Mạng Thunderbolt Bitcoin: Xem lại thiết kế tương tác off-chain của Bitcoin

Một, khó khăn trong thanh toán của Bitcoin

Mặc dù Bitcoin có những đặc tính phi tập trung và không thể thay đổi, nhưng trong các tình huống thanh toán hàng ngày, nó gặp phải nhiều thách thức. Khi sử dụng Bitcoin để mua cà phê, thời gian xác nhận giao dịch thường dài hơn cả thời gian chờ cà phê, đôi khi phí giao dịch thậm chí còn cao hơn giá của chính cà phê. Tính thanh khoản của tài sản trên mạng Bitcoin không đủ để thực hiện các chức năng như cho vay, kết hợp hoặc tương tác.

Thiết kế bảo thủ của script Bitcoin đã hạn chế hầu hết các tình huống tương tác off-chain, và mục đích ban đầu của nó không phải để xử lý thanh toán tần suất cao. Tuy nhiên, người dùng thực sự muốn có thể dễ dàng sử dụng Bitcoin để thực hiện các khoản thanh toán nhỏ, chẳng hạn như mua skin trong trò chơi hoặc gửi tiền thưởng video, mà không phải chờ đợi thời gian xác nhận dài.

Hai, giới hạn của mạng lưới ánh sáng

Mạng lưới ánh sáng cố gắng giải quyết vấn đề hiệu suất giao dịch thấp của chuỗi chính Bitcoin bằng cách thiết lập "kênh thanh toán" riêng giữa các người dùng. Nó cho phép người dùng thực hiện ghi chép off-chain với tần suất cao, cuối cùng chỉ đồng bộ trạng thái quỹ khi kênh đóng lại lên blockchain. Mô hình này tương tự như cách bạn bè định kỳ thanh toán hóa đơn.

Tuy nhiên, mạng lưới Lightning đã bộc lộ nhiều khó khăn trong thực tế ứng dụng:

1. Ngưỡng thiết lập kênh cao, người dùng cần khóa tiền trước.

2. Vấn đề định tuyến phức tạp, đường thanh toán gián tiếp có thể thất bại do thiếu vốn hoặc nút không khả dụng.

3. Tồn tại rủi ro an ninh, yêu cầu người dùng giữ trực tuyến để ngăn chặn hành vi gian lận.

Những khiếm khuyết cấu trúc này đã khiến việc ứng dụng thực tế của mạng lưới Lightning khó có thể vượt qua ngưỡng. Hiện tại, tổng số tiền bị khóa trong toàn bộ mạng lưới Lightning chỉ duy trì ở mức khoảng 100 triệu USD, điều này là không đáng kể so với giá trị thị trường hàng ngàn tỷ của hệ thống Bitcoin.

Ba, Tổng quan về giao thức Thunderbolt

Bitcoin Thunderbolt là một giải pháp nâng cấp phân nhánh mềm dựa trên chuỗi chính Bitcoin, nhằm nâng cao khả năng mở rộng, hiệu suất giao dịch và khả năng lập trình của Bitcoin từ gốc.

Về hiệu suất, Thunderbolt sử dụng công nghệ UTXO Bundling, kết hợp xử lý nhiều UTXO, giảm khối lượng dữ liệu giao dịch, tăng tốc độ giao dịch khoảng 10 lần.

Về khả năng lập trình, Thunderbolt đã đưa lại và mở rộng mã lệnh OP_CAT, cho phép các nhà phát triển xây dựng logic kịch bản phức tạp hơn, thực hiện chức năng hợp đồng thông minh.

Trong việc tích hợp giao thức tài sản, Thunderbolt đã đề xuất tiêu chuẩn thống nhất Goldinals dựa trên bằng chứng không kiến thức và cam kết trạng thái, thực hiện khung phát hành token gốc của Bitcoin.

Thunderbolt cũng đã ra mắt hệ thống BitMM, hỗ trợ người dùng thực hiện giao dịch không cần tin cậy và xác thực thông tin trên chuỗi Bitcoin. BitVisa cung cấp hệ thống danh tính và chứng chỉ phi tập trung.

Khác với các giải pháp mở rộng truyền thống, Thunderbolt áp dụng lộ trình "mở rộng gốc của chuỗi chính", tất cả các chức năng đều chạy trực tiếp trên chuỗi chính của Bitcoin, sử dụng BTC gốc thay vì mã thông báo ánh xạ chuỗi chéo.

Bốn, cơ chế cốt lõi của Thunderbolt

Cơ chế cốt lõi của Thunderbolt bao gồm:

1. Chữ ký đa bên linh hoạt và có thể điều chỉnh: Tách chữ ký thành phần của người dùng và phần của ủy ban, thực hiện tái cấu trúc chữ ký mà không cần đối thoại trực tuyến thông qua thông tin bí mật.

2. Sổ cái ủy ban chịu lỗi không đồng bộ: Một nhóm dịch vụ bao gồm nhiều nút chịu trách nhiệm ghi chép, đảm bảo sổ cái hoạt động bình thường.

3. Hoàn tất hoán đổi nguyên tử: Đảm bảo tái cấu trúc off-chain và hoàn lại trên chuỗi diễn ra liền mạch qua ba bước hoán đổi nguyên tử.

4. Ủy quyền ký không tương tác, đệ quy: Thiết kế cấu trúc chữ ký Schnorr ngưỡng có thể điều chỉnh lặp lại, giảm yêu cầu trực tuyến.

5. Cập nhật chữ ký mỗi lần chuyển nhượng: Ngăn chặn việc sử dụng lại chữ ký cũ.

6. Tối thiểu hóa thao tác trên chuỗi: chỉ thực hiện thao tác trên chuỗi vào lúc bắt đầu và kết thúc, nâng cao tính riêng tư.

7. Bảo mật ngoại tuyến: Chỉ cần đa số ủy ban trực tuyến, có thể hoàn thành việc chuyển nhượng hoặc đổi lại.

8. Xác minh hình thức: Tất cả các bước quan trọng đều được xác minh bằng công cụ tự động Tamarin Prover.

Năm, So sánh Thunderbolt với các giải pháp hiện có

So với các giải pháp mạng Lightning hiện tại như BOLT, Breez SDK và Phoenix, lợi thế chính của Thunderbolt nằm ở tính bảo mật và tính hoàn thiện lý thuyết:

• Thiết kế giao thức có thể được chứng minh là an toàn
• Người dùng ác ý không thể đơn phương thu lợi trong bất kỳ trạng thái nào

Tuy nhiên, Thunderbolt cũng có một số nhược điểm:

• Triển khai phức tạp, cần chạy đầy đủ ngăn xếp giao thức
• Tính tương thích của chuỗi chính hạn chế, độ khó thực hiện cao
• Hỗ trợ sinh thái vẫn chưa hoàn thiện

Sáu, Ảnh hưởng tiềm tàng của Thunderbolt

Thunderbolt có thể trở thành chất xúc tác cho BTCFi, và con đường phát triển trong tương lai của nó có thể bao gồm:

1. Được tích hợp Rollup: như một động cơ DeFi bên cạnh Bitcoin, phục vụ cho các giải pháp L2 khác nhau.

2. Hình thành hệ sinh thái tiêu chuẩn độc lập: phát triển hệ sinh thái mạng của riêng mình, hệ thống vận hành nút và bộ tổng hợp, v.v.

3. Bị thay thế bởi giải pháp đơn giản hơn: Nếu có giải pháp thay thế không cần trạng thái kênh và giao thức chuỗi ngoài.

Ý nghĩa lớn nhất của Thunderbolt là đưa vào tài sản Bitcoin "tính tương tác của hợp đồng off-chain". Việc giới thiệu hai đặc điểm UTXO Bundling và OP_CAT đã mang lại khả năng lập trình bản địa cho mạng Bitcoin và tăng cường thông lượng trên chuỗi, hứa hẹn thống nhất các giao thức trong hệ sinh thái Bitcoin và bao gồm nhiều loại tài sản khác nhau.

Mặc dù Thunderbolt hiện vẫn ở giai đoạn nghiên cứu lý thuyết, nhưng tiềm năng của nó rất lớn, có thể mang lại những biến đổi cách mạng cho hệ sinh thái Bitcoin.