente, mas também propõe compatibilidade com a rede Lightning, estabelecendo a base para uma escalabilidade infinita. Embora a compatibilidade do protocolo RGB com a rede Lightning ainda não seja perfeita, a indústria está cheia de confiança no futuro, acreditando que a infraestrutura relacionada continuará a ser otimizada, superando as limitações do "trilema do blockchain" que perduraram por tanto tempo.

No futuro, o Bitcoin tem potencial para ultrapassar a sua função única de armazenamento de valor, ao mesmo tempo que destaca as suas propriedades monetárias, diversificando soluções para integrar mais aplicações no ecossistema, promovendo a escalabilidade e a sustentabilidade do ecossistema, trazendo possibilidades infinitas para o mundo do Blockchain.