El ecosistema Bitcoin enfrenta varios desafíos, incluida la velocidad de transacción, la escalabilidad, la seguridad y problemas regulatorios.

Como la primera moneda digital descentralizada exitosa, Bitcoin ha estado en el centro del campo de las criptomonedas desde su creación en 2009. Como un medio innovador de pago y una herramienta para almacenar valor, Bitcoin ha despertado un amplio interés global en la criptomoneda y la tecnología blockchain. Sin embargo, a medida que el ecosistema de Bitcoin continúa madurando y expandiéndose, enfrenta diversos desafíos, incluida la velocidad de las transacciones, la escalabilidad, la seguridad y los problemas regulatorios.

Recientemente, el ecosistema de scripts liderado por BRC20 se ha vuelto popular en el mercado, y varios scripts han experimentado un crecimiento de más de 100 veces. Las transacciones en cadena de Bitcoin están severamente congestionadas, con un gas promedio de más de 300 sat/vB. Al mismo tiempo, el airdrop de Nostr Assets ha atraído aún más la atención del mercado, y la propuesta de whitepapers de diseño de protocolo como BitVM y BitStream indica que el ecosistema de Bitcoin tiene un potencial vibrante.

El equipo de investigación de Aqua Labs llevó a cabo una revisión exhaustiva del estado actual del ecosistema de Bitcoin, abarcando avances tecnológicos, dinámica del mercado, regulaciones y otros aspectos, para realizar un análisis en profundidad de la tecnología Bitcoin y estudiar las tendencias del mercado. Nuestro objetivo es proporcionar una visión panorámica del desarrollo de Bitcoin. El artículo primero revisa los principios básicos y la historia del desarrollo de Bitcoin, y luego profundiza en las innovaciones tecnológicas de la red Bitcoin, como Lightning Network y Segregated Witness, y predice sus futuras tendencias de desarrollo.

Emisión de activos: Comenzando con Colored Coins

La esencia del ecosistema de guiones es proporcionar derechos de emisión de activos de bajo umbral para individuos ordinarios, acompañados de simplicidad, equidad y conveniencia. La aparición de protocolos de guiones en Bitcoin se remonta a 2023, pero ya en 2012 existía el concepto de usar Bitcoin para la emisión de activos, conocido como Monedas de Color.

Monedas de colores: Primeros intentos

Colored Coins se refiere a un conjunto de tecnologías que utilizan el sistema Bitcoin para registrar la creación, la propiedad y la transferencia de activos distintos de Bitcoin. Esta tecnología se puede utilizar para rastrear activos digitales y tangibles mantenidos por terceros y facilitar transacciones de propiedad a través de Colored Coins. El término "Colored" hace referencia a añadir información específica a las salidas de transacciones no gastadas (UTXOs) de Bitcoin para distinguirlas de otros UTXOs de Bitcoin, introduciendo así la heterogeneidad en los Bitcoins homogéneos. Con la tecnología Colored Coins, los activos emitidos tienen muchas de las mismas características que Bitcoin, incluyendo la prevención de doble gasto, privacidad, seguridad, transparencia y resistencia a la censura, asegurando la fiabilidad de las transacciones.

Vale la pena señalar que el protocolo definido por Colored Coins no es implementado por el software típico de Bitcoin. Se requiere un software especial para identificar las transacciones relacionadas con Colored Coins. Obviamente, Colored Coins solo tienen valor en comunidades que reconocen el protocolo de Colored Coins; de lo contrario, las propiedades coloreadas de Colored Coins heterogéneos se perderán y volverán a ser puros Satoshis. Por un lado, Colored Coins reconocidos por comunidades pequeñas pueden aprovechar muchas de las ventajas de Bitcoin para la emisión y circulación de activos. Por otro lado, es casi imposible fusionar el protocolo de Colored Coins en el software principal de consenso más grande de Bitcoin a través de un soft fork.

Activos abiertos

A finales de 2013, Flavien Charlon introdujo el Protocolo de Activos Abiertos como una forma de implementar Monedas de Colores. Los emisores de activos utilizan cifrado asimétrico para calcular los ID de activos, asegurando que solo los usuarios con la clave privada del ID de activo pueden emitir el mismo activo. Para los metadatos de activos, se utiliza el opcode OP_RETURN para almacenar metadatos en un script, llamado "salida de marcador", que almacena información de colores sin contaminar las UTXOs. Debido a que utiliza las herramientas de cifrado de clave pública-privada de Bitcoin, la emisión de activos puede ejecutarse a través de un mecanismo de firma múltiple.

EPOBC

En 2014, ChromaWay lanzó el protocolo EPOBC, que significa Coloración Mejorada, Rellenada y Basada en Órdenes. El protocolo incluye dos operaciones: emisión y transferencia. La operación de emisión se utiliza para emitir activos, mientras que la operación de transferencia facilita la transferencia de activos. Los tipos de activos no pueden ser codificados o diferenciados explícitamente, y cada transacción de emisión emitirá un nuevo activo, determinando su cantidad total durante el proceso de emisión. Los activos EPOBC deben ser transferidos utilizando la operación de transferencia, y si un activo EPOBC se utiliza como entrada en una transacción de operación no de transferencia, el activo se perderá.

Otra información sobre los activos de EPOBC se almacena en el campo nSequence de las transacciones de Bitcoin. El campo nSequence es un campo reservado en las transacciones de Bitcoin que consta de 32 bits. Los seis bits más bajos se utilizan para determinar el tipo de transacción, mientras que los bits 6 a 12 se utilizan para el relleno para cumplir con los requisitos de ataque anti-polvo del protocolo de Bitcoin. La ventaja de usar el campo nSequence para almacenar información de metadatos es que no se necesita espacio de almacenamiento adicional. Dado que no hay un ID de activo para la identificación, cada transacción que involucra activos de EPOBC debe rastrearse hasta la transacción original para determinar su categoría y legitimidad.

Mastercoin/Omni Layer

En comparación con los acuerdos mencionados anteriormente, Mastercoin ha logrado resultados más exitosos en la implementación comercial. En 2013, Mastercoin realizó la primera ICO, recaudando 5000 BTC e inaugurando una nueva era. El conocido USDT fue inicialmente emitido en la cadena de bloques de Bitcoin e introducido a través de la Capa Omni.

Mastercoin tiene una dependencia menor de Bitcoin y elige mantener la mayor parte de su estado fuera de la cadena, almacenando solo una cantidad mínima de información en la cadena de bloques. Esencialmente, Mastercoin considera a Bitcoin como un sistema de registro descentralizado, utilizando cualquier transacción de Bitcoin para difundir cambios en las operaciones de activos. Validar la validez de la transacción implica escanear constantemente la cadena de bloques de Bitcoin y mantener una base de datos de activos fuera de la cadena. Esta base de datos conserva la relación entre direcciones y activos, con direcciones que reutilizan el sistema de direcciones de Bitcoin.

Las primeras monedas de colores principalmente usaban la instrucción OP_RETURN en scripts para almacenar metadatos sobre activos. Después de las actualizaciones SegWit y Taproot, los nuevos protocolos derivados tienen más opciones.

SegWit, abreviatura de Testigo Segregado, separa principalmente el testigo (script de entrada de transacción) de la transacción. La razón principal de esta separación es evitar ataques mediante la modificación del script de entrada. Sin embargo, también tiene un beneficio: aumentar efectivamente la capacidad de bloque, permitiendo almacenar más datos de testigo.

Taproot introduce una característica importante llamada MAST, que permite a los desarrolladores incluir metadatos para cualquier activo en salidas mediante árboles de Merkle. Mejora la fungibilidad y la escalabilidad con firmas Schnorr, y admite transacciones multi-hop a través de la Red Lightning.

Números ordinales y BRC20, y comercio simulado: Un gran experimento social

En términos generales, los números ordinales comprenden cuatro componentes clave:

• Un BIP para ordenar sats

• Un indexador que utiliza nodos de Bitcoin Core para rastrear todas las posiciones de satoshi (ordinales)

• Una billetera que maneja transacciones relacionadas con ordinales

• Un explorador de bloques para identificar transacciones asociadas con ordinales

Fundamentalmente, el núcleo es el BIP/protocolo en sí. Los ordinales definen un esquema de clasificación (comenzando desde 0, basado en el orden en que fueron minados) y asignan números a la unidad más pequeña de Bitcoin, Satoshis. Esto introduce heterogeneidad y escasez a los Satoshis, que de otro modo serían homogéneos.

Pueden reutilizar la infraestructura de Bitcoin, incluidas las firmas únicas, multisig, bloqueos de tiempo y bloqueos de altura, sin crear explícitamente ordenadas. Ofrecen buena anonimidad y no dejan una huella explícita en la cadena. Sin embargo, las desventajas son evidentes ya que un gran número de UTXOs pequeños y no gastados pueden aumentar el tamaño del conjunto de UTXO, lo que potencialmente puede llevar a los llamados ataques de polvo. Además, la indexación consume un espacio significativo y gastar un satoshi específico requiere información específica:

• Encabezados de blockchain

• La ruta de Merkle hasta la transacción del coinbase que creó ese satoshi

• La transacción coinbase que creó ese satoshi

Para demostrar que un satoshi particular está contenido en una salida específica.

En este contexto, grabar implica inscribir contenido arbitrario en sats. El método específico implica colocar contenido en una ruta de script de Taproot que gasta el script, completamente en cadena. El contenido del grabado se serializa en el formato de una respuesta HTTP, se empuja a un script no ejecutable en el script de gasto, conocido como el "sobre". Específicamente, grabar implica agregar OP_FALSE antes de las declaraciones condicionales, colocando el contenido grabado en declaraciones condicionales no ejecutables presentadas en formato JSON. El tamaño del contenido grabado está limitado por el script de Taproot, totalizando no más de 520 bytes.

Dado que los scripts de gasto de Taproot requieren gastar una salida de Taproot existente, el grabado requiere dos pasos: compromiso y revelación. En el primer paso, se crea una salida de Taproot que compromete el contenido grabado. En el segundo paso, la salida de Taproot del paso anterior se gasta utilizando el contenido grabado y el camino de Merkle correspondiente, revelando el contenido grabado en la cadena.

El grabado se pensó inicialmente para introducir tokens no fungibles (NFT) en Bitcoin. Sin embargo, nuevos desarrolladores crearon BRC20, simulando ERC20 en él, lo que permite la emisión de activos fungibles dentro de los ordinales. BRC20 incluye operaciones como Desplegar, Acuñar, Transferir, cada una requiriendo tanto compromiso como pasos de revelación. El proceso de transacción es más complejo y costoso.

Como ejemplo con datos reales:

La parte seleccionada es el contenido del grabado, y el resultado deserializado es el siguiente:

El objetivo del protocolo ARC20, originario de Atomicals, es simplificar las transacciones vinculando cada unidad de token ARC20 a un satoshi, reutilizando el sistema de transacción de Bitcoin. Una vez que los activos son emitidos a través de pasos de compromiso y revelación, la transferencia de tokens ARC20 puede lograrse mediante la transferencia directa de los satoshis correspondientes. El diseño de ARC20 se ajusta más a la definición literal de monedas coloreadas: agregar nuevo contenido a tokens existentes para crear nuevos tokens, donde el valor del nuevo token no es inferior al original, similar a las joyas de oro y plata.

Validación del lado del cliente (CSV) y el Protocolo de Activos de Próxima Generación

La validación del lado del cliente, propuesta por Peter Todd en 2017, implica el almacenamiento de datos fuera de la cadena, el compromiso en la cadena y la validación del lado del cliente. Los protocolos de activos actuales que admiten validación del lado del cliente incluyen activos RGB y Taproot (Taro).

RGB

Más allá de la validación del lado del cliente, RGB utiliza hashes de Pedersen como mecanismo de compromiso y admite anonimización de salidas. Al solicitar un pago, el UTXO que recibe los tokens no necesita ser divulgado públicamente; en su lugar, se envía un valor hash, mejorando la privacidad y la resistencia a la censura. Al gastar tokens, el receptor debe revelar el valor de anonimización para verificar el historial de transacciones.

Además, RGB introduce AluVM para aumentar la programabilidad. Durante la validación en el lado del cliente, los usuarios no solo verifican la información de pago entrante, sino que también reciben el historial completo de transacciones del pagador, rastreando hasta la transacción de génesis del activo para una certeza final. Verificar todo el historial de transacciones asegura la validez de los activos recibidos.

Activos Taproot

Desarrollados por Lightning Labs, los activos de Taproot permiten la transferencia instantánea, de alta frecuencia y de bajo costo de activos emitidos en la Red Lightning. Diseñados completamente en torno al protocolo Taproot, mejoran la privacidad y la escalabilidad.

Los datos de los testigos se almacenan fuera de la cadena y se verifican dentro de la cadena, residiendo localmente o en un repositorio de información llamado "el universo" (similar a un repositorio Git). La verificación de testigos requiere todos los datos históricos de la emisión de activos, propagados a través de la capa de chismes de activos de Taproot. Los clientes pueden realizar una verificación cruzada utilizando una copia de la cadena de bloques local.

Los activos de Taproot emplean un árbol de resumen de Merkle disperso para almacenar el estado global de los activos, lo que conlleva mayores costos de almacenamiento pero permite una verificación eficiente. Las pruebas de inclusión/exclusión permiten la verificación de transacciones sin tener que volver a recorrer la historia de transacciones del activo.

Escalabilidad: Proposición eterna de Bitcoin

A pesar de tener la mayor capitalización de mercado, seguridad y estabilidad, Bitcoin se ha desviado de su visión original como un "sistema de efectivo electrónico peer-to-peer". La capacidad limitada de los bloques impide que Bitcoin maneje grandes volúmenes de transacciones frecuentes, lo que ha llevado a que surjan varios protocolos en la última década para abordar este problema.

Canales de pago y la Red Lightning: Solución ortodoxa de Bitcoin

La Red Lightning opera mediante el establecimiento de canales de pago. Los usuarios pueden crear canales de pago entre cualquier par de partes, vinculando canales para formar una red más amplia e incluso realizar pagos entre usuarios de forma indirecta sin canales directos. Por ejemplo, si Alice y Bob desean realizar múltiples transacciones sin registrar cada una en la cadena de bloques de Bitcoin, pueden abrir un canal de pago entre ellos. Pueden realizar numerosas transacciones dentro de este canal, requiriendo solo dos registros de blockchain: uno al abrir el canal y otro al cerrarlo. Esto reduce significativamente la espera de confirmación de la cadena de bloques y aligera la carga en la cadena de bloques.

Actualmente, la Red Lightning cuenta con más de 14,000 nodos, 60,000 canales y una capacidad total que supera los 5000 BTC.

Cadenas laterales: El método Ethereum en Bitcoin

Stacks

Stacks se posiciona como la capa de contrato inteligente para Bitcoin, utilizando su token nativo como el token Gas. Stacks adopta un mecanismo de microbloques y evoluciona sincrónicamente con Bitcoin, con sus bloques siendo confirmados simultáneamente. En Stacks, esto se llama el “bloque anclado”. Cada bloque de transacción de Stacks corresponde a una transacción de Bitcoin, logrando un mayor rendimiento de transacción. Dado que los bloques se generan simultáneamente, Bitcoin actúa como un limitador de velocidad para crear bloques de Stacks, evitando ataques de denegación de servicio en su red peer-to-peer.

Stacks logra consenso a través de Proof of Transfer (PoX) con su mecanismo de espiral dual. Los mineros envían BTC a los titulares de STX para competir por el derecho de minar bloques, y los mineros exitosos reciben recompensas de STX al minar un bloque con éxito. Durante este proceso, los titulares de STX reciben una cantidad proporcional de BTC enviada por el minero. Stacks tiene como objetivo incentivar a los mineros para mantener el registro histórico mediante la emisión de tokens nativos, aunque los incentivos aún pueden lograrse sin tokens nativos (como se ve en RSK).

En el caso de los datos de transacción en la cadena de bloques de Stacks, el valor hash de los datos de transacción se almacena en el script de transacción de Bitcoin utilizando el código de bytes OP_RETURN. Con la funcionalidad incorporada de Clarity, los nodos de Stacks pueden recuperar el hash de datos de la transacción de Stacks almacenado en la transacción de Bitcoin.

Stacks se puede ver como casi una cadena de segunda capa para Bitcoin; sin embargo, todavía hay algunas deficiencias en el movimiento de activos transfronterizos. Después de la actualización de Nakamoto, Stacks admite el envío de transacciones de Bitcoin para completar transferencias de activos, pero debido a la complejidad de las transacciones, estas no pueden ser verificadas en la cadena de Bitcoin. Las transferencias de activos solo pueden ser verificadas a través de un comité de firma múltiple.

RSK

RSK utiliza un algoritmo de minería fusionada, lo que permite a los mineros de Bitcoin ayudar en la producción de bloques para RSK a un costo casi nulo y recibir recompensas adicionales. RSK no tiene un token nativo y continúa usando BTC (RBTC) como su token de gas. RSK tiene un motor de ejecución compatible con la máquina virtual de Ethereum (EVM).

Líquido

Liquid es una cadena lateral federada de Bitcoin con acceso controlado a nodos, supervisada por 15 miembros responsables de la producción de bloques. Las transferencias de activos se realizan utilizando mecanismos de bloqueo y acuñación, donde los activos se envían a direcciones multi-firma en Liquid utilizando BTC, lo que permite que los activos ingresen a la cadena lateral de Liquid. Para salir, se envía L-BTC a una dirección multi-firma en la cadena Liquid. La seguridad de la dirección multi-firma se establece en 11 de 15.

Liquid se centra en aplicaciones financieras y proporciona kits de desarrollo de software (SDK) relacionados con servicios financieros para desarrolladores. El valor total bloqueado (TVL) en la red de Liquid es actualmente de aproximadamente 3000 BTC.

Nostr Assets: Centralización mejorada

"Cualquier función computable puede ser verificada en Bitcoin".

Estimado usuario, aquí está la traducción del contenido que proporcionó:

—Robin Linus, fundador de BitVM.

• Temprano: Aunque EVM tiene una arquitectura de máquina virtual integral, BitVM solo tiene una función para verificar si una cadena es 0 o 1.

Después de hablar de BitVM, podemos centrarnos en una solución de herramientas BRC20 todo en uno.

2. Desbloqueo de liquidez: solución innovadora de firma rompe cuellos de botella de liquidez de activos BRC

Debido a la naturaleza única de los activos BRC, la liquidez siempre ha sido un desafío para toda la industria. La herramienta BRC20 todo en uno completó con éxito la transacción de activos BRC a través de su innovadora solución de firma, proporcionando a los usuarios una solución más flexible y eficiente, desbloqueando efectivamente la liquidez.

Conclusión

Una revisión exhaustiva del texto muestra que debido a limitaciones en el procesamiento y la potencia informática en la red principal de Bitcoin, Bitcoin debe mover sus cálculos fuera de la cadena para promover un ecosistema más próspero y diverso. Actualmente, existen dos soluciones principales:

Por un lado, la computación fuera de la cadena y las soluciones de verificación del lado del cliente utilizan ciertos campos en las transacciones de Bitcoin para almacenar información crítica, tratando la red principal de Bitcoin como un sistema de registro distribuido para garantizar la disponibilidad de datos clave, similar a los Sovereign Rollups. Si bien este enfoque no requiere modificaciones en la capa de protocolo de Bitcoin y proporciona una mayor viabilidad, no puede heredar completamente la seguridad de Bitcoin.

Por otro lado, algunos equipos están trabajando en la verificación en cadena, intentando utilizar herramientas existentes para lograr computación arbitraria en Bitcoin y lograr escalabilidad eficiente a través de la tecnología de prueba de conocimiento cero. Sin embargo, estas soluciones aún están en las primeras etapas, con altos costos computacionales y es poco probable que se implementen a corto plazo.

En este contexto, una herramienta BRC todo en uno se ha convertido en una solución notable. Al proporcionar un método de gas bajo para obtener rápidamente inscripciones efectivas, promover el lanzamiento justo de activos BRC y abordar desafíos de liquidez y ventas justas a través de esquemas de firma innovadores, la herramienta BRC todo en uno demuestra su valor en el ecosistema actual. A pesar de los desafíos técnicos que enfrenta el ecosistema de Bitcoin, la herramienta BRC todo en uno proporciona a los usuarios una experiencia comercial más flexible y eficiente, ofreciendo una solución única para el desarrollo de Bitcoin.

Por supuesto, algunas personas pueden preguntarse por qué no recurrir a Ethereum, ya que Ethereum y otras blockchains tienen capacidades informáticas potentes como Bitcoin. ¿Por qué volver a implementar el proceso de transacción en Bitcoin?

Porque es Bitcoin.

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