Desde a sua criação em 2009, o Bitcoin (BTC), como a primeira criptomoeda do mundo, gradualmente se tornou a pedra angular dos ativos digitais e das finanças descentralizadas. No entanto, à medida que o número de usuários e volumes de transação crescem, vários problemas com a rede BTC tornaram-se cada vez mais evidentes:
Neste artigo, referimo-nos a tecnologias como oRede Lightning, Sidechains e Rollup coletivamente como soluções de escalonamento da camada 2 do BTC. Essas tecnologias possibilitam transações rápidas e de baixo custo, mantendo a descentralização e segurança da rede BTC. A introdução de tecnologias da camada 2 pode aprimorar a velocidade das transações, reduzir os custos das transações, otimizar a experiência do usuário e expandir a capacidade da rede, fornecendo suporte técnico crucial e inovação para o desenvolvimento futuro do BTC.
Atualmente, a Beosin se tornou a parceira oficial de segurança de vários projetos de camada 2 do BTC como a Merlin Chain e auditou múltiplos protocolos do ecossistema BTC, incluindo Bitmap.Games, Surf Protocol, Savmswap e Mineral. Em auditorias passadas, inúmeras cadeias públicas conhecidas, como Ronin Network, Clover, Self Chain e Crust Network, passaram com sucesso nas auditorias de segurança de cadeia pública da Beosin. A Beosin agora oferece uma solução de auditoria abrangente para a camada 2 do BTC, fornecendo serviços de auditoria de segurança confiáveis e abrangentes para todo o ecossistema BTC.
O conceito inicial por trás da Lightning Network era conhecido como um "canal de pagamento". A filosofia de design era atualizar continuamente o status de transações não confirmadas por meio da substituição de transações até que fossem eventualmente transmitidas para a rede Bitcoin. Quando Satoshi Nakamoto criou o Bitcoin em 2009, ele já havia proposto a ideia de canais de pagamento, inclusive incluindo um código preliminar para canais de pagamento no Bitcoin 1.0. Este rascunho permitia aos usuários atualizar o status da transação antes que fosse confirmado pela rede. No entanto, só foi com o lançamento do white paper intitulado A Rede Lightning do Bitcoin: Pagamento Instantâneo Escalável Fora da Cadeiaque a Lightning Network realmente entrou em existência e ganhou atenção pública.
Atualmente, a implementação de canais de pagamento e da Lightning Network está bastante madura. Até o momento, a Lightning Network é composta por 13.325 nós e 49.417 canais, com um total de 4.975 BTC apostados.
Na Lightning Network, garantir a segurança dos ativos dos usuários durante as transferências é crucial. Abaixo, explicaremos como a Lightning Network opera e como ela protege a segurança dos ativos do usuário, com base na escala dos nós da rede.
Ambas as partes envolvidas enviam duas transações para a rede principal do Bitcoin: uma para abrir o canal e outra para fechá-lo. O processo geralmente envolve três etapas:
1. Abertura de Canal:
Primeiro, ambos os usuários apostam Bitcoin em uma carteira multi-assinatura na rede BTC através da Lightning Network. Uma vez que o Bitcoin é apostado com sucesso e bloqueado, o canal de pagamento é aberto, permitindo que ambas as partes conduzam transações off-chain dentro deste canal.
2.Off-chain transactions:
Uma vez que o canal é aberto, todas as transações de transferência entre os usuários são processadas dentro da Lightning Network, e não há limite para o número dessas transações off-chain. Essas transações não precisam ser enviadas imediatamente para a mainnet do Bitcoin, mas são instantaneamente concluídas por meio do mecanismo off-chain da Lightning Network.
Este método de processamento off-chain aumenta significativamente a velocidade e eficiência das transações, evitando congestionamentos na mainnet do Bitcoin e altas taxas de transação.
3.Fechamento de canal e liquidação de ledger:
Quando um dos usuários decide sair do canal, ocorre um ajuste final do razão. Esse processo garante que todos os fundos no canal sejam distribuídos de acordo com o estado mais recente. Ambos os usuários, então, retiram seus saldos resolvidos respectivos da carteira multi-assinatura, refletindo a distribuição real dos fundos no momento em que o canal é fechado. Finalmente, a transação que representa o estado final do razão é submetida à mainnet do Bitcoin.
As vantagens da Lightning Network incluem:
Os desafios enfrentados pela Rede Lightning incluem:
A segurança da Lightning Network impacta diretamente a escalabilidade off-chain do Bitcoin e a segurança dos fundos dos usuários. Portanto, além dos itens de auditoria comuns para cadeias públicas (detalhados no apêndice no final deste documento), a Lightning Network também precisa lidar com os seguintes riscos de segurança-chave:
Ao contrário da Lightning Network, uma sidechain é uma blockchain independente que opera em paralelo com a mainchain (como a blockchain BTC) e interopera com ela através de um mecanismo conhecido como uma âncora bidirecional (2WP). O objetivo das sidechains é permitir funcionalidades adicionais e escalabilidade sem alterar o protocolo da mainchain.
Uma sidechain, como uma blockchain independente, possui seu próprio mecanismo de consenso, nós e regras de processamento de transações. Ela pode adotar diferentes tecnologias e protocolos de acordo com as necessidades de cenários de aplicação específicos. Através do mecanismo de pino de duas vias, a sidechain se comunica com a mainchain, garantindo que os ativos possam ser transferidos livre e seguramente entre elas. A operação do mecanismo de pino de duas vias geralmente envolve os seguintes passos:
O usuário trava BTC na mainchain. Uma entidade confiável então obtém e usa Verificação de Pagamento Simplificada (SPV) para confirmar se a transação de travamento do usuário foi confirmada.
A entidade confiável emite uma quantidade equivalente de tokens para o usuário na sidechain.
Após concluir suas transações, o usuário trava as moedas restantes na sidechain.
Após verificar a legitimidade das transações, a entidade confiável desbloqueia e libera o valor correspondente de BTC para o usuário na mainchain.
Nota 1: Entidades confiáveis desempenham um papel crítico no mecanismo de pino de duas vias, gerenciando o bloqueio e desbloqueio de ativos. Essas entidades devem possuir altos níveis de confiabilidade e capacidade técnica para garantir a segurança dos ativos dos usuários.
Nota 2: A verificação SPV permite que um nó verifique a validade de uma transação específica sem baixar toda a blockchain. Os nós SPV só precisam baixar os cabeçalhos dos blocos e usar a Árvore de Merkle para verificar se a transação está incluída no bloco.
CKB (Rede Nervos) \
A Rede Nervos é um ecossistema de blockchain público de código aberto projetado para alavancar os benefícios de segurança e descentralização do mecanismo de consenso Proof of Work (PoW) do Bitcoin, ao mesmo tempo que introduz um modelo UTXO mais escalável e flexível para lidar com transações. Em seu núcleo está a Base de Conhecimento Comum (CKB), um blockchain de Camada 1 construído em RISC-V e utilizando PoW como seu mecanismo de consenso. Ele estende o modelo UTXO para o modelo de Células, permitindo armazenar qualquer dado e suportar scripts escritos em qualquer idioma para execução como contratos inteligentes on-chain.
Stacks
Stacks conecta cada bloco Stacks a um bloco Bitcoin por meio de seu mecanismo Proof of Transfer (PoX). Para facilitar o desenvolvimento de contratos inteligentes, Stacks projetou a linguagem de programação Clarity. Em Clarity, o obter-informações-de-bloqueio-de-queima?
a função permite a entrada de uma altura de bloco Bitcoin para recuperar o hash do cabeçalho do bloco, enquanto o queimar-altura-do-bloco
A palavra-chave recupera a altura do bloco atual da cadeia Bitcoin. Essas funções permitem que contratos inteligentes Clarity leiam o estado da cadeia base do Bitcoin, permitindo que transações de Bitcoin acionem contratos. Ao executar automaticamente esses contratos inteligentes, Stacks estende a funcionalidade do Bitcoin. Para uma análise detalhada do Stacks, você pode consultar o artigo de pesquisa anterior da Beosin: O que é Stacks? Quais desafios os Stacks de rede de camada 2 do BTC podem enfrentar?
Vantagens das Sidechains
Desafios das Sidechains
A Camada 2 é um sistema blockchain completo, então os itens gerais de auditoria para blockchains públicos também se aplicam às sidechains. Para mais detalhes, consulte o apêndice no final deste artigo.
Além disso, devido às suas características únicas, as sidechains requerem algumas auditorias adicionais:
Rollup é uma solução de escalonamento de Camada 2 projetada para melhorar a taxa de transferência e eficiência de transações em blockchain. Ao agregar um grande número de transações ("Rolling up") e processá-las fora da cadeia, reduz a carga na cadeia principal, enviando apenas os resultados finais de volta para ela.
Rollup vem em dois tipos principais: zk-Rollup e op-Rollup. No entanto, ao contrário do Ethereum, a falta de completude de Turing do Bitcoin impede o uso de contratos inteligentes para verificação de prova de conhecimento zero (ZKP) diretamente em sua rede. Isso significa que soluções tradicionais de zk-Rollup não podem ser implementadas no Bitcoin. Então, como o zk-Rollup pode ser usado para alcançar a escalabilidade da Camada 2 do Bitcoin? Vamos explorar o projeto da Rede B² como exemplo:
Para realizar a verificação de conhecimento zero (ZKP) no Bitcoin, a rede B² desenvolveu um script Taproot que integra a verificação de prova de conhecimento zero do zk-Rollup com o mecanismo de desafio de incentivo do op-Rollup. Veja como funciona:
Vantagens do Rollup:
Desafios do Rollup:
Dado que o Rollup é usado, seus principais itens de auditoria de segurança são consistentes com os da Camada 2 da Ethereum.
Além das soluções tradicionais de camada 2 do BTC, surgiram alguns novos protocolos de terceiros relacionados ao ecossistema BTC, como o Babilônia:
Babylon tem como objetivo transformar 21 milhões de BTC em ativos de staking descentralizados. Ao contrário de outras soluções BTC de Camada 2, Babylon não foca em escalar a rede BTC. Em vez disso, é uma blockchain única com um protocolo especializado de staking BTC projetado principalmente para interagir com as cadeias de Proof of Stake (PoS). O objetivo é fazer staking de BTC para aumentar a segurança das cadeias PoS, abordando questões como ataques de longo alcance e riscos de centralização.
A arquitetura é dividida em três camadas:
Babylon opera assinando blocos finais na cadeia BTC para garantir cadeias PoS. Isso estende essencialmente o protocolo base com uma rodada adicional de assinaturas. Essas assinaturas na rodada final +1 têm uma característica única: são Assinaturas Únicas Extrativas (EOTS). O objetivo é integrar checkpoints PoS na cadeia BTC, abordando as questões de longos períodos de desvinculação e ataques de longo alcance em sistemas PoS.
Vantagens de Babylon:
Desafios da Babilônia:
O foco na segurança varia dependendo da implementação específica de protocolos de terceiros. Para Babylon, alguns pontos-chave de auditoria de segurança incluem:
1. Segurança do Contrato Inteligente: Os contratos de staking no BTC são implementados através de scripts UTXO, que exigem atenção cuidadosa à segurança. 2. Segurança do Algoritmo de Assinatura: A segurança do algoritmo de assinatura usado para gerenciar o staking no contrato é crítica, pois afeta a geração e verificação de assinaturas. 3. Design do Modelo Econômico: O modelo econômico do protocolo, particularmente em termos de recompensas e penalidades, precisa ser examinado para garantir que não leve à perda de ativos do usuário.
Como uma das primeiras empresas de segurança blockchain globalmente especializada em verificação formal, a Beosin concentra-se em um ecossistema abrangente de “segurança + conformidade”. A empresa estabeleceu filiais em mais de 10 países e regiões em todo o mundo. Seus serviços abrangem produtos de conformidade blockchain de balcão único e serviços de segurança, incluindo auditorias de segurança de código antes do lançamento do projeto, monitoramento de riscos de segurança em tempo real e interceptação durante a operação do projeto, recuperação de ativos roubados, lavagem de dinheiro (AML) para ativos virtuais e avaliações de conformidade que atendem aos requisitos regulatórios locais. Recebemos com satisfação os projetos com necessidades de auditoria para entrar em contato com a equipe de segurança da Beosin.
Desde a sua criação em 2009, o Bitcoin (BTC), como a primeira criptomoeda do mundo, gradualmente se tornou a pedra angular dos ativos digitais e das finanças descentralizadas. No entanto, à medida que o número de usuários e volumes de transação crescem, vários problemas com a rede BTC tornaram-se cada vez mais evidentes:
Neste artigo, referimo-nos a tecnologias como oRede Lightning, Sidechains e Rollup coletivamente como soluções de escalonamento da camada 2 do BTC. Essas tecnologias possibilitam transações rápidas e de baixo custo, mantendo a descentralização e segurança da rede BTC. A introdução de tecnologias da camada 2 pode aprimorar a velocidade das transações, reduzir os custos das transações, otimizar a experiência do usuário e expandir a capacidade da rede, fornecendo suporte técnico crucial e inovação para o desenvolvimento futuro do BTC.
Atualmente, a Beosin se tornou a parceira oficial de segurança de vários projetos de camada 2 do BTC como a Merlin Chain e auditou múltiplos protocolos do ecossistema BTC, incluindo Bitmap.Games, Surf Protocol, Savmswap e Mineral. Em auditorias passadas, inúmeras cadeias públicas conhecidas, como Ronin Network, Clover, Self Chain e Crust Network, passaram com sucesso nas auditorias de segurança de cadeia pública da Beosin. A Beosin agora oferece uma solução de auditoria abrangente para a camada 2 do BTC, fornecendo serviços de auditoria de segurança confiáveis e abrangentes para todo o ecossistema BTC.
O conceito inicial por trás da Lightning Network era conhecido como um "canal de pagamento". A filosofia de design era atualizar continuamente o status de transações não confirmadas por meio da substituição de transações até que fossem eventualmente transmitidas para a rede Bitcoin. Quando Satoshi Nakamoto criou o Bitcoin em 2009, ele já havia proposto a ideia de canais de pagamento, inclusive incluindo um código preliminar para canais de pagamento no Bitcoin 1.0. Este rascunho permitia aos usuários atualizar o status da transação antes que fosse confirmado pela rede. No entanto, só foi com o lançamento do white paper intitulado A Rede Lightning do Bitcoin: Pagamento Instantâneo Escalável Fora da Cadeiaque a Lightning Network realmente entrou em existência e ganhou atenção pública.
Atualmente, a implementação de canais de pagamento e da Lightning Network está bastante madura. Até o momento, a Lightning Network é composta por 13.325 nós e 49.417 canais, com um total de 4.975 BTC apostados.
Na Lightning Network, garantir a segurança dos ativos dos usuários durante as transferências é crucial. Abaixo, explicaremos como a Lightning Network opera e como ela protege a segurança dos ativos do usuário, com base na escala dos nós da rede.
Ambas as partes envolvidas enviam duas transações para a rede principal do Bitcoin: uma para abrir o canal e outra para fechá-lo. O processo geralmente envolve três etapas:
1. Abertura de Canal:
Primeiro, ambos os usuários apostam Bitcoin em uma carteira multi-assinatura na rede BTC através da Lightning Network. Uma vez que o Bitcoin é apostado com sucesso e bloqueado, o canal de pagamento é aberto, permitindo que ambas as partes conduzam transações off-chain dentro deste canal.
2.Off-chain transactions:
Uma vez que o canal é aberto, todas as transações de transferência entre os usuários são processadas dentro da Lightning Network, e não há limite para o número dessas transações off-chain. Essas transações não precisam ser enviadas imediatamente para a mainnet do Bitcoin, mas são instantaneamente concluídas por meio do mecanismo off-chain da Lightning Network.
Este método de processamento off-chain aumenta significativamente a velocidade e eficiência das transações, evitando congestionamentos na mainnet do Bitcoin e altas taxas de transação.
3.Fechamento de canal e liquidação de ledger:
Quando um dos usuários decide sair do canal, ocorre um ajuste final do razão. Esse processo garante que todos os fundos no canal sejam distribuídos de acordo com o estado mais recente. Ambos os usuários, então, retiram seus saldos resolvidos respectivos da carteira multi-assinatura, refletindo a distribuição real dos fundos no momento em que o canal é fechado. Finalmente, a transação que representa o estado final do razão é submetida à mainnet do Bitcoin.
As vantagens da Lightning Network incluem:
Os desafios enfrentados pela Rede Lightning incluem:
A segurança da Lightning Network impacta diretamente a escalabilidade off-chain do Bitcoin e a segurança dos fundos dos usuários. Portanto, além dos itens de auditoria comuns para cadeias públicas (detalhados no apêndice no final deste documento), a Lightning Network também precisa lidar com os seguintes riscos de segurança-chave:
Ao contrário da Lightning Network, uma sidechain é uma blockchain independente que opera em paralelo com a mainchain (como a blockchain BTC) e interopera com ela através de um mecanismo conhecido como uma âncora bidirecional (2WP). O objetivo das sidechains é permitir funcionalidades adicionais e escalabilidade sem alterar o protocolo da mainchain.
Uma sidechain, como uma blockchain independente, possui seu próprio mecanismo de consenso, nós e regras de processamento de transações. Ela pode adotar diferentes tecnologias e protocolos de acordo com as necessidades de cenários de aplicação específicos. Através do mecanismo de pino de duas vias, a sidechain se comunica com a mainchain, garantindo que os ativos possam ser transferidos livre e seguramente entre elas. A operação do mecanismo de pino de duas vias geralmente envolve os seguintes passos:
O usuário trava BTC na mainchain. Uma entidade confiável então obtém e usa Verificação de Pagamento Simplificada (SPV) para confirmar se a transação de travamento do usuário foi confirmada.
A entidade confiável emite uma quantidade equivalente de tokens para o usuário na sidechain.
Após concluir suas transações, o usuário trava as moedas restantes na sidechain.
Após verificar a legitimidade das transações, a entidade confiável desbloqueia e libera o valor correspondente de BTC para o usuário na mainchain.
Nota 1: Entidades confiáveis desempenham um papel crítico no mecanismo de pino de duas vias, gerenciando o bloqueio e desbloqueio de ativos. Essas entidades devem possuir altos níveis de confiabilidade e capacidade técnica para garantir a segurança dos ativos dos usuários.
Nota 2: A verificação SPV permite que um nó verifique a validade de uma transação específica sem baixar toda a blockchain. Os nós SPV só precisam baixar os cabeçalhos dos blocos e usar a Árvore de Merkle para verificar se a transação está incluída no bloco.
CKB (Rede Nervos) \
A Rede Nervos é um ecossistema de blockchain público de código aberto projetado para alavancar os benefícios de segurança e descentralização do mecanismo de consenso Proof of Work (PoW) do Bitcoin, ao mesmo tempo que introduz um modelo UTXO mais escalável e flexível para lidar com transações. Em seu núcleo está a Base de Conhecimento Comum (CKB), um blockchain de Camada 1 construído em RISC-V e utilizando PoW como seu mecanismo de consenso. Ele estende o modelo UTXO para o modelo de Células, permitindo armazenar qualquer dado e suportar scripts escritos em qualquer idioma para execução como contratos inteligentes on-chain.
Stacks
Stacks conecta cada bloco Stacks a um bloco Bitcoin por meio de seu mecanismo Proof of Transfer (PoX). Para facilitar o desenvolvimento de contratos inteligentes, Stacks projetou a linguagem de programação Clarity. Em Clarity, o obter-informações-de-bloqueio-de-queima?
a função permite a entrada de uma altura de bloco Bitcoin para recuperar o hash do cabeçalho do bloco, enquanto o queimar-altura-do-bloco
A palavra-chave recupera a altura do bloco atual da cadeia Bitcoin. Essas funções permitem que contratos inteligentes Clarity leiam o estado da cadeia base do Bitcoin, permitindo que transações de Bitcoin acionem contratos. Ao executar automaticamente esses contratos inteligentes, Stacks estende a funcionalidade do Bitcoin. Para uma análise detalhada do Stacks, você pode consultar o artigo de pesquisa anterior da Beosin: O que é Stacks? Quais desafios os Stacks de rede de camada 2 do BTC podem enfrentar?
Vantagens das Sidechains
Desafios das Sidechains
A Camada 2 é um sistema blockchain completo, então os itens gerais de auditoria para blockchains públicos também se aplicam às sidechains. Para mais detalhes, consulte o apêndice no final deste artigo.
Além disso, devido às suas características únicas, as sidechains requerem algumas auditorias adicionais:
Rollup é uma solução de escalonamento de Camada 2 projetada para melhorar a taxa de transferência e eficiência de transações em blockchain. Ao agregar um grande número de transações ("Rolling up") e processá-las fora da cadeia, reduz a carga na cadeia principal, enviando apenas os resultados finais de volta para ela.
Rollup vem em dois tipos principais: zk-Rollup e op-Rollup. No entanto, ao contrário do Ethereum, a falta de completude de Turing do Bitcoin impede o uso de contratos inteligentes para verificação de prova de conhecimento zero (ZKP) diretamente em sua rede. Isso significa que soluções tradicionais de zk-Rollup não podem ser implementadas no Bitcoin. Então, como o zk-Rollup pode ser usado para alcançar a escalabilidade da Camada 2 do Bitcoin? Vamos explorar o projeto da Rede B² como exemplo:
Para realizar a verificação de conhecimento zero (ZKP) no Bitcoin, a rede B² desenvolveu um script Taproot que integra a verificação de prova de conhecimento zero do zk-Rollup com o mecanismo de desafio de incentivo do op-Rollup. Veja como funciona:
Vantagens do Rollup:
Desafios do Rollup:
Dado que o Rollup é usado, seus principais itens de auditoria de segurança são consistentes com os da Camada 2 da Ethereum.
Além das soluções tradicionais de camada 2 do BTC, surgiram alguns novos protocolos de terceiros relacionados ao ecossistema BTC, como o Babilônia:
Babylon tem como objetivo transformar 21 milhões de BTC em ativos de staking descentralizados. Ao contrário de outras soluções BTC de Camada 2, Babylon não foca em escalar a rede BTC. Em vez disso, é uma blockchain única com um protocolo especializado de staking BTC projetado principalmente para interagir com as cadeias de Proof of Stake (PoS). O objetivo é fazer staking de BTC para aumentar a segurança das cadeias PoS, abordando questões como ataques de longo alcance e riscos de centralização.
A arquitetura é dividida em três camadas:
Babylon opera assinando blocos finais na cadeia BTC para garantir cadeias PoS. Isso estende essencialmente o protocolo base com uma rodada adicional de assinaturas. Essas assinaturas na rodada final +1 têm uma característica única: são Assinaturas Únicas Extrativas (EOTS). O objetivo é integrar checkpoints PoS na cadeia BTC, abordando as questões de longos períodos de desvinculação e ataques de longo alcance em sistemas PoS.
Vantagens de Babylon:
Desafios da Babilônia:
O foco na segurança varia dependendo da implementação específica de protocolos de terceiros. Para Babylon, alguns pontos-chave de auditoria de segurança incluem:
1. Segurança do Contrato Inteligente: Os contratos de staking no BTC são implementados através de scripts UTXO, que exigem atenção cuidadosa à segurança. 2. Segurança do Algoritmo de Assinatura: A segurança do algoritmo de assinatura usado para gerenciar o staking no contrato é crítica, pois afeta a geração e verificação de assinaturas. 3. Design do Modelo Econômico: O modelo econômico do protocolo, particularmente em termos de recompensas e penalidades, precisa ser examinado para garantir que não leve à perda de ativos do usuário.
Como uma das primeiras empresas de segurança blockchain globalmente especializada em verificação formal, a Beosin concentra-se em um ecossistema abrangente de “segurança + conformidade”. A empresa estabeleceu filiais em mais de 10 países e regiões em todo o mundo. Seus serviços abrangem produtos de conformidade blockchain de balcão único e serviços de segurança, incluindo auditorias de segurança de código antes do lançamento do projeto, monitoramento de riscos de segurança em tempo real e interceptação durante a operação do projeto, recuperação de ativos roubados, lavagem de dinheiro (AML) para ativos virtuais e avaliações de conformidade que atendem aos requisitos regulatórios locais. Recebemos com satisfação os projetos com necessidades de auditoria para entrar em contato com a equipe de segurança da Beosin.