O ecossistema Bitcoin enfrenta vários desafios, incluindo velocidade de transação, escalabilidade, segurança e questões regulatórias.

Como a primeira moeda digital descentralizada de sucesso, o Bitcoin tem estado no centro do campo das criptomoedas desde a sua criação em 2009. Como um meio inovador de pagamento e uma ferramenta para armazenar valor, o Bitcoin tem despertado um amplo interesse global em criptomoedas e tecnologia blockchain. No entanto, à medida que o ecossistema do Bitcoin continua a amadurecer e a expandir, enfrenta vários desafios, incluindo velocidade de transação, escalabilidade, segurança e questões regulatórias.

Recentemente, o ecossistema de scripts liderado pelo BRC20 tornou-se popular no mercado e vários scripts tiveram um crescimento de mais de 100 vezes. As transações on-chain do Bitcoin estão severamente congestionadas, com uma média de gás de mais de 300 sat/vB. Ao mesmo tempo, o airdrop da Nostr Assets tem atraído ainda mais atenção do mercado, e a proposta de whitepapers de design de protocolo como BitVM e BitStream indica que o ecossistema do Bitcoin tem um potencial vibrante.

A equipa de investigação da Aqua Labs realizou uma análise abrangente do estado atual do ecossistema do Bitcoin, abordando avanços tecnológicos, dinâmica de mercado, regulamentação e outros aspetos, para realizar uma análise aprofundada da tecnologia Bitcoin e estudar as tendências de mercado. O nosso objetivo é proporcionar uma visão panorâmica do desenvolvimento do Bitcoin. O artigo começa por rever os princípios básicos e a história do desenvolvimento do Bitcoin, e depois aprofunda-se nas inovações tecnológicas da rede Bitcoin, como a Lightning Network e a Segregated Witness, e prevê as suas futuras tendências de desenvolvimento.

Emissão de Ativos: Começando com Moedas Coloridas

A essência do ecossistema do script é fornecer direitos de emissão de ativos de baixa barreira para indivíduos comuns, acompanhada de simplicidade, justiça e conveniência. A aparência de protocolos de script no Bitcoin remonta a 2023, mas já em 2012, existia o conceito de usar o Bitcoin para emissão de ativos, conhecido como Moedas Coloridas.

Moedas coloridas: Primeiras tentativas

Colored Coins refere-se a um conjunto de tecnologias que utilizam o sistema Bitcoin para registar a criação, propriedade e transferência de ativos que não sejam Bitcoin. Esta tecnologia pode ser usada para rastrear ativos digitais e tangíveis detidos por terceiros e facilitar transações de propriedade através de Colored Coins. O termo "Colored" refere-se à adição de informações específicas às saídas de transações não gastas (UTXOs) do Bitcoin para distingui-las de outros UTXOs do Bitcoin, introduzindo assim heterogeneidade nos Bitcoins homogéneos. Com a tecnologia Colored Coins, os ativos emitidos têm muitas das mesmas características do Bitcoin, incluindo a prevenção de gastos duplos, privacidade, segurança, transparência e resistência à censura, garantindo a fiabilidade das transações.

Vale a pena notar que o protocolo definido pelas Moedas Coloridas não é implementado pelo software típico do Bitcoin. É necessário um software especial para identificar transações relacionadas com Moedas Coloridas. Obviamente, as Moedas Coloridas só têm valor em comunidades que reconhecem o protocolo das Moedas Coloridas; caso contrário, as propriedades coloridas das Moedas Coloridas heterogéneas serão perdidas e voltarão a ser puro Satoshi. Por um lado, as Moedas Coloridas reconhecidas por pequenas comunidades podem beneficiar de muitas das vantagens do Bitcoin para a emissão e circulação de ativos. Por outro lado, é quase impossível fundir o protocolo das Moedas Coloridas no maior software central do Bitcoin através de uma bifurcação suave.

Ativos Abertos

No final de 2013, Flavien Charlon apresentou o Protocolo de Ativos Abertos como uma forma de implementar Moedas Coloridas. Os emitentes de ativos usam criptografia assimétrica para calcular IDs de ativos, garantindo que apenas os usuários com a chave privada do ID do ativo possam emitir o mesmo ativo. Para metadados de ativos, o opcode OP_RETURN é usado para armazenar metadados em um script, chamado de "saída de marcador", que armazena informações coloridas sem poluir UTXOs. Como utiliza ferramentas de criptografia chave pública-privada do Bitcoin, a emissão de ativos pode ser executada por meio de um mecanismo de multiassinatura.

EPOBC

Em 2014, a ChromaWay lançou o protocolo EPOBC, que significa Coloração Melhorada, Acolchoada e Baseada na Ordem. O protocolo inclui duas operações: emissão e transferência. A operação de emissão é usada para emitir ativos, enquanto a operação de transferência facilita a transferência de ativos. Os tipos de ativos não podem ser explicitamente codificados ou diferenciados, e cada transação de emissão emitirá um novo ativo, determinando sua quantidade total durante o processo de emissão. Os ativos EPOBC devem ser transferidos usando a operação de transferência, e se um ativo EPOBC for usado como entrada em uma transação de operação não de transferência, o ativo será perdido.

Outras informações sobre os ativos EPOBC são armazenadas no campo nSequence das transações Bitcoin. O campo nSequence é um campo reservado nas transações Bitcoin, consistindo de 32 bits. Os seis bits mais baixos são usados para determinar o tipo de transação, enquanto os bits 6 a 12 são usados para preenchimento, a fim de atender aos requisitos de ataque anti-poeira do protocolo Bitcoin. A vantagem de usar o campo nSequence para armazenar informações de metadados é que nenhum espaço de armazenamento adicional é necessário. Como não há ID de ativo para identificação, cada transação envolvendo ativos EPOBC deve ser rastreada até a transação de origem para determinar sua categoria e legitimidade.

Mastercoin/Omni Layer

Comparado com os acordos mencionados, a Mastercoin obteve resultados mais bem-sucedidos na implementação comercial. Em 2013, a Mastercoin realizou a primeira ICO de sempre, arrecadando 5000 BTC e inaugurando uma nova era. O conhecido USDT foi inicialmente emitido na blockchain do Bitcoin e introduzido através da Omni Layer.

A Mastercoin tem uma menor dependência do Bitcoin e opta por manter a maior parte do seu estado fora da cadeia, armazenando apenas uma quantidade mínima de informações na blockchain. Essencialmente, a Mastercoin considera o Bitcoin como um sistema de registo descentralizado, utilizando qualquer transação de Bitcoin para difundir alterações nas operações de ativos. Validar a validade da transação envolve digitalizar constantemente a blockchain do Bitcoin e manter uma base de dados de ativos fora da cadeia. Esta base de dados preserva a correspondência entre endereços e ativos, com endereços a reutilizar o sistema de endereços Bitcoin.

As primeiras Moedas Coloridas usavam principalmente o opcode OP_RETURN em scripts para armazenar metadados sobre ativos. Após as atualizações SegWit e Taproot, novos protocolos derivados têm mais opções.

SegWit, abreviação de Testemunha Segregada, separa principalmente a testemunha (script de entrada da transação) da transação. A principal razão para essa separação é evitar ataques modificando o script de entrada. No entanto, também traz um benefício: aumentar efetivamente a capacidade do bloco, permitindo que mais dados de testemunha sejam armazenados.

Taproot introduz uma funcionalidade importante chamada MAST, que permite aos desenvolvedores incluir metadados para qualquer ativo em outputs usando árvores de Merkle. Ele melhora a fungibilidade e escalabilidade com assinaturas Schnorr e suporta transações multi-hop através da Lightning Network.

Números ordinais e BRC20, e negociação simulada: um grande experimento social

De forma geral, os números ordinais compreendem quatro componentes-chave:

• Um BIP para encomendar sats

• Um indexador que utiliza nós do Bitcoin Core para rastrear todas as posições de satoshi (ordinais)

• Uma carteira que lida com transações relacionadas a ordinais

• Um explorador de blocos para identificar transações associadas a ordinais

Fundamentalmente, o núcleo é o próprio BIP/protocolo. Os ordinais definem um esquema de classificação (a partir de 0, com base na ordem em que foram minerados) e atribuem números à menor unidade Bitcoin, Satoshis. Isso introduz heterogeneidade e escassez aos Satoshis, de outra forma homogêneos.

Eles podem reutilizar a infraestrutura do Bitcoin, incluindo assinaturas únicas, multisig, bloqueios temporais e bloqueios de altura, sem criar explicitamente ordinais. Eles oferecem boa anonimidade e não deixam pegadas explícitas na cadeia. No entanto, as desvantagens são evidentes, pois um grande número de UTXOs pequenos e não gastos pode aumentar o tamanho do conjunto de UTXOs, potencialmente levando a chamados ataques de poeira. Além disso, a indexação consome espaço significativo e gastar um satoshi específico requer informações específicas:

• Cabeçalhos de blockchain

• O caminho de Merkle para a transação da moeda criada por esse satoshi

• A transação coinbase que criou esse satoshi

Para provar que um determinado satoshi está contido numa saída específica.

Neste contexto, gravar envolve inscrever conteúdo arbitrário em sats. O método específico envolve colocar conteúdo em um script de gasto de caminho de script Taproot, totalmente na cadeia. O conteúdo da gravação é serializado no formato de uma resposta HTTP, empurrado para um script não executável no script de gasto, conhecido como o "envelope". Especificamente, gravar envolve adicionar OP_FALSE antes das declarações condicionais, colocando o conteúdo gravado em declarações condicionais não executáveis apresentadas em formato JSON. O tamanho do conteúdo gravado é limitado pelo script Taproot, totalizando no máximo 520 bytes.

Uma vez que os scripts de gastos do Taproot requerem gastar uma saída do Taproot existente, a gravação requer dois passos: compromisso e revelação. No primeiro passo, é criada uma saída do Taproot comprometendo o conteúdo gravado. No segundo passo, a saída do Taproot do passo anterior é gasta usando o conteúdo gravado e o caminho Merkle correspondente, revelando o conteúdo gravado na cadeia.

A gravação foi inicialmente destinada a introduzir tokens não fungíveis (NFTs) no Bitcoin. No entanto, novos desenvolvedores criaram BRC20, simulando o ERC20 nele, possibilitando a emissão de ativos fungíveis dentro de ordinais. BRC20 inclui operações como Deploy, Mint, Transfer, cada uma exigindo tanto compromisso quanto etapas de revelação. O processo de transação é mais complexo e custoso.

Como exemplo com dados reais:

A parte selecionada é o conteúdo da gravação, e o resultado desserializado é o seguinte:

O objetivo do protocolo ARC20, originário da Atomicals, é simplificar as transações, vinculando cada unidade de token ARC20 a um satoshi, reutilizando o sistema de transações do Bitcoin. Uma vez que os ativos são emitidos através de etapas de compromisso e revelação, a transferência de tokens ARC20 pode ser alcançada transferindo diretamente os satoshis correspondentes. O design do ARC20 está mais alinhado com a definição literal de moedas coloridas - adicionar novo conteúdo a tokens existentes para criar novos tokens, onde o valor do novo token não é inferior ao original, semelhante a joias de ouro e prata.

Validação do lado do cliente (CSV) e o protocolo de ativos de próxima geração

A validação do lado do cliente, proposta por Peter Todd em 2017, envolve armazenamento de dados fora da cadeia, compromisso na cadeia e validação do lado do cliente. Os protocolos de ativos atuais que suportam validação do lado do cliente incluem ativos RGB e Taproot (Taro).

RGB

Além da validação do lado do cliente, o RGB utiliza hashes de Pedersen como mecanismo de compromisso e suporta a anonimização de saída. Ao solicitar um pagamento, o UTXO que recebe os tokens não precisa ser divulgado publicamente; em vez disso, é enviado um valor de hash, aumentando a privacidade e a resistência à censura. Ao gastar tokens, o receptor deve revelar o valor de anonimização para verificar o histórico de transações.

Além disso, o RGB introduz o AluVM para aumentar a capacidade de programação. Durante a validação do lado do cliente, os usuários não apenas verificam as informações de pagamento recebidas, mas também recebem o histórico completo de transações do pagador, rastreando até a transação de gênese do ativo para certeza final. A verificação de todo o histórico de transações garante a validade dos ativos recebidos.

Ativos Taproot

Desenvolvidos pela Lightning Labs, os ativos Taproot permitem a transferência instantânea, de alta frequência e baixo custo de ativos emitidos na Lightning Network. Projetados inteiramente em torno do protocolo Taproot, eles melhoram a privacidade e a escalabilidade.

Os dados de testemunho são armazenados fora da cadeia e verificados na cadeia, residindo localmente ou num repositório de informações chamado 'o universo' (semelhante a um repositório Git). A verificação de testemunhas requer todos os dados históricos da emissão de ativos, propagados através da camada de fofocas de ativos Taproot. Os clientes podem fazer uma verificação cruzada usando uma cópia local da blockchain.

Os ativos Taproot empregam uma Árvore de Soma Merkle esparsa para armazenar o estado global dos ativos, incorrendo em custos de armazenamento mais elevados, mas permitindo uma verificação eficiente. Provas de inclusão/exclusão permitem a verificação da transação sem retraçar o histórico de transações do ativo.

Escalabilidade: Proposição Eterna do Bitcoin

Apesar de ter a maior capitalização de mercado, segurança e estabilidade, o Bitcoin se desviou de sua visão original como um "sistema de dinheiro eletrônico peer-to-peer". A capacidade limitada do bloco impede o Bitcoin de lidar com grandes volumes de transações frequentes, levando a vários protocolos surgindo na última década para resolver esse problema.

Canais de Pagamento e a Rede Lightning: Solução Ortodoxa do Bitcoin

A Lightning Network opera estabelecendo canais de pagamento. Os utilizadores podem criar canais de pagamento entre quaisquer duas partes, ligando canais para formar uma rede mais ampla e até mesmo realizar pagamentos entre utilizadores de forma indireta sem canais diretos. Por exemplo, se a Alice e o Bob quiserem realizar várias transações sem as registar cada uma na blockchain do Bitcoin, podem abrir um canal de pagamento entre eles. Podem realizar inúmeras transações dentro deste canal, requerendo apenas dois registos na blockchain: um ao abrir o canal e outro ao fechá-lo. Isto reduz significativamente o tempo de espera pela confirmação na blockchain e alivia a carga sobre a blockchain.

Atualmente, a Lightning Network tem mais de 14.000 nós, 60.000 canais e uma capacidade total que excede 5000 BTC.

Sidechains: O Método Ethereum no Bitcoin

Stacks

Stacks posiciona-se como a camada de contrato inteligente para Bitcoin, utilizando o seu token nativo como o token Gas. Stacks adota um mecanismo de micro-bloco e evolui sincronicamente com o Bitcoin, com os seus blocos sendo confirmados simultaneamente. No Stacks, isto é chamado de “bloco âncora”. Cada bloco de transação do Stacks corresponde a uma transação de Bitcoin, alcançando maior débito de transação. Como os blocos são gerados simultaneamente, o Bitcoin atua como um limitador de taxa para criar blocos de Stacks, evitando ataques de negação de serviço na sua rede peer-to-peer.

Stacks alcança consenso através do Proof of Transfer (PoX) com o seu mecanismo de espiral dupla. Os mineradores enviam BTC para os detentores de STX para competir pelo direito de minerar blocos, e os mineradores bem-sucedidos recebem recompensas STX ao minerar um bloco com sucesso. Durante este processo, os detentores de STX recebem uma quantidade proporcional de BTC enviada pelo minerador. A Stacks tem como objetivo incentivar os mineradores a manter o registo histórico emitindo tokens nativos, embora os incentivos ainda possam ser alcançados sem tokens nativos (como visto na RSK).

Para os dados da transação na blockchain Stacks, o valor de hash dos dados da transação é armazenado no script da transação Bitcoin usando o bytecode OP_RETURN. Com a funcionalidade integrada do Clarity, os nós Stacks podem recuperar o hash dos dados da transação Stacks armazenados na transação Bitcoin.

Stacks pode ser visto como quase uma segunda cadeia de camada para Bitcoin; no entanto, ainda existem algumas deficiências na movimentação de ativos transfronteiriços. Após a atualização de Nakamoto, o Stacks suporta o envio de transações de Bitcoin para completar transferências de ativos, mas devido à complexidade das transações, essas transações não podem ser verificadas na cadeia de Bitcoin. As transferências de ativos só podem ser verificadas através de um comitê de assinatura múltipla.

RSK

O RSK utiliza um algoritmo de mineração mesclado, permitindo que os mineiros de Bitcoin ajudem na produção de blocos para o RSK a custo quase zero e recebam recompensas adicionais. O RSK não tem um token nativo e continua a usar BTC (RBTC) como seu Token de Gás. O RSK tem um mecanismo de execução compatível com a Máquina Virtual Ethereum (EVM).

Líquido

Liquid é uma sidechain federada do Bitcoin com acesso controlado aos nós, supervisionada por 15 membros responsáveis pela produção de blocos. As transferências de ativos são realizadas usando mecanismos de bloqueio e cunhagem, onde os ativos são enviados para endereços multi-assinatura na Liquid usando BTC, permitindo que os ativos entrem na sidechain Liquid. Para sair, o L-BTC é enviado para um endereço multi-assinatura na cadeia Liquid. A segurança do endereço multi-assinatura é definida como 11 de 15.

A Liquid concentra-se em aplicações financeiras e fornece kits de desenvolvimento de software (SDKs) relacionados com serviços financeiros para desenvolvedores. O valor total bloqueado (TVL) na rede Liquid é atualmente cerca de 3000 BTC.

Ativos Nostr: Centralização Aprimorada

Qualquer função computável pode ser verificada no Bitcoin.

Caro usuário, aqui está a tradução do conteúdo que você forneceu:

—Robin Linus, fundador da BitVM.

• Antes: Embora o EVM tenha uma arquitetura abrangente de máquina virtual, BitVM tem apenas uma função para verificar se uma string é 0 ou 1.

Depois de discutir o BitVM, podemos direcionar nosso foco para uma solução de ferramenta all-in-one BRC20.

2. Desbloqueio de Liquidez: Solução de Assinatura Inovadora Quebra o Gargalo de Liquidez de Ativos BRC

Devido à natureza única dos ativos BRC, a liquidez sempre foi um desafio para toda a indústria. A ferramenta BRC20 tudo-em-um completou com sucesso a transação de ativos BRC por meio da sua inovadora solução de assinatura, proporcionando aos usuários uma solução mais flexível e eficiente, desbloqueando efetivamente a liquidez.

Conclusão

Uma revisão abrangente do texto mostra que, devido a limitações no processamento e poder de computação na rede principal do Bitcoin, o Bitcoin deve mover seus cálculos para fora da cadeia para promover um ecossistema mais próspero e diversificado. Atualmente, existem duas soluções principais:

Por um lado, as soluções de computação off-chain e de verificação do lado do cliente utilizam determinados campos nas transações de Bitcoin para armazenar informações críticas, tratando a mainnet do Bitcoin como um sistema de registro distribuído para garantir a disponibilidade de dados-chave, semelhante aos Sovereign Rollups. Embora esta abordagem não exija modificações na camada de protocolo do Bitcoin e forneça maior viabilidade, não pode herdar totalmente a segurança do Bitcoin.

Por outro lado, algumas equipas estão a trabalhar na verificação on-chain, tentando utilizar ferramentas existentes para alcançar computação arbitrária em Bitcoin e alcançar escalabilidade eficiente através da tecnologia de prova de conhecimento zero. No entanto, estas soluções ainda estão numa fase inicial, com custos computacionais elevados e pouco prováveis de serem implementadas a curto prazo.

Neste contexto, uma ferramenta BRC tudo-em-um tornou-se uma solução notável. Ao fornecer um método de gás baixo para obter rapidamente inscrições eficazes, promover o lançamento justo de ativos BRC e lidar com desafios de liquidez e vendas justas através de esquemas de assinatura inovadores, a ferramenta BRC tudo-em-um demonstra o seu valor no ecossistema atual. Apesar dos desafios técnicos enfrentados pelo ecossistema Bitcoin, a ferramenta BRC tudo-em-um oferece aos usuários uma experiência de negociação mais flexível e eficiente, oferecendo uma solução única para o desenvolvimento do Bitcoin.

Claro, algumas pessoas podem questionar por que não recorrer ao Ethereum, uma vez que o Ethereum e outras blockchains possuem capacidades de computação poderosas como o Bitcoin. Por que re-implementar o processo de transação no Bitcoin?

Porque é Bitcoin.

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