Біткойн знову відроджується: від платежів до смартконтрактів, RGB відкриває нову еру Web3

Технології Web3 пройшли через понад десять років бурхливого розвитку, виявивши численні інновації на кількох рівнях. Біткойн, зберігаючи децентралізацію та безпеку, постійно покращує можливості захисту конфіденційності, реалізуючи такі передові функції, як Schnorr підписи, Taproot тощо, закладаючи основу для майбутніх технологічних інновацій. Розвиток таких платформ, як Ефіріум, смартконтракти, сприяв процвітанню блокчейн-додатків, таких як DeFi, що спричинило дві хвилі бика.

Однак, з 2022 року інновації у сфері Web3, здається, зіштовхнулися з перешкодами, технології блокчейн важко подолати обмеження неможливої трикутної моделі, а масове впровадження стикається з безліччю труднощів. То чи досягли ми межі технологій? Чи є ще невідомі області, які чекають на дослідження? Насправді, другий рівень протоколу Біткойн RGB чекає свого часу, поступово дозріває і має потенціал подолати існуючі технологічні обмеження, відкриваючи нові можливості для Web3.

Біткойн: встановлення статусу валюти

Найбільша відмінність між Web3 та Web2 полягає у вбудованій економічній системі, яка базується на грошах, а верхні рівні складають протокольний рівень і рівень застосувань. Гроші Web3 називаються криптовалютою і випускаються через блокчейн.

Біткойн визнано найбільш безпечною та стабільною криптовалютою завдяки таким характеристикам, його цінність отримала глобальну згоду:

По-перше, мережа Біткойн охоплює весь світ, має понад десять тисяч повних вузлів, які спільно перевіряють транзакції, а децентралізація ускладнює атаки на зміну історії транзакцій. По-друге, Біткойн використовує потужні хеш-обчислення як доказ роботи, що є основою безпеки мережі. Крім того, історично правила консенсусу Біткойн мало змінювалися, що допомагає підтримувати єдність і безпеку мережі. На відміну від інших проектів, правила консенсусу Біткойн не підлягають радикальним змінам. Спільнота Біткойн приділяє велику увагу безпеці та стабільності мережі, зосереджуючи увагу на безпеці основного протоколу. Зміни до основного протоколу обговорюються і тестуються з обережністю, щоб забезпечити стабільність мережі. Загалом, Біткойн завдяки видатній децентралізації, механізму консенсусу, стабільності та уваги спільноти став вибором для валютного рівня Web3.

забезпечення безпеки та простоти у Біткойн скрипті

Біткойн як базовий валютний шар світу Web3, його основний протокол поступово еволюціонував після ретельного обговорення та тестування. Варто звернути увагу на розвиток системи скриптів Біткойна. Дизайн мови скриптів Біткойна має на меті забезпечити безпеку та уникнути ризиків, тому свідомо обмежено функціонал, одночасно зберігаючи простоту та безпеку, подібну до інструкційного набору чіпів. Скрипт Біткойна є мовою виконання на основі зворотної польської нотації та стековою мовою, призначеною для виконання на обмеженому апаратному забезпеченні.

У коді основних вузлів Біткойн розробники обмежили типи виконуваних скриптів, дозволивши виконання лише кількох типів "стандартних скриптів". Найважливішим є P2SH (Pay to Script Hash) транзакція, що фактично дозволяє виконувати будь-які Біткойн скрипти, що робить можливим виконання більш складних функцій скриптів у Біткойн. Наприклад, мережа Lightning стала фактичним стандартом для дрібних високочастотних платежів Біткойн.

З впровадженням підписів Schnorr та оновленням Taproot м’якого хардфорка Біткойн зробив важливий крок, що означає віху. Це дозволяє Біткойну краще підтримувати розвиток другого рівня протоколів, що ще більше підвищує його роль у майбутньому світі Web3.

Зосередження на підписах Schnorr та Taproot

Під Schnorr-підписами і Taproot стоїть низка технічних інновацій, які створили нові можливості для Біткойна. По-перше, Taproot впроваджує більш гнучкі платіжні канали, що дозволяє виконувати різні типи транзакцій більш конфіденційно в межах мережі. Приховуючи складні сценарії багатосторонніх підписів в одному єдиному сценарії, Taproot дозволяє різноманітним складним транзакціям виглядати як звичайні односторонні платежі, покращуючи конфіденційність і безпеку. Впровадження Schnorr-підписів робить транзакції в мережі Біткойн більш компактними, зменшуючи комісії за транзакції, підвищуючи масштабованість, що відповідає вимогам ефективних транзакцій у світі Web3.

Ці два нововведення не лише підвищили продуктивність та приватність Біткойна, але й принесли більше інноваційних можливостей для екосистеми. Більш ефективні скрипти та технології підпису підтримують кросчейн-операції, розширення мережі Lightning та складні смартконтракти. Це знову зосереджує Біткойн на основах Web3, прокладаючи шлях до створення більш безпечних, ефективних децентралізованих фінансів та екосистеми додатків.

Вплив підписів Шнорра

На початковому етапі розробки протоколу Біткойн Сатоші Накамото повинен був врахувати багато аспектів алгоритму підпису, включаючи довжину підпису, відкритість, питання патентів, час безпеки та продуктивність. Врешті-решт був обраний алгоритм цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), з використанням конкретної еліптичної кривої secp256k1, базуючись на продуктивності та безпеці цього алгоритму. Проте, окрім ECDSA, існують інші алгоритми цифрового підпису, які відповідають критеріям, зокрема Schnorr Signature. Причина, чому Сатоші Накамото не використовував цей алгоритм, ймовірно, полягає в тому, що патент на Schnorr Signature не закінчився на рік народження Біткойна. Німецький математик і криптограф Клаус-Пітер Шнорр подав заявку на отримання відповідного патенту в 1990 році, тому протягом терміну дії патенту відкритому програмному забезпеченню не можна було 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. Він не тільки має кращу продуктивність, але й коротшу довжину підпису, а також лінійні характеристики, які спрощують агрегацію ключів, більше не вимагаючи спеціальних навичок для мультипідпису. Ці лінійні характеристики легко зрозуміти: ключі всіх учасників агрегуються в новий ключ простим механізмом. Існує кілька способів агрегації, таких як MuSig, запропонований Blockstream, та оновлена версія MuSig2. У схемі MuSig2 кілька підписів можуть генерувати один агрегаційний публічний ключ з їхніх приватних ключів, а потім спільно створювати дійсний підпис для цього публічного ключа, зменшуючи кількість раундів взаємодії з трьох до тільки двох.

Як приклад, у 2-3 мультипідписній транзакції, традиційний спосіб вимагав три публічні ключі та два підписи для ініціювання транзакції. А в сценарії Schnorr Signature, для транзакції на ланцюгу потрібен лише один агрегований публічний ключ та один підпис, що значно зменшує кількість байтів транзакції, а отже, знижує витрати на переказ.

( Інновації скриптів Taproot

Taproot є інноваційною структурою скриптів Біткойна, призначеною для визначення способу використання та розшифровки адрес транзакцій типу Taproot. Натхнення для Taproot спочатку походило від досліджень розробників Біткойна щодо Меркле абстрактного синтаксичного дерева )MAST###, тому його можна вважати спеціалізованою реалізацією MAST. Завдяки Taproot, Біткойн UTXO з кількома різними гілковими скриптами може при витраті розкривати лише одну з гілок, в той час 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 SegWit ( правила скрипту Біткойн були повністю оновлені. Введено два нових правила скрипту, а саме P2WPKH ), що сплачує на хеш свідка публічного ключа (, та P2WSH ), що сплачує на хеш скрипту свідка (. Ці правила дозволяють використовувати адреси, які починаються з bc1. P2WPKH в основному використовується для звичайних адрес, тоді як P2WSH зазвичай використовується для адрес з багатьма підписами.

У рамках оновлення ізольованих свідчень, скрипт також запровадив концепцію версії, попередні правила ізольованих свідчень були позначені як версія V0. А Taproot здійснив подальше оновлення в рамках системи ізольованих свідчень, версія оновлена до V1, що також є походженням заголовка "SegWit V1" в BIP 341. Таким чином, ці нові правила скрипту називаються P2TR), що платить Taproot(, щоб відповідати P2WPKH і P2WSH.

Крім того, поєднуючи Schnorr Signature та Taproot, побудова мультипідпису ) різноманітна. Як зазначив піонер у спільноті Біткойн Стів Лі у своїй промові, існує кілька методів, таких як порогові підписи та Musig tree ( Musig Keytree ) тощо.

Наприклад, для гарячого гаманця біржі можна використовувати 2-3 мультипідписні рішення, які включають 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 створюють адресу отримання за допомогою механізму MuSig. Під час фактичної угоди потрібно лише об'єднати два підписи, щоб завершити угоду.

LNP/BP:"Біткойн протокол/Протокол світлової мережі" зрілість

У попередньому тексті ми глибоко дослідили передові рішення, які мережа Біткойн продемонструвала через впровадження підписів Шнорра та м'який форк Taproot. Тим часом, з технологічними чудесами, які ніколи не зупиняються, асоціація стандартів LNP/BP тихо працює в тіні, немов витончена художня робота, що приносить більше інноваційних можливостей до екосистеми Біткойн. Кодова база LNP/BP охоплює стандарти та найкращі практики другого рівня Біткойн та вище, які не потребують м'якого або жорсткого форку на рівні блокчейну Біткойн, і не мають безпосереднього зв'язку з вмістом мережі Lightning RFC(BOLTs). Іншими словами, стандарти LNP/BP охоплюють все, що пов'язане з транзакціями Біткойн, визначають основні будівельні блоки рішень другого рівня та вище, і описують складні випадки використання, побудовані на цих блоках. Це відкриває можливості для фінансових активів, зберігання, обміну повідомленнями, обчислень тощо, а також для вторинних ринків, які використовують модель безпеки Біткойн і Біткойн як засіб платежу/обміну.

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

( Огляд транзакцій у статусних каналах на одному етапі

Фінансування транзакцій)Funding Transactions(: Фінансування транзакцій є початковою транзакцією, що використовується для створення платіжного каналу в мережі Lightning. Вона об'єднує кошти сторін на мультипідписному рахунку як заставу для платіжного каналу. Фінансування транзакцій гарантує, що перед тим, як учасники почнуть здійснювати поза ланцюгові транзакції в платіжному каналі, вони зобов'язуються певною кількістю коштів. Фінансування транзакцій є першим кроком у створенні платіжного каналу, забезпечуючи безпеку та доступність каналу.

Частково підписані біткойн-транзакції ) PSBT, Partially Signed Bitcoin Transactions ###: Частково підписані біткойн-транзакції є особливим форматом біткойн-транзакцій, що дозволяє кільком учасникам спільно створювати та підписувати транзакції. У мережі Lightning PSBT можна використовувати для створення, оновлення та закриття транзакцій платіжних каналів. Коли сторони платіжного каналу хочуть провести транзакцію, вони можуть спільно створити PSBT, і кожен з них може зробити частковий підпис, а потім об'єднати частково підписані транзакції, щоб врешті-решт завершити транзакцію та подати її до біткойн-мережі. PSBT робить процес транзакцій більш гнучким і ефективним.

Торгові операції Біткойна на основі стану (BSBT, Базово підписані Біткойн-транзакції ): BSBT є типом транзакції, що використовується в мережі Lightning для побудови та оновлення стану каналу. Вона містить інформацію про поточний стан каналу та підписується власником каналу. BSBT використовується для фіксації останнього стану каналу, щоб забезпечити правильність та безпеку транзакцій. Коли стан каналу змінюється, BSBT створюється та оновлюється, щоб відобразити новий стан каналу.

![Нехай Біткойн знову стане великим: від платежів до смартконтрактів