A partir da Rede de iluminação Thunderbolt, reexaminando a lógica de design da Bitcoin Rede de iluminação

Autor: Pesquisador da YBB Capital Ac-Core

Um. Por que é que não se pode comprar café com Bitcoin?

Quando se fala em Bitcoin, a maioria das pessoas pensa primeiro nas suas propriedades de “descentralização” e “imutabilidade”. Mas quando você realmente tenta usá-lo para comprar um café, rapidamente se depara com um problema embaraçoso: o tempo de confirmação da transação é mais longo do que esperar pelo café, e às vezes a taxa é até mais cara que o café. Os ativos em Bitcoin continuam “imóveis como uma montanha” - principalmente baseados em HODL, não podem ser emprestados, não podem ser combinados, não podem ser interoperáveis.

A estrutura de script do Bitcoin Script é extremamente conservadora, limitando a maioria dos cenários de interação off-chain. O seu design original não foi feito para processar milhares de pagamentos por segundo. Mas a demanda real está lá - as pessoas realmente desejam que o Bitcoin seja utilizável, mesmo que seja apenas para comprar uma pele de jogo, assistir a um vídeo ou dar uma gorjeta, e não querem esperar dez minutos.

Dois, Rede Lightning: uma espada de dois gumes

Fonte da imagem: Cointelegraph

A cadeia principal do Bitcoin é como uma autoestrada, enquanto a rede Lightning é como uma faixa de pedágio rápida construída ao lado dela. Sua ideia central vem do compromisso com a eficiência das transações na cadeia principal: uma vez que existem gargalos de velocidade nas transações na cadeia, não se deve mais insistir em registrar cada transação na cadeia, mas sim estabelecer “canais de pagamento” exclusivos entre os usuários para realizar a contabilidade de alta frequência, sincronizando o estado dos fundos na blockchain apenas quando o canal é fechado. Este modelo é semelhante ao método de liquidação em que amigos se revezam para pagar a conta a cada semana — as pessoas não fazem transferências bancárias imediatamente após cada refeição, mas acumulam dez despesas e liquidam a conta de uma só vez. A rede Lightning é essencialmente uma rede de transações tecida a partir de dezenas de milhares desses canais de pagamento.

No entanto, a aplicação prática deste sistema aparentemente engenhoso expõe múltiplos dilemas. O primeiro é o alto limiar para a construção do canal, os usuários precisam bloquear fundos com antecedência para estabelecer um canal de negociação, o que significa que, se você quiser negociar com qualquer objeto, você deve estabelecer uma conexão de canal dedicado com antecedência. Quando o usuário A e B não têm um canal direto, mesmo que haja um caminho indireto de A-C-B, a transação ainda falhará se o canal intermediário for insuficiente ou se o nó do caminho não estiver disponível. Mais grave é o risco de segurança, o sistema exige que os usuários permaneçam on-line para evitar que as contrapartes enviem transações expiradas quando o canal é fechado para fraude, o que representa um requisito irrealista para as capacidades de operação e manutenção do equipamento dos usuários comuns.

Apesar de a Lightning Network estar em operação há vários anos, essas falhas estruturais têm dificultado a sua aplicação prática em ultrapassar os limites. Dados públicos mostram que o montante total de fundos locked na Lightning Network está atualmente apenas em cerca de 100 milhões de dólares, o que, em relação ao valor de mercado de trilhões do sistema Bitcoin, torna a sua posição ecológica quase marginalizada. Isso levanta questões profundas na indústria: será que conseguimos construir um protocolo de pagamento off-chain mais completo para superar o impasse atual?

Segundo notícias do Chain Catcher de 15 de abril, o HSBC revelou em um comunicado oficial que o Bitcoin Thunderbolt é o upgrade tecnológico mais significativo do Bitcoin na última década. A observação geral do Thunderbolt assemelha-se mais a uma “Lightning Network 2.0”, mas não é apenas uma atualização; é mais como uma reestruturação do paradigma de interação off-chain do Bitcoin.

Três, o que é o protocolo Thunderbolt

Fonte da imagem: Nubit | Bitcoin Thunderbolt

Bitcoin Thunderbolt é uma forma de atualização de soft fork baseada na camada base do Bitcoin, que não depende de soluções intermediárias de segunda camada ou pontes entre cadeias, mas altera diretamente o nível do protocolo na cadeia principal do Bitcoin, melhorando fundamentalmente a escalabilidade, o desempenho das transações e a capacidade de programação do Bitcoin.

Do ponto de vista de desempenho, o Nubit, através da tecnologia UTXO (saídas de transação não gastas) Bundling, conseguiu uma otimização significativa em relação ao modo tradicional de processamento de transações do Bitcoin. A rede tradicional do Bitcoin, ao adotar o modo de UTXO único, apresenta limitações claras na velocidade e capacidade de transação. O UTXO Bundling permite agregar múltiplos UTXOs para processamento, o que equivale a compactar a quantidade de dados da transação, aumentando assim a velocidade da transação em cerca de 10 vezes, sem sacrificar a segurança.

Em termos de programabilidade, o Bitcoin Thunderbolt reintroduz e expande o opcode OP_CAT (que existia nas versões iniciais do Bitcoin e foi posteriormente removido). O OP_CAT permite operações de concatenação de dados, permitindo que os desenvolvedores construam lógicas de script mais complexas, possibilitando a implementação direta de contratos inteligentes na blockchain principal do Bitcoin. O benefício mais direto trazido por essa atualização é: os desenvolvedores podem implantar aplicativos descentralizados (dApps) na rede nativa do Bitcoin sem depender de sidechains, Rollups ou pontes entre cadeias.

No aspecto da integração de protocolos de ativos, a Nubit promoveu e implementou um padrão unificado chamado Goldinals. Goldinals fornece uma estrutura de emissão de ativos baseada em provas de conhecimento zero e compromissos de estado. Em termos simples, este é um padrão de token “nativo do Bitcoin” que não depende de intermediários de confiança externos e não requer pontes complexas entre cadeias para verificar a existência e o estado de cada token na cadeia. O BitMM, que opera como um formador de mercado automático na cadeia do Bitcoin, integra ativos de protocolos dispersos como BRC-20, Runes e Ordinals. A Nubit também fez avanços significativos em transações sem confiança. O sistema BitMM (Bitcoin Message Market) que lançou, suporta a mediação de transações e verificação de informações sem a necessidade de confiança na cadeia do Bitcoin.

Diferente das abordagens tradicionais de escalabilidade (como o uso de sidechains, Plasma, Rollup ou tokens embrulhados em bridges), a Nubit adota um caminho de “escalabilidade nativa da cadeia principal”. A BitVisa oferece um sistema descentralizado de identidade e credenciais. Seja compressão de transações, suporte a contratos inteligentes, ou integração de padrões de ativos com correspondência de transações em cadeia — tudo é executado diretamente sobre a cadeia principal do Bitcoin. Utiliza BTC nativo, e não tokens mapeados entre cadeias.

3.1 Análise do Mecanismo Central

O conteúdo deste capítulo é explicado de acordo com o artigo “Stateless and Verifiable Execution Layer for Meta-Protocols on Bitcoin” (ver link de referência 1), de acordo com meu entendimento pessoal, Bitcoin Thunderbolt (Thunderbolt Network) e Bitcoin Lightning (Lightning Network) (Lightning Network) são soluções estendidas para resolver o problema da confirmação de transação lenta na cadeia principal do Bitcoin. O objetivo central é melhorar a eficiência e reduzir custos. As diferenças entre os dois são:

• O design da Lightning Network é mais voltado para “canais de pagamento” - ele só pode ser usado para transferências de pagamento, não suporta contratos inteligentes ou lógica complexa, e sua construção e manutenção têm um alto nível de dificuldade, o que não é favorável à sua ampla adoção.
• Thunderbolt é lançado pela Nubit e se dedica a fornecer protocolos off-chain com capacidade de programação, suportando operações Turing-completas, capazes de construir ativos de estado, protocolos de liquidez e aplicações financeiras mais complexas.

Multassinado flexível e ajustável

Imagine dividir uma “assinatura” de um Bitcoin em duas partes: uma parte nas mãos da Alice e a outra nas mãos do comitê. Cada vez que é transferido para um novo usuário, Alice e o comitê adicionam um “pequeno segredo” à sua parte da assinatura - apenas o novo usuário receptor conhece esse segredo. O receptor, com o pequeno segredo que conhece, pode “juntar” as duas partes de volta, obtendo a assinatura completa, sem a necessidade de uma conversa online entre Alice e o comitê.

Livro de registro do comitê com tolerância a falhas assíncronas

Um “grupo de serviços” composto por vários nós (como 4n+1) é responsável pela contabilidade, onde todos confirmam mutuamente quem é o proprietário atual. Mesmo que alguns nós falhem, desde que a maioria ainda esteja online, o livro-razão pode continuar a funcionar normalmente. Esses nós apenas “ajudam a assinar” e “registrar”, não podem acessar os fundos livremente, garantindo segurança e descentralização.

Finalização de Troca Atômica

Quando realmente for gastar esse dinheiro na blockchain, passe por três etapas de “troca atômica”: 1. Alice + comitê gastam a saída bloqueada original, passando temporariamente o dinheiro para o comitê; 2. O comitê bloqueia um valor equivalente em um cofre que só pode ser acessado com a colaboração de “Zenni e o comitê”; 3. Por fim, Zenni retira o dinheiro do cofre usando duas assinaturas. Dessa forma, nenhuma das partes, Zenni ou o comitê, pode escapar, garantindo que a reestruturação off-chain e o resgate on-chain ocorram de forma contínua.

3.2 Design do protocolo Thunderbolt e inovações chave

• Delegação de assinatura não interativa e recursiva Foi projetada uma estrutura de assinatura Schnorr com limiar ajustável (Tweakable), os canais de pagamento tradicionais costumam exigir várias trocas de mensagens, enquanto o Thunderbolt apenas requer “enviar uma assinatura com um pequeno segredo” a cada vez, reduzindo significativamente as exigências online.
• Cada transferência troca por um “novo bloqueio” A cada transferência, Alice e o comitê atualizam a assinatura com um novo pequeno segredo, tornando a “chave” antiga completamente inválida. Dessa forma, ninguém que tenha acesso à assinatura antiga poderá obter a nova, evitando a reutilização da assinatura antiga.
• Deixe apenas uma marca na cadeia Apenas faça um “bloqueio” na cadeia no início, todas as mudanças subsequentes são feitas fora da cadeia, e no final, leve este dinheiro de volta para a cadeia. Comparado com a rede Lightning, que precisa abrir e fechar canais constantemente, a operação em cadeia do Thunderbolt é menor e a privacidade é melhor.
• Mesmo off-line não se perde dinheiro Mesmo que Alice ou Zenni estejam offline, desde que a maioria do comitê esteja online, a transferência ou resgate pode ser realizada a qualquer momento, sem se preocupar com o prazo de tempo ou com um adversário que feche maliciosamente o canal.
• Segurança de “prova de máquina” verdadeira Todos os passos críticos no protocolo foram “formalmente verificados” com o Tamarin Prover, ou seja, essas garantias de segurança não são apenas palavras no papel, mas foram testadas repetidamente por ferramentas automatizadas.

Quatro, quais são as diferenças entre Thunderbolt e as soluções existentes de rede relâmpago?

Vamos dar uma olhada na comparação entre Thunderbolt e as soluções existentes (como o protocolo BOLT, Breez SDK, Phoenix) para ver quais melhorias foram feitas.

As diferenças entre Thunderbolt e as soluções existentes da Lightning Network:

Podemos ver que as principais vantagens do Thunderbolt residem na “segurança” e na “completude teórica”. É um dos poucos que consegue fazer isso:

• O design do protocolo pode ser provado como seguro
• Usuários mal-intencionados não podem lucrar unilateralmente em nenhuma circunstância

Mas suas desvantagens também são muito óbvias:

• Implantação complexa: Para usar Thunderbolt, atualmente você precisa executar toda a pilha de protocolos, o que é difícil para usuários comuns de carteiras.
• Compatibilidade da cadeia principal: A linguagem de script da cadeia principal do Bitcoin é muito rudimentar, o Thunderbolt precisa contornar isso de forma inteligente para implementar funcionalidades, aumentando a dificuldade de implementação.
• Suporte ecológico ainda em falta: Ao contrário do BOLT, que já conta com um grande número de carteiras e nós a apoiá-lo, o Thunderbolt ainda se encontra na “fase de pesquisa inicial”.

Cinco, o impacto potencial do Thunderbolt: um catalisador para o BTCFi?

Fonte da imagem: feito por mim

Então o Thunderbolt é a solução ideal para o BTCFi? Vamos lançar uma opinião audaciosa:

Thunderbolt é atualmente a solução teoricamente ótima para BTCFi, mas na prática ainda se encontra na “fase Alpha”. Em outras palavras, é como o “white paper do Ethereum 2.0” no mundo do Bitcoin, cheio de visão, mas ainda não entrou na fase de implementação em “sistemas de engenharia”. Com base na observação atual, acredito que as possíveis trajetórias de desenvolvimento do Thunderbolt podem ser três:

1. Integrado como Rollup: o motor DeFi do lado do Bitcoin

A escalabilidade da cadeia principal do Bitcoin é insuficiente, e o Thunderbolt pode eventualmente se tornar um módulo off-chain em alguma L2 do Bitcoin (como BitVM, Nomic, BOB). Isso é semelhante a “integrar o Thunderbolt em Rollup como uma camada de execução de contratos genéricos.”

Por exemplo:

• BOB pode integrar a camada de canal Thunderbolt para realizar transações nativas de BTC
• O ecossistema RGB também pode introduzir a lógica de gestão de estado Thunderbolt
• BitVM suporta lógica mais complexa, e Thunderbolt será um dos padrões de contrato.
• Serviços como Babylon, Bitlayer e outros sistemas

2. Formar um ecossistema padrão independente, funcionando em paralelo com a cadeia principal

O Thunderbolt tem a maior possibilidade de desenvolver seu próprio ecossistema de rede, sistema de manutenção de nós, agregadores, etc., assim como a Lightning Network, e até formar operadoras Thunderbolt-LSP. Ao mesmo tempo, o Nubit, em colaboração com os mineradores da era de Satoshi Nakamoto, impulsionou a atualização de soft fork no nível do protocolo, introduzindo as duas grandes características UTXO Bundling e OP_CAT, e também pode aceitar diretamente ativos do protocolo BTC (BRC20, Runes, Ordinals), o que gera um espaço de imaginação muito grande. Talvez no futuro ele possa ter:

• Thunderbolt Wallet (semelhante ao Phoenix)
• Thunderbolt Node (canal de operação do nó leve)
• Thunderbolt DEX (matching de ordens off-chain)
• Thunderbolt AMM (piscina de liquidez)

3. Substituído por uma solução mais simples

Claro, se houver um sistema que possa fazer coisas semelhantes sem canais stateful, linguagens formais ou colaboração de protocolo off-chain no futuro, o Thunderbolt pode ser apenas um produto de transição em fases, como:

• Se o BitVM conseguir implementar um ambiente de execução de contratos mais eficiente
• A tecnologia ZK cross-chain permite que os ativos BTC sejam implantados de forma totalmente confiável em outras cadeias.
• Um determinado protocolo nativo de Bitcoin unifica o modelamento de pagamentos + empréstimos + contratos.

Por fim, do ponto de vista ecológico, o maior significado do Thunderbolt não é sua capacidade de realizar pagamentos, mas sim que ele possibilita que os ativos Bitcoin tenham, pela primeira vez, a “combinabilidade de contratos off-chain”. Isso pode soar abstrato, mas a explosão do DeFi no Ethereum demonstra quão crucial é essa “combinabilidade”. A explosão do Ethereum deve-se ao ecossistema completo de Solidity + Hardhat + Ethers.js + Metamask.

O maior destaque do Thunderbolt ainda é a introdução das duas grandes características UTXO Bundling e OP_CAT. OP_CAT traz programação nativa para a rede Bitcoin, enquanto o UTXO Bundling ( agrupa várias pequenas transações para processamento conjunto, comprimindo a escala dos dados de transação e aumentando a capacidade de processamento na cadeia, de forma semelhante ao Rollup do Ethereum. Parece que unificar todos os protocolos do ecossistema Bitcoin e incluir vários ativos e a implementação do BitMM não é mais um desejo vago, mas nesta fase o Thunderbolt ainda parece ser “um forte artigo matemático escrito”, e a distância até que os desenvolvedores possam realmente “utilizá-lo” talvez ainda seja considerável.

Referência link:

（1）