Solusi Pembayaran Off-chain Baru untuk Bitcoin: Analisis Mendalam Protokol Thunderbolt

Satu, Tantangan Pembayaran Bitcoin

Bitcoin sebagai mata uang digital yang terdesentralisasi dan tidak dapat diubah, menghadapi beberapa tantangan dalam skenario pembayaran yang sebenarnya. Ketika pengguna ingin membeli secangkir kopi dengan Bitcoin, mereka akan menemui masalah seperti waktu konfirmasi transaksi yang lama dan biaya transaksi yang tinggi. Struktur skrip Script Bitcoin cukup konservatif, membatasi sebagian besar skenario interaksi off-chain, yang terkait dengan tujuan desainnya yang bukan untuk menangani pembayaran kecil dengan frekuensi tinggi. Namun, pengguna berharap dapat dengan mudah menggunakan Bitcoin untuk konsumsi sehari-hari, dan kebutuhan nyata ini menciptakan kontradiksi dengan batasan teknis Bitcoin.

Dua, Efek Pedang Bermata Dua dari Jaringan Lightning

Jaringan Lightning sebagai solusi skalabilitas untuk Bitcoin, mirip dengan saluran cepat yang dibangun di samping rantai utama. Ini memungkinkan pencatatan transaksi yang sering dengan membangun saluran pembayaran khusus antara pengguna, dan akhirnya hanya menyinkronkan status dana saat saluran ditutup ke blockchain. Mode ini mirip dengan teman-teman yang mengakumulasi banyak pengeluaran dan kemudian menyelesaikan akun mereka sekaligus.

Namun, jaringan Lightning mengungkapkan berbagai dilema dalam penerapan praktis:

1. Ambang batas pembangunan saluran tinggi, pengguna harus mengunci dana sebelumnya.
2. Masalah routing yang kompleks, jalur tidak langsung mungkin menyebabkan transaksi gagal karena kekurangan dana atau node yang tidak tersedia.
3. Risiko keamanan, meminta pengguna untuk tetap online untuk mencegah penipuan.

Kekurangan struktural ini menyebabkan aplikasi nyata dari jaringan Lightning sulit untuk mengatasi hambatan. Saat ini, total jumlah dana yang terkunci dalam jaringan Lightning hanya sekitar 100 juta USD, yang dibandingkan dengan nilai pasar Bitcoin yang mencapai triliunan, sangat tidak berarti.

Tiga, Analisis Protokol Thunderbolt

Thunderbolt adalah sebuah solusi upgrade soft fork yang berbasis pada lapisan dasar Bitcoin, yang melakukan perubahan langsung pada tingkat protokol rantai utama Bitcoin, meningkatkan skalabilitas, kinerja transaksi, dan kemampuan pemrograman Bitcoin.

Fitur utama termasuk:

1. Optimalisasi kinerja: Menggunakan teknologi UTXO Bundling, kecepatan transaksi meningkat sekitar 10 kali lipat.
2. Peningkatan keterprograman: Memperkenalkan kembali dan memperluas opcode OP_CAT, mendukung logika skrip yang lebih kompleks.
3. Integrasi protokol aset: meluncurkan standar Goldinals yang bersatu, menyediakan kerangka penerbitan aset yang berbasis pada bukti nol-pengetahuan dan komitmen status.
4. Transaksi tanpa kepercayaan: Sistem BitMM mendukung pencocokan transaksi dan verifikasi informasi yang tidak memerlukan kepercayaan di blockchain.

Thunderbolt mengambil jalur "ekspansi asli rantai utama", semua fungsi dijalankan langsung di rantai utama Bitcoin, menggunakan BTC asli alih-alih token pemetaan lintas rantai.

mekanisme inti

1. Multi-signature yang fleksibel dan dapat disesuaikan: membagi tanda tangan menjadi dua bagian, satu bagian dipegang oleh pengguna, dan satu bagian dipegang oleh komite, dengan menambahkan rahasia kecil untuk melakukan transfer.

2. Buku besar komite toleransi kesalahan asinkron: Sekelompok layanan yang terdiri dari beberapa node bertanggung jawab untuk mencatat, memastikan buku besar berfungsi dengan baik.

3. Finalisasi pertukaran atom: memastikan rekonstruksi off-chain dan penebusan on-chain dilakukan dalam satu langkah melalui proses pertukaran atom tiga langkah.

Inovasi Kunci

1. Penugasan tanda tangan non-interaktif dan rekursif: menggunakan struktur tanda tangan Schnorr ambang yang dapat disesuaikan ulang untuk mengurangi persyaratan online.

2. Memperbarui kunci transfer setiap kali: Menggunakan rahasia kecil baru untuk memperbarui tanda tangan, mencegah penggunaan ulang tanda tangan lama.

3. Minimalkan operasi di on-chain: lakukan operasi di on-chain hanya pada awal dan akhir, untuk meningkatkan privasi.

4. Jaminan Keamanan Offline: Meskipun pengguna tidak online, komite masih dapat menyelesaikan operasi transfer atau penebusan.

5. Verifikasi formal: Semua langkah kunci diverifikasi menggunakan alat otomatis Tamarin Prover.

Empat, Perbandingan Thunderbolt dengan Rencana Jaringan Petir yang Ada

Keunggulan utama Thunderbolt terletak pada keamanan dan kelengkapan teori:

• Desain protokol dapat dibuktikan aman
• Pengguna jahat tidak dapat memperoleh keuntungan sepihak dalam keadaan apa pun.

Kelemahan termasuk:

• Penyebaran yang kompleks, memerlukan menjalankan tumpukan protokol yang lengkap
• Kompatibilitas rantai utama terbatas, meningkatkan kesulitan implementasi
• Dukungan ekosistem masih belum sempurna

Lima, Dampak Potensial dan Jalur Pengembangan Thunderbolt

Thunderbolt dianggap sebagai solusi optimal secara teoritis untuk BTCFi, tetapi aplikasi nyata masih berada di tahap awal. Jalur pengembangan yang mungkin termasuk:

1. Terintegrasi dalam Rollup: Sebagai mesin DeFi di sisi Bitcoin, terintegrasi ke dalam berbagai solusi L2.

2. Membentuk ekosistem standar independen: Mengembangkan ekosistem jaringan sendiri, sistem operasi node, dan agregator, dll.

3. Digantikan oleh solusi yang lebih sederhana: Jika ada solusi pengganti yang tidak memerlukan saluran status atau bahasa formal.

Makna terbesar dari Thunderbolt adalah menyediakan komposabilitas kontrak off-chain untuk aset Bitcoin. Fitur UTXO Bundling dan OP_CAT yang diperkenalkan membawa pemrograman asli dan throughput transaksi yang lebih tinggi ke jaringan Bitcoin. Ini membuka kemungkinan untuk menyatukan protokol ekosistem Bitcoin dan mengakomodasi berbagai aset, tetapi masih ada jarak yang signifikan untuk aplikasi praktis.