Bắt đầu từ Thunderbolt Network, xem xét lại logic thiết kế của Bitcoin Lightning Network

Ý nghĩa lớn nhất của Thunderbolt không phải là nó có thể thực hiện thanh toán, mà là nó cho phép tài sản Bitcoin có "khả năng hợp nhất hợp đồng ngoài Chuỗi" lần đầu tiên.

Tác giả: Ac-Core , Nhà nghiên cứu YBB Capital

Bìa: Ảnh của Resource Database trên Unsplash

1. Tại sao không thể sử dụng Bitcoin để mua cà phê?

Khi nói đến Bitcoin, hầu hết mọi người đều nghĩ đến đặc tính "phi tập trung " và "bất biến" của nó. Nhưng khi bạn thực sự muốn dùng nó để mua một tách cà phê, bạn sẽ sớm gặp phải một vấn đề khó xử: thời gian chờ xác nhận giao dịch lâu hơn cả thời gian chờ mua một tách cà phê và đôi khi phí giao dịch còn đắt hơn cả cà phê. Cho đến ngày nay, tài sản trên Bitcoin vẫn “vững chắc như núi” – chúng chủ yếu dựa vào HODL, không thể cho vay, không thể kết hợp và không thể tương tác.

Cấu trúc tập lệnh của Bitcoin Script cực kỳ bảo thủ, điều này hạn chế hầu hết các tình huống tương tác ngoài Chuỗi. Ban đầu, nó không được thiết kế để xử lý hàng chục nghìn khoản thanh toán mỗi giây. Nhưng nhu cầu thực sự vẫn còn đó - mọi người chỉ muốn có thể sử dụng Bitcoin . Kể cả chỉ là mua skin game hay xem video và nhận phần thưởng, họ cũng không muốn chờ đợi mười phút.

2. Lightning Network: Con dao hai lưỡi

Nguồn hình ảnh: Cointelegraph

Chuỗi chính Bitcoin giống như một xa lộ, còn Lightning Network giống như một làn đường thu phí được xây dựng bên cạnh. Khái niệm cốt lõi của nó bắt nguồn từ sự thỏa hiệp về hiệu quả của các giao dịch Chuỗi chính: vì có một nút thắt về tốc độ trong các giao dịch Chuỗi, nên nó không còn bị ám ảnh bởi việc ghi lại mọi giao dịch trên Chuỗi nữa mà thay vào đó đạt được khả năng kế toán lần cao bằng cách thiết lập các "kênh thanh toán" độc quyền giữa những người dùng và cuối cùng chỉ đồng bộ hóa trạng thái của tiền khi kênh đó đóng với blockchain. Mô hình này tương tự như cách bạn bè thay phiên nhau quyết toán cho nhau mỗi tuần - mọi người sẽ không chuyển tiền vào ngân hàng ngay sau lần bữa ăn mà sẽ thanh toán hóa đơn một lần sau khi tích lũy được lần chi tiêu. Về cơ bản, Lightning Network là một mạng lưới giao dịch được kết nối với nhau bởi hàng chục nghìn kênh thanh toán như vậy.

Tuy nhiên, hệ thống có vẻ tinh vi này lại gặp nhiều khó khăn khi áp dụng vào thực tế. Đầu tiên là ngưỡng cao cho việc xây dựng kênh. Người dùng cần khóa tiền trước để thiết lập kênh giao dịch, nghĩa là nếu bạn muốn giao dịch với bất kỳ đối tượng nào, bạn phải thiết lập kết nối kênh chuyên dụng trước. Thứ hai là vấn đề định tuyến phức tạp. Khi người dùng A và B không có kênh trực tiếp, ngay cả khi có đường dẫn gián tiếp qua ACB, giao dịch vẫn sẽ thất bại nếu không có đủ tiền trong kênh trung gian hoặc nút đường dẫn không khả dụng. Thậm chí còn nghiêm trọng hơn là rủi ro về an ninh. Hệ thống yêu cầu người dùng phải trực tuyến để ngăn chặn các bên đối tác gửi các giao dịch đã hết hạn để thực hiện hành vi gian lận khi kênh bị đóng. Điều này đặt ra những yêu cầu không thực tế về khả năng vận hành và bảo trì thiết bị của người dùng thông thường.

Mặc dù Lightning Network đã ra mắt trong nhiều năm, nhưng những khiếm khuyết về cấu trúc này đã khiến ứng dụng thực tế của nó khó có thể vượt qua được nút thắt. Dữ liệu công khai cho thấy số tiền khóa vị thế hiện tại trong toàn bộ Lightning Network chỉ được duy trì ở mức khoảng 100 triệu đô la Mỹ. So với giá trị vốn hóa thị trường hệ thống Bitcoin , địa vị sinh thái của nó gần như bị gạt ra ngoài lề. Điều này không thể không khiến ngành công nghiệp phải suy nghĩ sâu sắc: Liệu chúng ta có thể xây dựng một giao thức thanh toán ngoài Chuỗi hoàn thiện hơn để vượt qua tình thế tiến thoái lưỡng nan hiện tại hay không?

Theo ChainCatcher vào ngày 15 tháng 4, HSBC tiết lộ trong chính thức rằng Bitcoin Thunderbolt là nâng cấp công nghệ quan trọng nhất Bitcoin trong một thập kỷ. Nhìn chung, Thunderbolt giống với "Lightning Network 2.0" hơn, nhưng nó không chỉ là nâng cấp mà giống như một bản tái thiết mô hình tương tác ngoài Chuỗi Bitcoin hơn.

3. Giao thức Thunderbolt là gì?

Bitcoin Thunderbolt là phương pháp nâng cấp soft fork dựa trên lớp cơ sở Bitcoin . Nó không dựa vào sự thỏa hiệp của mạng lớp thứ hai hoặc cầu nối xuyên chuỗi , mà trực tiếp tạo ra những thay đổi ở cấp độ giao thức của Chuỗi chính Bitcoin , về cơ bản cải thiện mở rộng , hiệu suất giao dịch và khả năng lập trình của Bitcoin .

Về mặt hiệu suất, Nubit đã tối ưu hóa đáng kể mô hình xử lý giao dịch truyền thống của Bitcoin bằng cách tận dụng công nghệ UTXO (đầu ra giao dịch chưa sử dụng). Mạng Bitcoin truyền thống sử dụng một mô hình UTXO duy nhất nên tốc độ giao dịch và thông lượng bị hạn chế đáng kể. UTXO Bundling cho phép tổng hợp và xử lý nhiều UTXO cùng nhau, tương đương với việc nén lượng dữ liệu giao dịch, do đó tăng tốc độ giao dịch lên khoảng 10 lần mà không làm giảm tính bảo mật.

Về khả năng lập trình, Bitcoin Thunderbolt giới thiệu lại và mở rộng mã lệnh OP_CAT (ban đầu có trong các phiên bản đầu Bitcoin nhưng sau đó đã bị xóa). OP_CAT cho phép liên kết dữ liệu với nhau, cho phép các nhà phát triển xây dựng logic tập lệnh phức tạp hơn và triển khai hợp đồng thông minh trực tiếp trên Chuỗi chính Bitcoin . Lợi ích trực tiếp nhất của nâng cấp này là các nhà phát triển có thể triển khai các ứng dụng phi tập trung (dApp) trên mạng Bitcoin gốc mà không cần dựa vào sidechain, Rollup hoặc cầu nối xuyên chuỗi .

Ở cấp độ tích hợp giao thức tài sản , Nubit ủng hộ và triển khai một tiêu chuẩn thống nhất có tên là Goldinals. Goldinals cung cấp khuôn khổ phát hành tài sản dựa trên Bằng chứng không tri thức và cam kết của nhà nước. Nói một cách đơn giản, đây là một bộ tiêu chuẩn token "gốc Bitcoin " không phụ thuộc vào các cơ quan tin cậy bên ngoài hoặc yêu cầu cầu nối xuyên chuỗi phức tạp để xác minh sự tồn tại và trạng thái của từng token trên Chuỗi . Nhà tạo lập thị trường tự động trên Chuỗi của BitMM chạy trên Bitcoin tích hợp tài sản giao thức BRC-20, Runes và Ordinals bị phân mảnh. Nubit cũng đã có những bước đột phá quan trọng trong giao dịch không cần tin cậy. Hệ thống BitMM (Bitcoin Message Market) mà họ ra mắt hỗ trợ người dùng thực hiện khớp lệnh giao dịch không cần tin cậy và xác minh thông tin trên Chuỗi Bitcoin .

Không giống như các ý tưởng mở rộng truyền thống (như sử dụng sidechain, Plasma, Rollup hoặc token được kết nối qua cầu nối), Nubit đi theo con đường "mở rộng Chuỗi chính gốc". BitVisa cung cấp hệ thống xác thực và nhận dạng phi tập trung. Cho dù đó là nén giao dịch, hỗ trợ hợp đồng thông minh, tích hợp tiêu chuẩn tài sản hay khớp lệnh giao dịch trên Chuỗi - tất cả đều chạy trực tiếp trên Chuỗi chính Bitcoin . BTC gốc được sử dụng thay cho token ánh xạ chuỗi Chuỗi .

3.1 Phân tích cơ chế cốt lõi

Nội dung của phần này được giải thích trong bài viết "Lớp thực thi không trạng thái và có thể xác minh cho siêu giao thức trên Bitcoin" (xem liên kết tham khảo 1). Theo hiểu biết cá nhân của tôi, Bitcoin Thunderbolt và Bitcoin Lightning là tương tự nhau. Cả hai đều là giải pháp mở rộng được đề xuất để giải quyết vấn đề xác nhận giao dịch chậm trên Chuỗi chính Bitcoin . Mục tiêu cốt lõi là nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Sự khác biệt giữa hai điều này là:

• Thiết kế của Lightning Network giống một "kênh thanh toán" hơn - nó chỉ có thể được sử dụng để thanh toán chuyển khoản, không hỗ trợ hợp đồng thông minh hoặc logic phức tạp và có ngưỡng xây dựng và bảo trì cao, không thuận lợi cho việc phổ biến trên diện rộng.
• Thunderbolt được Nubit ra mắt, cam kết cung cấp giao thức ngoài Chuỗi có khả năng lập trình, hỗ trợ các hoạt động Turing-complete và có khả năng xây dựng tài sản trạng thái, giao thức thanh khoản và ứng dụng tài chính phức tạp hơn.

Chữ ký bên long linh hoạt và có thể điều chỉnh

Hãy tưởng tượng việc chia "chữ ký"Bitcoin thành hai nửa: một nửa trong tay Alice và một nửa trong tay ủy ban. Lần chuyển giao cho người dùng mới, Alice và ủy ban đều thêm một "bí mật nhỏ" vào nửa chữ ký của mình - chỉ người dùng mới nhận được mới biết bí mật này. Người nhận sau đó có thể "ghép" hai nửa lại với nhau bằng cách sử dụng bí mật nhỏ mà họ biết để có được chữ ký hoàn chỉnh mà không cần Alice phải nói chuyện trực tuyến với ủy ban.

Sổ cái Ủy ban chịu lỗi không đồng bộ

"Nhóm dịch vụ" bao gồm nhiều nút(chẳng hạn như 4n+1) chịu trách nhiệm ghi chép sổ sách và mọi người đều xác nhận ai là chủ sở hữu hiện tại. Ngay cả khi một vài nút bị lỗi, miễn là phần lớn vẫn trực tuyến thì sổ cái vẫn có thể hoạt động. Nút này chỉ có trách nhiệm "hỗ trợ ký" và "lưu giữ tài khoản" và không thể sử dụng tiền tùy ý, đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung.

Hoàn thiện hoán đổi nguyên tử

Khi số tiền thực sự được chi tiêu trên Chuỗi, trước tiên nó phải trải qua ba bước "hoán đổi nguyên tử": 1. Alice + ủy ban chi tiêu đầu ra bị khóa ban đầu và tạm thời đưa tiền cho ủy ban; 2. Ủy ban khóa số tiền đó trong một két an toàn mà chỉ có "Zenni và ủy ban" cùng sử dụng; 3. Cuối cùng, Zenni dùng hai chữ ký để lấy tiền ra khỏi két. Theo cách này, cả Zenni và ủy ban đều không thể trốn tránh, đảm bảo quá trình tái thiết ngoài Chuỗi và đổi thưởng trên Chuỗi được hoàn tất cùng một lúc.

3.2 Thiết kế giao thức Thunderbolt và những cải tiến chính

• Ủy quyền chữ ký đệ quy, không tương tác
  Một bộ cấu trúc chữ ký Schnorr ngưỡng có thể điều chỉnh đã được thiết kế. Các kênh thanh toán truyền thống thường yêu cầu phải gửi đi gửi lại lần tin nhắn, nhưng Thunderbolt chỉ cần "gửi chữ ký kèm theo một bí mật nhỏ"lần, và ngay cả các yêu cầu trực tuyến cũng được giảm thiểu đáng kể.
• Sử dụng khóa mới lần chuyển
  Tại mỗi lần chuyển giao, Alice và ủy ban sẽ cập nhật chữ ký bằng một bí mật nhỏ mới và "khóa" cũ sẽ hoàn toàn bị vô hiệu hóa. Bằng cách này, không ai có thể có được chữ ký mới, ngăn chặn việc sử dụng lại chữ ký cũ.
• Chỉ còn lại một dấu vết trên Chuỗi
  Tiền chỉ bị “khóa” trên Chuỗi một lần khi bắt đầu và tất cả các thay đổi sau đó đều được hoàn thành ngoài Chuỗi và cuối cùng, tiền lại được chi tiêu trên Chuỗi. So với Lightning Network, yêu cầu phải liên tục mở và đóng kênh, Thunderbolt có ít hoạt động trên Chuỗi và tính riêng tư tốt hơn.
• Bạn sẽ không mất tiền khi ngoại tuyến
  Ngay cả khi Alice hoặc Zenni ngoại tuyến, miễn là phần lớn ủy ban trực tuyến thì việc chuyển giao hoặc đổi thưởng có thể được hoàn tất bất kỳ lúc nào mà không cần lo lắng về việc khóa thời gian hết hạn hoặc đối thủ cố tình đóng kênh.
• Bảo mật “chống máy” thực sự
  Tất cả các bước chính trong giao thức đều đã được "xác minh chính thức" bằng Tamarin Prover, điều đó có nghĩa là những đảm bảo an ninh này không chỉ là lời nói trên giấy tờ mà đã được thử nghiệm nhiều lần bằng các công cụ tự động.

4. Thunderbolt khác với các giải pháp Lightning Network hiện tại như thế nào?

Hãy cùng xem xét sự so sánh giữa Thunderbolt và các giải pháp hiện có (như giao thức BOLT, Breez SDK, Phoenix) để xem nó đã có những cải tiến gì.

Sự khác biệt giữa Thunderbolt và các giải pháp mạng Lightning hiện có:

Chúng ta có thể thấy rằng những ưu điểm chính của Thunderbolt được thể hiện ở "tính bảo mật" và "tính hoàn thiện về mặt lý thuyết". Đây là một trong số ít những sản phẩm có thể:

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

Nhưng nhược điểm của nó cũng rất rõ ràng:

• Triển khai phức tạp : Để sử dụng Thunderbolt, hiện tại bạn phải chạy toàn bộ ngăn xếp giao thức, điều này rất khó để người dùng ví thông thường sử dụng
• Khả năng tương thích Chuỗi chính : Ngôn ngữ kịch bản của Chuỗi chính Bitcoin quá đơn giản và Thunderbolt phải sử dụng các đường vòng khéo léo để triển khai các chức năng của nó, làm tăng thêm độ khó khi triển khai.
• Hệ sinh thái vẫn còn thiếu hỗ trợ : Không giống như BOLT, có số lượng lớn ví và nút hỗ trợ, Thunderbolt vẫn đang trong "giai đoạn nghiên cứu ban đầu"

5. Tác động tiềm tàng của Thunderbolt: chất xúc tác cho BTCFi ?

Vậy Thunderbolt có phải là giải pháp tốt nhất cho BTCFi không? Chúng ta hãy đưa ra một quan điểm táo bạo:

Về mặt lý thuyết, Thunderbolt hiện là giải pháp tốt nhất cho BTCFi, nhưng trên thực tế, nó vẫn đang trong "giai đoạn Alpha". Nói cách khác, nó giống như " Sách trắng Ethereum 2.0" của thế giới Bitcoin , đầy tầm nhìn nhưng chưa đạt đến cấp độ "hệ thống kỹ thuật". Dựa trên những quan sát hiện tại, cá nhân tôi cho rằng rằng có ba hướng phát triển có thể có cho Thunderbolt:

1. Tích hợp Rollup: như một công cụ DeFi ở phía Bitcoin

Bản thân Chuỗi chính Bitcoin thiếu mở rộng và Thunderbolt cuối cùng có thể trở thành một mô-đun ngoài Chuỗi trên Bitcoin L2 (như BitVM, Nomic, BOB). Điều này tương tự như " tích hợp Thunderbolt như một lớp thực hiện hợp đồng chung trong Rollup".

Ví dụ:

• BOB có thể tích hợp lớp kênh Thunderbolt để thực hiện các giao dịch BTC gốc
• Hệ sinh thái RGB cũng có thể giới thiệu logic quản lý trạng thái Thunderbolt
• Bản thân BitVM hỗ trợ logic phức tạp hơn, Thunderbolt sẽ trở thành một trong những tiêu chuẩn hợp đồng
• Phục vụ Babylon, Bitlayer và các hệ thống khác

2. Hình thành hệ sinh thái chuẩn độc lập và chạy song song với Chuỗi chính

Khả năng lớn nhất của Thunderbolt là phát triển hệ sinh thái mạng, hệ thống vận hành và bảo trì nút , bộ tổng hợp, v.v. của riêng mình, giống như Lightning Network, và thậm chí hình thành một nhà điều hành Thunderbolt-LSP. Đồng thời, Nubit đã hợp tác với thợ đào trong thời đại Satoshi Nakamoto để thúc đẩy nâng cấp soft fork nâng cấp lớp giao thức, giới thiệu hai tính năng chính: UTXO Bundling và OP_CAT. Nó cũng có thể trực tiếp thực hiện tài sản giao thức BTC (BRC20, Runes, Ordinals), điều này sẽ tạo ra nhiều không gian cho trí tưởng tượng. Có lẽ trong tương lai nó có thể có:

• Thunderbolt Wallet (tương tự như Phoenix)
• Thunderbolt Node (Kênh hoạt động của Light Node)
• Thunderbolt DEX (khớp lệnh ngoài Chuỗi)
• Thunderbolt AMM (thanh khoản thanh khoản)

3. Thay thế bằng một giải pháp đơn giản hơn

Tất nhiên, nếu trong tương lai xuất hiện một hệ thống có thể đạt được các chức năng tương tự mà không cần kênh trạng thái, ngôn ngữ chính thức hoặc sự cộng tác giao thức ngoài Chuỗi, thì Thunderbolt chỉ có thể là một sản phẩm chuyển đổi theo giai đoạn, chẳng hạn như:

• Làm thế nào để đạt được hoàn cảnh thực hiện hợp đồng hiệu quả hơn với BitVM
• Công nghệ ZK Chuỗi chéo cho phép tài sản BTC được tin cậy hoàn toàn trên Chuỗi khác
• Giao thức Bitcoin gốc thống nhất thanh toán + vay mượn + hợp đồng

Cuối cùng, xét về góc độ sinh thái, ý nghĩa lớn nhất của Thunderbolt không phải là khả năng thực hiện thanh toán, mà là lần đầu tiên nó cho phép tài sản Bitcoin có "khả năng hợp nhất hợp đồng ngoài Chuỗi". Điều này nghe có vẻ trừu tượng, nhưng sự bùng nổ của DeFi trên Ethereum cho thấy tính “khả năng kết hợp” này quan trọng như thế nào. Sự bùng nổ của Ethereum là nhờ vào hệ sinh thái hoàn chỉnh của Solidity + Hardhat + Ethers.js + Metamask.

Điểm nổi bật nhất của Thunderbolt là sự ra đời của hai tính năng chính: UTXO Bundling và OP_CAT. OP_CAT giới thiệu khả năng lập trình gốc cho mạng Bitcoin. UTXO Bundling gom nhiều giao dịch nhỏ lại với nhau để xử lý, nén kích thước dữ liệu giao dịch và tăng thông lượng Chuỗi. Logic của nó tương tự như Ethereum Rollup. Có vẻ như việc thống nhất tất cả các giao thức sinh thái Bitcoin, kết hợp nhiều tài sản khác nhau và hiện thực hóa BitMM không còn là lời nói suông nữa, nhưng Thunderbolt vẫn giống như "viết một bài toán rất khó hiểu" ở giai đoạn này và có thể vẫn còn lâu nữa các nhà phát triển mới có thể "sử dụng được".

Liên kết tham khảo:

(1) https://eprint.iacr.org/2024/408.pdf

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Là blockchain, các bài viết được đăng trên trang web này chỉ đại diện cho quan điểm tác giả và khách và không liên quan gì đến quan điểm của Web3Caff. Thông tin trong bài viết chỉ mang tham khảo và không cấu thành bất kỳ lời khuyên hoặc đề nghị đầu tư nào. Vui lòng tuân thủ luật pháp và quy định có liên quan của quốc gia hoặc khu vực của bạn.