Tiêu đề gốc: "Xem xét lại logic thiết kế của Bitcoin Lightning Network từ góc nhìn của Thunderbolt Network"

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

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

Khi nói đến Bitcoin, hầu hết mọi người nghĩ ngay 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 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 kịch bản 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 ảnh: Cointelegraph

Chuỗi chính của 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 trên 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 tần suất cao bằng cách thiết lập các "kênh thanh toán" độc quyền giữa người dùng và cuối cùng chỉ đồng bộ hóa trạng thái của tiền khi kênh đó đóng với chuỗi khối. Mô hình này tương tự như cách bạn bè thay phiên nhau chi tiêu cho nhau hàng tuần - mọi người sẽ không chuyển tiền vào ngân hàng ngay sau mỗi bữa ăn mà sẽ thanh toán hóa đơn một lần sau khi tích lũy được mười 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 bộc lộ 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 từ A-C-B, 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 hoạt động 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 bị khóa hiện tại trong toàn bộ Lightning Network chỉ được duy trì ở mức khoảng 100 triệu đô la Mỹ. So với giá trị thị trường hàng nghìn tỷ của hệ thống Bitcoin, vị thế 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 Chain Catcher vào ngày 15 tháng 4, HSBC đã tiết lộ trong một thông cáo báo chí chính thức rằng Bitcoin Thunderbolt là bản nâng cấp công nghệ quan trọng nhất của Bitcoin trong một thập kỷ. Nhìn chung, Thunderbolt giống với "Lightning Network 2.0" hơn, nhưng nó không chỉ là bản nâng cấp mà giống như một bản tái cấu trúc mô hình tương tác ngoài chuỗi của Bitcoin hơn.

3. Giao thức Thunderbolt là gì?

Nguồn hình ảnh: Nubit | Bitcoin Thunderbolt

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

Về mặt hiệu suất, Nubit đã đạt được sự tối ưu hóa đáng kể đối với mô hình xử lý giao dịch truyền thống của Bitcoin với sự trợ giúp của 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 tồn tại trong các phiên bản đầu của 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 của Bitcoin. Lợi ích trực tiếp nhất của bản 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 chuỗi phụ, Rollup hoặc cầu nối chuỗi chéo.

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 kiến thức và cam kết của nhà nước. Nói một cách đơn giản, đây là một bộ tiêu chuẩn mã thông báo "gốc Bitcoin" không phụ thuộc vào các cơ quan tin cậy bên ngoài hoặc yêu cầu các cầu nối chuỗi chéo phức tạp để xác minh sự tồn tại và trạng thái của từng mã thông báo trên chuỗi. Nhà tạo lập thị trường tự động trên chuỗi của BitMM chạy trên Bitcoin tích hợp các tài sản giao thức phân mảnh như BRC-20, Runes và Ordinals. 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.

Khác với các ý tưởng mở rộng truyền thống (như sử dụng chuỗi phụ, Plasma, Rollup hoặc mã thông báo được kết nối qua cầu nối), Nubit áp dụng con đường "mở rộng gốc chuỗi chính". 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 của Bitcoin. BTC gốc được sử dụng thay cho các token được ánh xạ chuỗi chéo.

3.1 Phân tích cơ chế cốt lõi

Nội dung của chương này dựa trên 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 của Bitcoin. Mục tiêu cốt lõi là nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Sự khác biệt giữa hai loại này là:

Thiết kế của Lightning Network thiên về "kênh thanh toán" hơn - chỉ có thể sử dụng để thanh toán chuyển khoản, không hỗ trợ hợp đồng thông minh hoặc logic phức tạp, ngưỡng xây dựng và bảo trì cao, không thuận lợi cho việc phổ biến trên diện rộng. Thunderbolt được Nubit ra mắt và 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 các tài sản trạng thái, giao thức thanh khoản và ứng dụng tài chính phức tạp hơn.

Chữ ký đa bên linh hoạt và có thể điều chỉnh

Hãy tưởng tượng việc chia "chữ ký" Bitcoin thành hai nửa: một nửa nằm trong tay Alice và nửa còn lại nằm trong tay ủy ban. Mỗi 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

Một "nhóm dịch vụ" bao gồm nhiều nút (chẳng hạn như 4n+1) chịu trách nhiệm ghi sổ kế toán 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. Các 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 tất hoán đổi nguyên tử

Khi bạn thực sự muốn chi tiền cho chuỗi, trước tiên bạn phải trải qua ba bước của "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 "Zenni và ủy ban" mới có thể 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 lẻn đi, 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

· Phân quyền chữ ký đệ quy, không tương tác

Một bộ cấu trúc chữ ký Schnorr ngưỡng có thể điều chỉnh được đã được thiết kế. Các kênh thanh toán truyền thống thường yêu cầu nhiều tin nhắn trao đổi qua lại, trong khi Thunderbolt chỉ cần "gửi chữ ký kèm theo một bí mật nhỏ" mỗi lần, thậm chí các yêu cầu trực tuyến cũng được giảm đáng kể.

· Một “khóa mới” được sử dụng cho mỗi lần chuyển

Tại mỗi lần chuyển bước nhảy, Alice và ủy ban cập nhật chữ ký bằng một bí mật nhỏ mới và “khóa” cũ hoàn toàn không còn hiệu lực. Bằng cách này, không ai có thể có được chữ ký mới, ngăn chặn việc sử dụng lại chữ ký cũ.

· Chỉ để lại một dấu vết trên chuỗi

Nó chỉ được "khóa" trên chuỗi một lần duy nhất khi bắt đầu và tất cả các thay đổi tiếp theo đều được hoàn thành ngoài chuỗi và cuối cùng, tiền lại được chi vào chuỗi một lần nữa. So với Lightning Network, yêu cầu phải liên tục mở và đóng kênh, Thunderbolt có ít hoạt động trên chuỗi hơn và tính riêng tư tốt hơn.

· Không mất tiền khi ngoại tuyến

Ngay cả khi Alice hoặc Zenni ngoại tuyến, miễn là phần lớn ủy ban trực tuyến, việc chuyển nhượng hoặc đổi thưởng có thể được hoàn tất bất kỳ lúc nào mà không phải lo lắng về việc khóa thời gian hết hạn hoặc đối thủ cố tình đóng kênh.

· Bảo mật thực sự được "máy chứng minh"

Tất cả các bước chính trong giao thức đều được "xác minh chính thức" bằng Tamarin Prover, điều đó có nghĩa là các đảm bảo bảo mật này không chỉ là lời nói trên giấy tờ mà đã được các công cụ tự động kiểm tra nhiều lần.

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

Chúng ta 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 Lightning Network hiện có:

Chúng ta có thể thấy rằng những lợi thế chính của Thunderbolt được phản ánh ở "tính bảo mật" và "tính hoàn thiện về mặt lý thuyết". Đây là một trong số ít những thứ có thể làm được: · Thiết kế giao thức có thể được chứng minh là an toàn · Người dùng có ác ý không thể đơn phương kiếm lợi nhuận trong bất kỳ trường hợp nào · Tuy nhiên, những 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 khiến người dùng ví thông thường khó bắt đầu · Khả năng tương thích với 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 mình, điều này làm tăng thêm độ khó khi triển khai · Thiếu hỗ trợ sinh thái: Không giống như BOLT, vốn đã có một số lượng lớn ví và hỗ trợ nút, Thunderbolt vẫn đang trong "giai đoạn nghiên cứu ban đầu" · ...

Nguồn ảnh: tự tạo

Vậy Thunderbolt có phải là giải pháp tốt nhất cho BTCFi không? Chúng ta hãy đưa ra một quan điểm táo bạo: Thunderbolt là giải pháp tối ưu về mặt lý thuyết 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 vẫn chưa đạt đến "cấp độ hệ thống kỹ thuật". Dựa trên những quan sát hiện tại, cá nhân tôi nghĩ rằng có ba hướng phát triển khả thi cho Thunderbolt: 1. Tích hợp Rollup: Là một công cụ DeFi ở phía Bitcoin. Bản thân chuỗi chính của Bitcoin không đủ khả năng 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 việc tích hợp Thunderbolt vào Rollup như một lớp thực hiện hợp đồng chung. 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 và 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 riêng, hệ thống vận hành và bảo trì nút, bộ tổng hợp, v.v. giống như Lightning Network và thậm chí hình thành nhà điều hành Thunderbolt-LSP. Đồng thời, Nubit đã bắt tay với các thợ đào trong kỷ nguyên Satoshi để thúc đẩy nâng cấp soft fork của lớp giao thức, giới thiệu hai tính năng chính: UTXO Bundling và OP_CAT. Nó cũng có thể trực tiếp thực hiện các 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 chạy nút nhẹ) · Thunderbolt DEX (khớp lệnh ngoài chuỗi) · Thunderbolt AMM (nhóm thanh khoản) 3. Được thay thế bằng một giải pháp đơn giản hơn Tất nhiên, nếu một hệ thống có thể đạt được các chức năng tương tự mà không cần kênh trạng thái, ngôn ngữ chính thức và cộng tác giao thức ngoài chuỗi xuất hiện trong tương lai, thì Thunderbolt chỉ có thể là một sản phẩm chuyển đổi theo giai đoạn, chẳng hạn như: · BitVM nếu đạt được môi trường thực hiện hợp đồng hiệu quả hơn · Công nghệ ZK chuỗi chéo cho phép triển khai tài sản BTC theo cách hoàn toàn đáng tin cậy trên các chuỗi khác · Một giao thức Bitcoin gốc sẽ hợp nhất mô hình thanh toán + cho vay + hợp đồng

Cuối cùng, theo quan điểm sinh thái, Thunderbolt Ý nghĩa lớn nhất không phải là nó có thể thực hiện thanh toán, mà là nó làm cho tài sản Bitcoin có thể kết hợp với các hợp đồng ngoài chuỗi lần đầu tiên. Điều này nghe có vẻ trừu tượng, nhưng sự bùng nổ của DeFi trên Ethereum cho thấy "khả năng kết hợp" này quan trọng như thế nào. Sự bùng nổ của Ethereum là nhờ 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 trên chuỗi. Logic của nó tương tự như Ethereum Rollup. Có vẻ như việc thống nhất tất cả các giao thức sinh thái Bitcoin và kết hợp nhiều tài sản khác nhau cùng với việc hiện thực hóa BitMM không còn là lời nói suông nữa, nhưng Thunderbolt vẫn giống như "viết một bài toán khó" ở giai đoạn này và có thể vẫn còn lâu mới có ích cho các nhà phát triển.

Bài viết này được đóng góp bởi một cộng tác viên và không đại diện cho quan điểm của BlockBeats.

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia