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比特币技术堆栈的创新:今非昔比

2019-12-16

前语:比特币并不是静态技能。它是一组不断演化的协议套件。它的模块化立异办法使得它能够最大化其安全的一起完结立异开展。跟十多年前比较,比特币在layer 2、智能合约、挖矿、隐私等多个方面都获得了显着的前进。这些开展在一步步地完善比特币,催生了更多的或许性。本文作者Lucas Nuzzi,由蓝狐笔记社群的“JT”翻译。

比特币在曩昔十年走过了很长的路。跟比特币软件第一次迭代时比较,当时的完结质量和可靠性都现已得到显着前进。比特币能够敏捷且有机地招引大批开发者奉献不计其数小时来改善,乃至是立异其大多数底层代码库。

毫无疑问,比特币仍是那个比特币。跟宪法相似,界说其钱银特点的中心一致规矩集坚持不变。有些派系一次又一次地企图改动这些中心特点,但一切歹意接收迄今为止都以失利告终。

这一般是一个苦楚的进程,可是,它杰出并稳固了比特币的两个最大的长处:

没有独自一方能够操控比特币应该怎么演化

没有中心操控方这一点维护了比特币的钱银特点

风趣的是,正是这些规矩招引了暗码朋克和组织出资者。这些规矩使得比特币成为史无前例的钱银类型。可是,这些规矩也使得在比特币上开发软件比其他任何数字财物更具有应战。本质上,比特币的宪法给予开发者有限的工具包,以使他们无法侵略其钱银方针。开展过快和打破关于比特币来说危险太大。

这意味着在比特币中的立异需求创造力、耐性,或许最重要的是自我最小化。究竟,嵌入于比特币宪法中的底子规矩终究超越技能本身。这便是为什么硅谷很难了解比特币价值主张的原因,它不仅仅技能、金融工具、或顾客运用,它是由技能支撑的完好钱银体系。改动比特的宪法要求采纳相似于政治的程序,它或许会侵略其钱银特点,因而,技能革新被当作模块来施行。

正如常常指出的那样,比特币的模块化立异办法相似于互联网协议套件的开展,其间不同协议的层专门用于特定功用。电子邮件由SMTP、文件由FTP、网页由HTTP来处理,而用户地址经过IP处理,TCP路由数据包。经过这些年,这些协议都在演化,为现在的用户供给完好体会。

在Spencer Bogart关于新式的比特币技能仓库的精彩文章中,他提出咱们正在目击比特币本身协议套件的开端。现实证明,比特币中心层的缺少灵活性导致几个额定协议的诞生,这些协议专心于不同运用,例如用于付出通道的闪电网络的BOLT规范。立异既充满活力,又相对安全,由于这种模块化办法会最小化体系性的钱银危险。

在比特币技能仓库的许多层都有开展,很难盯梢到一切新式的处理方案。下图企图描绘出一切相对新的方案并展示出愈加完好的比特币技能仓库图景。它并非包括一切,它也不是表明对任何特定方案的附和。可是,看到立异正在各个方面推进让人形象深化:从layer2技能到新式的智能合约处理方案:

最近有许多关于闪电网络选用率的评论。闪电网络是比特币最闻名的layer 2技能。批评者常常说在闪电网络中通道数量和确认BTC总额显着下降。这两个目标一般用于衡量用户选用率。尽管社区对这些目标有一致,但必需求指出的是,鉴于闪电网络的暗地运作办法,这些目标存在底子缺点。

闪电网络最被轻视的长处之一是其直接的隐私特点。由于闪电网络并不依赖于一切状况改动的大局验证,因而,用户能够运用其他技能和网络叠层进行隐私买卖。

在这一点上,咱们能够经过剖析链上通道敞开买卖的数量并将其与链下揭露通道数量进行比较,然后估量出闪电网络的隐私运用份额。Christian Decker估量,41%的闪电网络通道是隐私的:

Source: Christian Decker

发作在这些通道内的活动并没有被盛行的闪电网络浏览器所捕捉到。因而,闪电网络的私有运用的添加导致可揭露衡量目标数据的下降,导致观察者过错地得出结论认为选用率在下降。的确,闪电网络有必要战胜本质的可用性妨碍之后才干获得广泛选用,可是,咱们有必要停止运用具有误导性的目标来判别网络的当时状况。

在最近的柏林闪电网络会议上,正如Decker指出的那样,即便上述关于隐私和揭露通道的估量是有缺点的,由于选用Schnorr签名将使得途径揭露买卖与惯例买卖无法区别开来。

在layer 2隐私范畴的另一个风趣的最新开展是WhatSat的创立,它是根据闪电网络的隐私音讯体系。这个项目是Lightning deamon的修改版,它答应隐私音讯的中继者为其服务获得小额付出的补偿。这种分布式的、抗检查和防废物的谈天由LND本身的立异支撑,例如最近对lightning-onion进行的改善。

闪电网络运用的添加显现了这些立异在顾客运用中的广泛运用,这些运用从闪电网络支撑的云核算VPS到经过微买卖同享广告收益的图画保管服务。这些仅仅根据闪电网络的layer 2立异。

从更一般的意义上讲,咱们将layer 2界说为一套运用,这些运用能运用比特币的根底层作为法院,能够和谐外来事情和处理争端。因而,锚定于比特币区块链的数据主题要更为广泛,一些比如微软这样的公司率先在比特币上开发去中心化的ID体系。这种行动添加了对链上和谐的需求,并有利于比特币费用商场的长时间开展。

有许多项目企图用安全且负责任的办法将具有表达性的智能合约功用带回到比特币中。这是严重的开展。由于从2010年开端,协议中移除了好几个原始的比特币操作码。这些移除都是在发现一系列可怕的缝隙之后进行的,这导致中本聪自己禁用了比特币编程言语Script的一些功用。

多年来,很清楚的是,具有高度表达性的智能合约功用总是伴跟着严重的安全危险。按遍及的经历规律,虚拟机引进的功用越多,它的程序就越不行猜测。可是,在最近,咱们看到了比特币中智能合约体系结构的新办法,该办法能够最小化不行猜测性,一起还供给广泛的功用。

一种名为Merkleized Abstract Syntax Trees的比特币智能合约新办法的规划引发了新一轮的支撑技能,这些技能企图优化安全性和功用性之间的权衡。

最闻名的是Taproot,它是MAST结构的高雅完结,它使整个运用能够表明为Merkle Tree,其间树的每个分支都代表不同的履行成果。伴跟着Taproot呈现的编程言语是Tapscript,它可更易于表达跟Merkle Tree每个分支相关的花费条件。

最近冒出来的别的一个风趣立异是在比特币买卖中合约完结或花费条件的新架构。开始由Greg Maxwell于2013年提出的思维试验,合约作为一种约束余额消费办法的办法,即便其保管权发作了改动。

尽管这个主意现已近七年,但在Taproot呈现之前履行合约是不切实际的。现在,名为 OP_CHECKTEMPLATEVERIFY 的新操作码正在运用这项新技能来潜在地支撑在比特币中安全施行合约。

乍一看,在假贷场景,合约十分有用,由于它们支撑一些方针的创立,比如将回款之类添加到特定的BTC余额中。但,它们对比特币可用性的潜在影响远不止这些。合约支撑像比特币保管库这样的完结,在保管的场景下,它供给相当于第二个私钥的功用,该私钥能够让被黑客侵略的一方“冻住”其被盗资金。

还有许多关于这项技能的其他运用,例如非交互式付出通道、拥堵操控买卖、CoinJoins等,描绘它们值得用专门文章来编撰。更多信息,能够检查Jeremy Rubin的BIP草案。

重要的是要注意,Schnorr签名是技能原语,能够让一切这些完结智能合约的新办法成为或许。在Schnorr激活之后,乃至能够对一些更先进的技能进行理论化处理,例如无脚本脚本,它能够使彻底隐私和可扩展的比特币智能合约被表明为数字签名。

相同,Discreet Log Contracts也运用将智能合约履行成果用数字签名表明的主意,以完结更好的隐私性和可扩展性。总言之,这些新办法能够使得新的智能合约运用都能够构建在比特币之上,且Schnorr是这样构建的根底。

挖矿协议方面也有一些有意思的开展,特别是那些被矿池成员运用的协议。即便比特币挖矿中心化的问题常常被夸张,但矿池运营者保有的权利结构的确能够被进一步去中心化。也便是,矿池运营者能够决议整体矿池成员能够挖掘哪些买卖,这赋予其相当大的权利。

跟着时间推移,一些矿池运营者乱用这种权利,它们检查买卖,挖出空块并将哈希输出从头分配给其他网络,而这么做并没有得到矿池成员的授权。

值得幸亏的是,有些技能正在企图推翻这种矿池权利结构。比特币挖矿的最严重的改变之一便是Stratum的第二个版别,它矿池中最受欢迎的协议。Stratum V2是完好的大修,它完结了BetterHash。BetterHash是辅佐协议,它支撑矿池成员能够决议其要挖的区块组成,而不是相反。Stratum V2还完结了一些优化,答应矿池成员更好地交流和和谐。

挖矿职业另一个有助于前进稳定性的风趣开展是从头引起人们对哈希率和难度衍生品的爱好。这对期望对哈希率动摇和难度调整进行对冲的挖矿操作来说,特别有用。尽管这些衍生品还没有成型,但这标志着比特币挖矿产业化的风趣开展。

在咱们发布了有关Schnorr签名的陈述之后,一些隐私币支撑者对如下的主张感到愤恨:在未来某个时分,比特币能够有挑选性地完结满足的隐私。尽管这个主张或许对隐私加密财物的长时间价值主张构成应战,但仍有不少的新式协议能够为比特币带来更好的隐私。尽管比特币中的隐私将或许继续是一门艺术而不是一门科学,但在这方面的风趣立异是值得一提的。

在咱们研究特定的隐私立异之前,重要的是着重,跨数字财物的隐私买卖最大妨碍是如下的这个现实:大多数处理方案都是半生不熟的。专心于买卖图隐私的隐私财物常常疏忽网络级的隐私,反之亦然。这两个向量都缺少成熟度和运用率,经过在P2P网络层或区块链层进行计算学追寻剖析,这使得买卖更简单被去匿名化。

值得幸亏的是,有几个项目在这两个方面都提出了新的要求。当触及买卖图隐私时,比如P2EP和CheckTemplateVerify这样的处理方案很风趣,由于隐私成为功率的副产品。

作为CoinJoin的新颖办法,这些处理方案能够前进用户对隐私买卖的选用,由于他们被更低的买卖费用所驱动。尽管隐私确保在CoinJoin形式下仍然不是最佳挑选,可是,无屏蔽的发送金额仍然能够获益,由于它们保留了比特币供应和自在流通量的可审计性。

假如低买卖费用成为一种鼓励,并导致比特币中的匿名集添加,那么,经过计算聚类剖析进行的去匿名化会比现在愈加片面。一些区块链剖析公司能够诈骗法律组织,使他们信赖某个UTXO归于特定用户的确认或许性。

可是其底层模型现已十分奇妙且软弱。假如大多数UTXO成为CoinJoin输出,则或许会损坏现有聚类的办法。 在此之前,在可用性方面需求完结很多的作业,这样一切的比特币用户,不论是否为科技内行,都能平等地运用隐私机制。

除了P2EP和CheckTemplateVerify之外,在可用性方面的最新开展是SNICKER提议,一种用无须信赖的对等方生成CoinJoin的新颖办法。SNICKER结合了多种技能,可让用户拜访CoinJoin买卖,而无须信赖对等方或与其交互。

在前进P2P通讯的隐私性和功率方面,协议也获得一些显着的前进。在2019年期间,隐私维护网络协议Dandelion已在多个加密网络上成功测验。即便就整个P2P通讯范畴而言,买卖播送中的隐私并非是灵丹妙药,但像Dandelion这样的协议仍然能经过躲藏播送买卖的节点的原始IP地址,然后有意义地添加用户隐私。

比特币网络仓库层面最新的开展也值得一提,它便是称为Erlay的新买卖中继协议。尽管它处于开展前期阶段,Erlay也是重要的立异,由于它能够极大地削减运转比特币全节点的带宽要求。

假如得以施行,Erlay的功率收益能支撑用户更简单完结初始区块下载,并继续验证区块链,特别是在那些互联网服务供给商设置带宽上限的国家。

盯梢发作在比特币上的一切立异是很困难的。而本文仅仅表面上的一部分。这将咱们带到本文的要害点:整体而言,比特币是不断开展的协议套件。

这儿所说到的模块化立异的办法很重要,它在最小化比特币开展中的政治上发挥了要害作用,并维护了其底子钱银特点。假如下次有人宣称比特币是静态技能时,请记住本文所说的。

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