Bởi Kiara Bickers
Nguồn: https://blog.blockstream.com/bitcoins-shielded-csv-protocol-explained/
Sự phát triển của Bitcoin ngày nay tập trung vào hai lĩnh vực chính: (1) khả năng mở rộng; (2) quyền riêng tư. Các đề xuất chung thường yêu cầu thêm các mã lệnh và công cụ lập trình mới vào hệ thống tập lệnh của Bitcoin. Nhưng một ý tưởng cũ cũng đang quay trở lại: các giao dịch có thể được tạo ra theo cách riêng tư hơn và ngang hàng hơn. Hiện tại, mọi giao dịch Bitcoin đều được phát tới toàn bộ mạng để xác minh. Đây là một phương pháp hiệu quả để ngăn chặn chi tiêu gấp đôi, nhưng điều đó cũng có nghĩa là nhiều thông tin bị lộ hơn mức cần thiết. Điều này dẫn đến gánh nặng tính toán lớn hơn, chi phí cao hơn và hệ thống khó mở rộng quy mô. Nhưng nếu chúng ta chuyển giao một phần quá trình xử lý giao dịch cho bên thụ hưởng (phía máy khách), thì điều này không phải vừa cải thiện hiệu quả vừa mở ra chân trời mới cho quyền riêng tư của Bitcoin sao?
Trong bài báo mới xuất bản của chúng tôi, Blockstream, cùng với Alpen Labs và ZeroSync, đã phát triển Giao thức CSV được bảo vệ, một cải tiến cho Giao thức xác minh người thụ hưởng cung cấp các giao dịch hoàn toàn máy trạm. Giao thức mới này là một bước tiến lớn trong việc cải thiện tính riêng tư của các giao dịch Bitcoin và, với các biện pháp bổ sung mà chúng tôi sẽ mô tả trong bài viết này, có khả năng tăng thông lượng giao dịch từ 11 giao dịch mỗi giây lên hơn 100 giao dịch mỗi giây.
Bài viết này cung cấp tổng quan về giao thức Shadow CSV. Mục tiêu của giao thức Shadow CSV là cải thiện hiệu suất của blockchain lớp 1 trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích hoàn toàn với Bitcoin. Giao thức được tạo ra bởi Jonas Nick , Liam Eagen và Robin Linus . Sau đây là câu chuyện đằng sau giao thức Shadow CSV và lý do tại sao nó có tiềm năng thay đổi mọi thứ.
Bitcoin ngày ấy và bây giờ
Vấn đề chi tiêu gấp đôi: Bitcoin giải quyết vấn đề này như thế nào
Trước khi Bitcoin ra đời, người ta tin rằng không thể tạo ra một loại tiền điện tử đáng tin cậy nếu không có một bên trung gian đáng tin cậy. Vấn đề chi tiêu gấp đôi có nghĩa là không có cách nào để đảm bảo rằng một "đồng tiền điện tử" chỉ có thể được chi tiêu một lần. Đây là vấn đề cơ bản ngăn cản tiền điện tử trở thành hiện thực.
Sau đó, vào năm 2009, Satoshi Nakamoto đã giải quyết vấn đề này bằng cách giới thiệu một sổ cái công khai được chia sẻ hiện được gọi là blockchain. Bitcoin không dựa vào một cơ quan đáng tin cậy duy nhất, mà dựa vào một mạng lưới nút tạo thành một sổ cái công khai được chia sẻ; mọi giao dịch đều được ghi lại và xác minh trong sổ cái công khai. Hệ thống này đảm bảo rằng mỗi đồng tiền là duy nhất, do đó bạn không thể chi tiêu nhiều hơn một đồng tiền.
Khi chúng ta muốn blockchain ghi lại giao dịch Bitcoin, chúng ta cần trải qua quy trình sau:
- Phần mềm ví của người dùng sẽ ký giao dịch và truyền nó tới mạng Bitcoin;
- Tất cả nút trong mạng sẽ xác minh giao dịch để đảm bảo mọi thứ đều chính xác;
- Giao dịch sau đó được đưa vào một khối, được toàn bộ mạng lưới xác nhận và được ghi lại vĩnh viễn trong sổ cái công khai được chia sẻ.
Trong quá trình xác minh, nút xác nhận rằng các đồng tiền được chi tiêu bởi giao dịch thực sự tồn tại, kiểm tra tính hợp lệ của chữ ký điện tử và sau đó thực thi các quy tắc chống chi tiêu gấp đôi chính - đảm bảo rằng mỗi đồng tiền chỉ được chi tiêu một lần. Ý nghĩa duy nhất của sổ cái là xác định thứ tự giao dịch, thể hiện rõ ràng ai sở hữu một đồng tiền nhất định và thời điểm các đồng tiền này được chuyển.
Kể từ khi Bitcoin ra đời, các nhà phát triển đã suy ngẫm về cùng một câu hỏi: Liệu đây có thực sự là cách tốt nhất và riêng tư nhất để xử lý giao dịch không? Làm thế nào chúng ta có thể làm cho hệ thống này tinh gọn hơn, hiệu quả hơn và riêng tư hơn?
Các vấn đề riêng tư: giao dịch công khai
Thách thức lớn nhất về quyền riêng tư Bitcoin là các giao dịch Bitcoin được công khai trên blockchain. Satoshi Nakamoto đã nhìn thấy vấn đề này ngay từ đầu. Trong Sách trắng ban đầu, ông đã đề xuất một giải pháp đơn giản: người dùng nên tạo khóa công khai mới cho mỗi giao dịch để tránh sử dụng lại các địa chỉ cũ.
Ý tưởng là làm cho việc liên kết các giao dịch sao chép lệnh trở nên khó khăn. Tuy nhiên, trên thực tế, sử dụng nhiều phương pháp phân tích blockchain tiên tiến hiện có, việc bảo vệ quyền riêng tư có vẻ khó khăn hơn nhiều. Ngay cả khi sử dụng một địa chỉ mới, việc liên kết các giao dịch và xác định các đặc điểm của người dùng cũng trở nên dễ dàng hơn trước đây.
Để ứng phó, các giao thức tập trung vào quyền riêng tư như Zcash đã tìm kiếm phương pháp sáng tạo để xóa chi tiết giao dịch, sử dụng mật mã tiên tiến hơn như zk-SNARK . Nhưng phương pháp này đi kèm với một cái giá rất lớn: các giao dịch trở nên lớn hơn, khiến quá trình xác minh tốn nhiều tài nguyên hơn cho nút.
Vấn đề giao tiếp: Giao tiếp không hiệu quả
Trong thiết kế của Bitcoin, khai thác phục vụ hai mục tiêu cơ bản: (1) “bằng chứng công bố” các giao dịch; và (2) cung cấp sự đồng thuận về thứ tự các giao dịch. Tuy nhiên, hệ thống Bitcoin cũng đan xen hai chức năng cốt lõi này với nhiệm vụ ít cốt lõi hơn: xác minh giao dịch và phát hành tiền tệ.
Nhìn vào tất cả các hệ thống blockchain, cho dù là Bitcoin, Ethereum, Zcash hay Dogecoin, quy trình giao dịch đều giống nhau: ví ký giao dịch, phát chúng lên mạng và nút đầy đủ xác minh chúng. Tuy nhiên, có cần thiết phải xác minh trực tiếp mọi giao dịch trên blockchain không?
Chúng tôi cho rằng có một phương pháp tốt hơn. Ý tưởng này có thể bắt nguồn từ một hiểu biết sâu sắc từ năm 2013 , từ “Xác thực lĩnh vực có lợi (CSV)” của Peter Todd. Trong bài đăng danh sách gửi thư này, ông đã hỏi, “ Chúng ta có thể tạo ra một hệ thống tiền điện tử thành công chỉ với bằng chứng công bố và sự đồng thuận về thứ tự giao dịch không? Thật ngạc nhiên, câu trả lời là có! ”
Thay vì yêu cầu mọi full nút phải xác minh mọi giao dịch, CSV cho phép bạn gửi coin và bằng chứng về tính hợp lệ của chúng trực tiếp đến người nhận. Điều này có nghĩa là ngay cả khi một khối bao gồm một giao dịch không hợp lệ, các full nút sẽ không từ chối nó. Kết quả là gì? Ít giao tiếp trên Chuỗi và hệ thống hiệu quả hơn về tổng thể.
CSV: Giải pháp mở rộng ngang hàng
CSV chuyển gánh nặng xác minh giao dịch từ mọi nút đầy đủ trên mạng sang người nhận của mỗi giao dịch. Điều này làm cho Bitcoin trở nên ngang hàng hơn. Hãy tưởng tượng nếu chúng ta không cần sử dụng blockchain để lưu trữ tất cả các chi tiết giao dịch. Thay vì một giao dịch chi tiết có thể được liên kết với cơ thể của bạn, bạn chỉ sử dụng một trình hủy đơn giản 64 byte không có ý nghĩa gì đối với bất kỳ ai quan sát hồ sơ công khai trên blockchain, chỉ đối với người gửi và người nhận.
Nếu mỗi nút cần xác minh mọi giao dịch, toàn bộ mạng sẽ tự nhiên chậm lại. Bằng cách chuyển giao việc xác minh giao dịch cho người thụ hưởng, dữ liệu được lưu trữ trên blockchain có thể giảm đáng kể - từ trung bình 560 đơn vị trọng số (WU) xuống còn 64 WU, giảm khoảng 8,75 lần, giúp hệ thống hợp lý và hiệu quả hơn.
Giao thức linh hoạt này mang lại cho Bitcoin khả năng mở rộng cực lớn, cho phép người dùng xử lý số lượng giao dịch nhiều hơn gấp 10 lần — khoảng 100 giao dịch mỗi giây.
Bitcoin ngày nay
Bạn có thể nói rằng, "Nói thì dễ hơn làm. Nó hoạt động như thế nào? Có những đánh đổi nào?"
Shadow CSV giúp Bitcoin trở nên riêng tư hơn như thế nào?
So với các giao dịch blockchain minh bạch, các giao thức CSV thường cải thiện tính riêng tư vì một số thông tin chỉ được chuyển cho người thụ hưởng. Tuy nhiên, trong các giao thức CSV truyền thống như RGB và Taproot Assets, sau khi một đồng tiền được gửi đi, cả người gửi và người nhận đều có thể xem toàn bộ lịch sử giao dịch.
Trong giao thức Shadow CSV, chúng tôi sử dụng một lược đồ tương tự như zk-SNARK để "nén" bằng chứng nhằm đảm bảo không có thông tin giao dịch nào bị rò rỉ. Điều này có nghĩa là lịch sử giao dịch được ẩn, mang lại sự riêng tư tốt hơn so với các giao thức hiện có.
"Mã thông báo thu hồi" là gì và nó ngăn chặn chi tiêu gấp đôi như thế nào?
Khi bắt đầu thanh toán, người gửi sẽ gửi giao dịch trực tiếp đến người nhận. Một phần dữ liệu nhỏ có nguồn gốc từ giao dịch được ghi vào blockchain, được gọi là "mã thông báo thu hồi".
Nút đầy đủ trong mạng chỉ cần thực hiện xác minh chữ ký Schnorr một lần cho mỗi lần hủy bỏ Shadow CSV. Người nhận kiểm tra tính hợp lệ của đồng tiền và đảm bảo rằng việc hủy bỏ được đặt trên blockchain để ngăn chặn bất kỳ hành vi chi tiêu gấp đôi nào.
Các giao thức CSV khác cũng có annuler, nhưng trong nhiều trường hợp, chúng là các giao dịch Bitcoin đầy đủ, không phải là "bong bóng ngẫu nhiên" phái sinh mà chúng tôi sử dụng ở đây. Shadow CSV annuler khiến việc phân tích blockchain trở nên khó khăn hơn.
Shadow CSV có yêu cầu soft fork hay hard fork không?
Shadow CSV không yêu cầu soft fork fork hay hard fork . Nó tương thích với Bitcoin ngay từ đầu. CSV tách biệt xác minh giao dịch khỏi các quy tắc đồng thuận, đạt được sự linh hoạt mà không cần thay đổi giao thức cốt lõi. Vì Bitcoin có thể lưu trữ bất kỳ loại dữ liệu nào, các giao thức CSV khác nhau, chẳng hạn như RGB, Taproot Assets và thậm chí nhiều phiên bản Shadow CSV, có thể cùng tồn tại mà không xung đột.
Nút không phải từ chối một khối vì nó chứa dữ liệu không quen thuộc. Thay vào đó, dữ liệu chỉ cần được giải quyết tại "bên thụ hưởng" nếu dữ liệu có liên quan đến họ. Bằng cách giảm bớt gánh nặng xác minh giao dịch, mục tiêu chính của blockchain được đơn giản hóa: xác nhận dữ liệu giao dịch theo thứ tự đồng thuận và ngăn chặn chi tiêu gấp đôi.
Shadow CSV có cho phép tôi giao dịch Bitcoin không?
Shadow CSV sẽ là một hệ thống độc lập sử dụng blockchain Bitcoin để ghi lại việc hủy bỏ và ngăn chặn chi tiêu gấp đôi trong giao thức CSV. Tuy nhiên, để nó có thể được tích hợp trực tiếp với Bitcoin và cho phép giao dịch không ma sát, vẫn cần có giải pháp cầu nối. Giao thức hiện tại không đi sâu vào cách giải pháp cầu nối của BitVM hoạt động, nhưng đây là một lĩnh vực đang được phát triển và nghiên cứu tích cực.
Hiện tại, có thể tạo cầu nối bằng cách sử dụng bên thứ ba đáng tin cậy hoặc liên bang, nhưng mục tiêu cuối cùng là một hệ thống hoàn toàn không cần tin cậy. Để đạt được mục tiêu này có nghĩa là thiết lập tương tác thực sự, liền mạch giữa Bitcoin và Shadow CSV, cho phép người dùng được hưởng lợi từ quyền riêng tư được tăng cường mà không phải từ bỏ dữ liệu không cần tin cậy của Bitcoin . Đây là một thách thức phức tạp, nhưng có thể định nghĩa lại cách Bitcoin mở rộng và đảm bảo an ninh giao dịch.
Đọc toàn bộ bài báo
Giao thức Shadow CSV cung cấp một phương pháp để cải thiện mở rộng và quyền riêng tư của Bitcoin , có khả năng mở ra những khả năng mới cho các giao dịch ngang hàng hiệu quả hơn. Bằng cách chuyển gánh nặng xác minh giao dịch sang bên thụ hưởng, dữ liệu Chuỗi được giảm đáng kể, cho phép thông lượng giao dịch cao hơn và quyền riêng tư lớn hơn — tất cả mà không cần đến soft fork fork hoặc hard fork. Nếu bạn tò mò về cách thức hoạt động của giao thức này và những đánh đổi trong đó, tôi thực sự khuyên bạn nên đọc toàn bộ bài báo: “ Shadow CSV: Xác minh bên thụ hưởng riêng tư và hiệu quả ”. Đây có thể là tương lai của Bitcoin.
Ghi chú của người dịch: Thật không may, bài viết này chỉ giới thiệu các nguyên tắc cơ bản của CSV và tiềm năng của nó, và không giới thiệu đầy đủ về giao thức Shadow CSV và sự khác biệt của nó so với các giao thức hiện có khác. Tóm lại, Shadow CSV từ bỏ mô hình "niêm phong một lần" được RGB và Taproot Assets sử dụng và thay vào đó thêm một tài khoản. Tài khoản có trạng thái riêng và tiền cũng có trạng thái riêng. Giao dịch có nghĩa là cập nhật đồng bộ trạng thái của tiền và trạng thái của tài khoản người gửi, cho phép xác minh rằng việc thu hồi chỉ có hiệu lực một lần.
Mặc dù tác giả giao thức đã bổ sung nhiều phương pháp để nén khối lượng bằng chứng (chẳng hạn như nén bằng chứng dựa trên hệ thống chứng minh và chữ ký tổng hợp không tương tác dựa trên chữ ký Schnorr), giúp cải thiện thông lượng của giao thức, nhưng nó đã từ bỏ mô hình niêm phong một lần và sẽ gặp nhiều khoảng cách hơn với các giải pháp mở rộng dựa trên Bitcoin UTXO.
