각본: 에코, 인피니타스
감독 : 홍수닝
Web3 Labs와 Waterdrip Capital이 공동 후원하는 연구소인 Satoshi Lab이 홍콩에 공식 설립되면서 암호화폐 시장 전반에 걸쳐 비트코인 생태계에 대한 논의가 점차 늘어나고 있습니다. 클라이언트 측 검증 솔루션을 사용하여 비트코인 스크립트에 스마트 계약을 구축하는 동시에 채널 거래를 위해 무한히 확장 가능한 라이트닝 네트워크와 호환되는 동시에 보안, 분산화 및 확장성을 보장하는 삼각형의 블록이 될 수 있습니다. 체인 대규모 애플리케이션 솔루션.
이 기사에서는 비트코인 생태계의 몇 가지 기본 개념에 대한 대중적인 과학 설명을 제공할 것입니다. 대규모 적용을 방해하는 블록체인 불가능 삼각형부터 불가능 삼각형을 극복하는 비트코인 라이트닝 네트워크, 비트코인 스크립트와 UTXO 모델 원리에 대한 현재 솔루션까지.
블록체인의 대규모 적용을 방해하는 것은 무엇입니까?
이더리움 창시자 비탈릭 부테린과 배빗 창시자 창차이는 둘 다 “블록체인 네트워크는 보안과 탈중앙화, 확장성을 동시에 달성할 수 없다”고 주장했는데, 이는 “블록체인의 불가능한 삼각형”이다. 불가능한 삼각형 문제는 오랫동안 블록체인의 대규모 적용을 방해해 왔습니다.
보안 보장을 기반으로 이더리움은 지난 10년 동안 분산화 개발에 중점을 두고 있으며, 이더리움 퍼블릭 체인의 확장성을 확장하기 위해 기본 퍼블릭 체인의 인프라 계층에서 지속적으로 혁신을 이루어왔습니다. 이 목표를 달성하기 위해 Ethereum은 지난 10년 동안 다양한 에어 알고리즘, 샤딩, 롤업 및 기타 기술을 반복했습니다.
그러나 확장성 문제와 관련하여 이더리움과 레이어 2의 시도로 볼 때 솔루션이 여전히 블록체인에 제한되어 있는 한 성능에는 상한선이 있을 것으로 보입니다.현재 우리가 볼 수 있는 가장 강력한 성능을 지닌 블록체인이라도 여전히 TPS(초당 트랜잭션 수) 상한선을 돌파하기 어렵고, 수백만 TPS라는 대규모 상용 애플리케이션 요구사항과 달성 목표와는 아직 거리가 멀다. 글로벌 산업 수준에서는 수억 TPS에 달하는 엄청난 격차가 있습니다. 이더리움이든 비트코인이든 주류 퍼블릭 체인의 경우 모두 병목 현상에 직면합니다. 확장성을 어떻게 해결할 것인가?
라이트닝 네트워크는 어떻게 작동하나요?
라이트닝 네트워크는 불가능한 삼각형의 확장성 문제를 완전히 해결하기 위해 오프체인 컴퓨팅 방법, 즉 결제 채널을 사용합니다.충분한 채널을 구축하면 원하는 만큼 동시 트랜잭션을 실행할 수 있습니다.
라이트닝 네트워크 원리
은행 시스템을 비유하자면 A와 B라는 두 사람이 계좌를 개설하고 돈을 이체하는 경우입니다. 두 사람이 같은 은행에 있을 경우 청산은 같은 은행 내에서 이루어집니다. A와 B가 동일 은행에 속해 있지 않은 경우에는 중앙은행을 통해 은행간 결제 업무를 수행해야 합니다.
라이트닝 네트워크는 은행의 청산 방식을 모방합니다.사용자 A와 B는 라이트닝 네트워크를 통해 그들 사이에 라이트닝 채널을 엽니다. 채널이 열리면 A와 B는 비트코인 블록체인에 정산하지 않고 해당 채널을 이용해 라이트닝 네트워크에 직접 정산합니다. 채널이 닫힐 때만 A와 B는 라이트닝 네트워크를 건너 비트코인 블록체인에 정착해야 합니다.
라이트닝 채널 운영 프로세스
1. 지급 준비금: 은행 계좌를 개설하기 위해 미리 준비금을 지불해야 하는 기존 시나리오와 유사하게 라이트닝 네트워크 채널을 개설하려면 비트코인 준비금도 지불해야 합니다.
2. 오프체인 거래 회계: 각 거래는 라이트닝 네트워크를 통해 하나씩 기록되며, 각 회계마다 위약금 계약이 체결되어야 합니다.
3. 온체인 정산 기록: 라이트닝 채널을 닫은 후 과거 거래 데이터를 한 번에 패키징하여 정산한 후 최종적으로 비트코인 블록체인으로 전송합니다.
라이트닝 네트워크가 온체인 사기를 방지하는 방법
채널 거래 중에 A가 사기 행위를 수행하는 경우 비트코인 정산을 위해 채널이 조기에 폐쇄됩니다. 그런 다음 채널이 닫히면 비트코인 체인에서 사기 거래가 즉시 생성됩니다. 비트코인 체인의 개방성을 바탕으로 B는 적시에 관찰하고 사전에 서명한 벌금 합의로 A를 처벌할 수 있습니다. 처벌은 A의 예비금을 모두 몰수하는 것입니다.
라이트닝 네트워크의 대규모 적용에 따른 병목현상
이론적으로 라이트닝 네트워크는 무한한 확장성을 달성하고 블록체인의 불가능한 삼각형을 극복합니다. 그러나 라이트닝 네트워크의 대규모 적용을 방해하는 가장 중요한 문제는 라이트닝 네트워크가 비트코인과 동일한 스크립트를 사용하는 반면 비트코인 체인에는 스마트 계약이 없으며 단순한 스크립트만 있어 복잡한 응용 프로그램을 전달할 수 없다는 것입니다. 즉, 비트코인 체인은 튜링 불완전(Turing incomplete)입니다. 튜링 완전(Turing Complete)은 이론적으로 모든 계산 문제를 해결할 수 있음을 의미합니다. Turing-complete 스크립팅 언어를 사용하면 다른 프로그래밍 언어와 논리적으로 호환될 수 있으며 다른 언어가 구현할 수 있는 논리를 이론적으로 실현할 수 있으며 실제 비즈니스 논리를 최대한 복제할 수 있습니다. 비트코인 블록체인에는 스마트 계약을 기반으로 애플리케이션을 구축하는 것은 물론 스마트 계약도 없습니다. 그래서라이트닝 네트워크가 극복해야 할 가장 큰 문제는 “비트코인에서 스마트 계약을 어떻게 구현하느냐”이다.
비트코인 블록체인의 파워를 향상시키는 기존 솔루션
1. 사이드체인
• 사이드체인이란 스마트 컨트랙트 기능을 갖춘 체인을 만들어 이를 복사하여 비트코인 메인체인에 양방향으로 연결함으로써 비트코인 자산이 메인체인과 사이드체인 간에 원활하게 이동될 수 있도록 하여 스마트 컨트랙트를 구현하는 것을 의미하며,그러나 현재 충분히 분산된 양방향 페그 기술은 없습니다.사이드 체인에는 메인 체인의 복제 및 자산 마이그레이션을 위해 제3자 중앙 집중식 서비스 제공자가 필요하며 현재 범 중앙 집중식 솔루션만 있습니다. 예를 들어, WBTC는 이더리움 네트워크에서 BitGo가 발행한 ERC-20 토큰이며 파생 자산으로 BTC 1:1에 고정되어 있습니다. 사이드체인 솔루션은 제3자 발행의 중앙화 문제로 인해 비트코인 코어 개발자 커뮤니티에서 지원된 적이 없습니다.
2. 컬러 코인
2012년 비트코인 협회 회장인 메니 로젠펠트(Meni Rosenfeld)는 특정 토큰을 다른 토큰과 구별하기 위해 특정 코인을 채색하여 비트코인의 대체성을 활용하는 메커니즘을 도입한 컬러 코인 개요라는 논문을 발표했습니다. 해당 코인에 적합한 애플리케이션을 만들어보세요. 구체적인 방법은 비트코인 스크립트의 OP_RETURN 명령을 사용하고, 끝에 임의의 문자를 80바이트 추가하고, 80바이트에 지정된 형식에 따라 문자열을 디자인하고, 의미를 인위적으로 지정하여 색상 동전을 표시하는 것입니다. 문자열 및 업데이트 복잡한 스마트 계약. 하지만 복잡한 기능을 구현하기에는 80바이트의 공간이 너무 작습니다.
후속 컬러드 코인 프로그램에서도 신기술을 선보였다. 예를 들어, Ordinals 조각 기술은 비트코인 블록의 3M Segregated Witness 공간을 사용하여 NFT를 발행하기 위해 작은 그림을 삽입합니다. 예를 들어 BRC-20은 코드 문자열을 사용하여 80바이트보다 풍부한 콘텐츠를 표현합니다. 그러나 이러한 색상의 동전은 분리된 증인 공간을 점유하는 추가적인 심각한 문제를 일으킬 것입니다. 원래 비트코인 이체 거래 서명을 저장하는 데 사용된 공간은 분리된 증인 공간을 몰아낼 것입니다.이로 인해 비트코인에서 실행할 수 있는 트랜잭션 수가 줄어들고 결과적으로 비트코인 성능이 저하됩니다.컬러 코인 계획은 컬러 코인이 기본 비트코인을 오염시키기 때문에 비트코인 핵심 개발자들에 의해 강력하게 저항되었습니다.또한, 인위적으로 지정된 양식에는 서버 구문 분석을 위해 중앙화된 제3자가 여전히 필요합니다.
3. 클라이언트 검증
2016년에 비트코인 핵심 개발자 Peter Todd는 클라이언트 측 검증 패러다임을 제안하는 논문을 발표했습니다.전통적인 계약 서명 방법을 시뮬레이션함으로써 양 당사자만이 계약 내용의 개인 정보 보호 전제를 알 수 있도록 보장합니다.제3자의 참여가 필요하지 않으며 완전히 분산되어 있습니다. 동시에 거래가 실행될 때 거래 개시자는 필요한 완전한 거래 내역 데이터를 제공하고 상대방은 이를 자체적으로 검증하여 사기 문제 발생을 방지합니다. 중앙화 문제가 없으며 오프체인 검증은 성능에 의해 제한되지 않으므로 현재 대부분의 사람들은 비트코인 블록체인의 튜링 완전성 결함을 해결하기 위한 최적의 솔루션으로 간주합니다.
기존 계약 서명과 블록체인 스마트 계약 서명 비교
전통적인 계약서 서명: A와 B 사이에 거래가 있는 경우 먼저 계약을 체결하고 쌍방이 계약 내용을 확인한 후 서명합니다. 서명 시 계약서는 변조될 수 없습니다. 향후 계약 이행 과정에서 발생하는 모든 거래는 A와 B 간의 거래이므로 제3자의 개입이 필요하지 않습니다.
블록체인 스마트 계약 서명: 거래 과정은 전체 네트워크에 공지되고 모든 채굴자는 이를 실행하고 검증합니다. 전체 실행 과정에는 프라이버시가 없으며 합의에 도달하려면 전체 네트워크에 게시해야 하기 때문에 성능이 제한됩니다.
클라이언트 측 검증이 완벽합니까?
이를 보고 일부 사람들은 의구심을 품는 것 같다.분산형 비트코인 블록체인 자체가 기존 비즈니스의 보안 문제를 해결하지만, 클라이언트 검증이 도입되면서 사기 문제가 해결되더라도 솔루션이 오프체인으로 돌아가는데, 어떻게 그럴 수 있을까? 이중지불 문제를 효과적으로 방지하려면?
일회용 씰을 소개합니다
클라이언트측 검증 자체에는 이중 지출 방지 메커니즘이 포함되어 있지 않기 때문에 이 문제를 해결하려면 제3자 지원을 도입해야 합니다. 이를 달성하기 위해 우리는 클라이언트 검증에서 확인해야 하는 모든 계약의 모든 상태를 특정 비트코인의 UTXO(미사용 거래 출력)에 바인딩합니다. UTXO는 두 가지 형태로만 존재하므로,"Spent와 Unspent 검증 계약의 상태를 변경하려면 바인딩된 UTXO(어떤 금액이든 허용됨)를 소비해야 이를 소비한 거래가 블록체인에서 확인할 수 있습니다. 이를 소비하는 비트코인 트랜잭션은 상태 전환 내용에 대한 증거도 제공해야 합니다(해시 값과 유사).간단히 말하면 바인딩된 UTXO는 이 상태 봉투의 봉인 왁스로 간주될 수 있습니다. 봉투를 열려면 열어야 합니다. 씰링 왁스.
UTXO 모델에 대한 추가 참고 사항
이더리움의 계정 모델과 다르게,사용되지 않은 거래 출력(UTXO)한 주소에서 다른 주소로 전송되었지만 후속 거래에서 다른 사람에게 자금을 보낼 수 있도록 수신자가 아직 사용하지 않은 암호화폐의 합계입니다.
예를 들어, Alice가 Bob에게 1비트코인을 보낸 경우 Bob이 Alice로부터 받은 BTC를 사용하지 않는 한 그는 UTXO를 소유하게 됩니다. Bob이 1 BTC를 소비하면 UTXO의 수명주기가 종료됩니다.
Bob의 지갑이 Bob이 Alice로부터 1 BTC를 받은 하나의 거래에만 참여했다고 가정하면, 거래 검증자는 Bob의 UTXO 잔액이 1 BTC라는 것을 알고 있습니다. Bob이 Carol에게 1 BTC를 보내면 그의 UTXO는 즉시 0 BTC가 됩니다. Bob이 두 번째 나가는 트랜잭션을 시도하면이중 꽃검증인은 그의 UTXO 잔액이 두 번째 거래의 입력으로 사용하기에 충분하지 않다는 것을 알게 될 것이며, 정직한 검증인은 그렇지 않을 것입니다.확산아니면 이중지불 거래를 확인해 보세요.
다음 기하급수적 성장: 비트코인 생태계 폭발
비트코인이 발전하는 동안 클라이언트 측 검증 설계는 사이드 체인 및 컬러 코인 솔루션의 중앙 집중화 문제를 교묘하게 우회하고 일회성 봉인 메커니즘을 도입하여 보안을 더욱 향상시켰습니다. 현재 비트코인 생태계는 일련의 새로운 프로토콜의 탄생을 예고하고 있는데, 그 중 RGB 프로토콜은 위의 개념을 따를 뿐만 아니라 라이트닝 네트워크와의 호환성을 제안하여 무한한 확장성을 위한 기반을 마련하고 있습니다. 비록 RGB 프로토콜과 라이트닝 네트워크의 호환성이 아직 완벽하지는 않지만, 우리는 미래에 대한 자신감이 넘치고, 프로토콜이 지속적으로 최적화될 수 있도록 돕는 인프라가 불가능한 삼각형이라는 오랜 한계를 극복할 것이라고 믿습니다. 블록체인.
다음 사이클에서 블록체인의 기하급수적인 성장은 비트코인 생태계의 폭발에 따른 블록체인의 대규모 채택에서 비롯될 것이라고 기대할 이유가 더 많습니다. 우리는 비트코인이 원래의 단일 가치 저장소를 돌파하고 통화 속성을 강조하는 동시에 다양한 솔루션을 통해 비트코인 생태계에 더 많은 응용 프로그램을 접목하고 생태적 확장성과 지속 가능한 발전을 촉진하며 지속적으로 기여할 것이라고 믿습니다. 블록체인 세계로 무한한 가능성을 가져오세요.
