Desenvolvimento de blockchain Bitcoin: desenvolvimento e inovação na rede BTC

O Bitcoin percorreu um longo caminho nos últimos dez anos. Desde o lançamento da primeira versão do softwareA qualidade do Bitcoin das implementações atuais é notávelmelhorado. O Bitcoin conseguiu atrair uma legião de desenvolvedores que dedicaram milhares de horas a melhorar e, algumas vezes, atualizar, a maior parte da base de código da primeira criptomoeda.

No entanto, o Bitcoin permaneceu o mesmo. O conjunto básico de regras de consenso que definem suas propriedades monetárias (inflação algorítmica e oferta limitada) permanece inalterado. Repetidas vezes, diferentes facções tentaram mudar essas características fundamentais, mas todas as suas tentativas falharam. Apenas enfatiza e fortalece as duas maiores vantagens do bitcoin:

• Nenhum dos lados pode ditar como o Bitcoin deve se desenvolver;
• A falta de controle centralizado protege as propriedades monetárias do bitcoin.

Curiosamente, essas mesmas regras atraem comobancos de cifras e investidores institucionais, pois essas são as propriedades que tornam o Bitcoin uma forma de dinheiro sem precedentes. No entanto, essas também são as regras que tornam o desenvolvimento de software no topo do bitcoin mais complexo do que em qualquer outro ativo digital. O Bitcoin fornece aos desenvolvedores um conjunto bastante limitado de ferramentas para que não possam violar suas propriedades monetárias, porque há muito em risco.

Isso significa que a inovação em bitcoin exigepaciência e, mais importante, minimizar o ego. No final, as regras fundamentais estabelecidas no bitcoin acabam com a tecnologia. É por isso que o Vale do Silício tem dificuldade em entender o valor do Bitcoin - não é apenas uma tecnologia, instrumento financeiro ou aplicativo de consumidor; é todo um sistema monetário suportado pela tecnologia. Alterar a constituição do bitcoin requer um processo quase político que pode prejudicar suas propriedades monetárias, para que as inovações tecnológicas sejam implementadas modularmente.

Como observado anteriormente, a abordagem modularA inovação do Bitcoin é semelhante à evolução da Internet, onde vários protocolos se especializam em funções específicas. Os emails foram processados ​​via SMTP, arquivos via FTP, páginas da Web via HTTP, endereçamento do usuário por IP e roteamento de pacotes via TCP. Ao longo dos anos, cada um desses protocolos evoluiu para fornecer a melhor experiência que você obtém naquele mesmo segundo.

No artigo de Spencer Bogart sobre a pilha de tecnologiaBitcoin diz que estamos agora testemunhando o início da criação do nosso próprio conjunto de protocolos Bitcoin. Acontece que a inflexibilidade da camada base do Bitcoin deu origem a uma série de protocolos adicionais especializados em diversas aplicações (por exemplo, o padrão BOLT para canais na Lightning Network). Esta abordagem modular à inovação também minimiza os riscos sistémicos.

Em diferentes níveis de desenvolvimento de bitcoin,tanto que hoje é incrivelmente difícil acompanhar novas soluções. O diagrama abaixo é uma tentativa de refletir todas as iniciativas relativamente novas e demonstrar uma imagem mais completa da pilha da tecnologia Bitcoin:

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Este cartão não é abrangente e não significaaprovação de iniciativas específicas (total superior a 40). No entanto, é impressionante que se observe progresso em todas as frentes - desde tecnologias de segundo nível até novas soluções para contratos inteligentes.

Segundo nível &#8212; Rede relâmpago

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Eles falam muito sobre velocidade ultimamenteadoção da Lightning Network (LN) - hoje é a tecnologia mais popular do segundo nível. Os críticos geralmente apontam para uma diminuição óbvia no número de canais e no número total de bitcoins bloqueados no Lightning; essas são duas métricas usadas frequentemente para medir a aceitação do usuário de uma rede. Embora a comunidade frequentemente se refira a essas métricas, é importante observar que elas estão fundamentalmente erradas, dado o funcionamento do Lightning.

Um dos benefícios mais subestimados do LNé o seu nível de privacidade. Como o Lightning não depende de uma verificação global de todas as alterações de estado (ou seja, sua própria blockchain), os usuários podem executar operações privadas usando métodos adicionais e redes de sobreposição, como o Tor.

Segundo Christian Decker, cerca de 41% dos canais do Lightning são privados:

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A atividade que ocorre nesses canais não écorrigido por navegadores LN populares. Assim, um aumento no uso privado do Lightning leva a uma diminuição dos dados visíveis, e os observadores concluem erroneamente que o usuário está saindo da rede.

De fato, o Lightning ainda não superoubarreiras significativas à usabilidade antes que essa tecnologia possa ser amplamente adotada, mas devemos parar de usar métricas enganosas para falar sobre o estado atual da rede. Como Decker disse em seu discurso na Lightning Conference em Berlim, mesmo a avaliação acima dos canais público e privado será errônea, porque aceitar as assinaturas de Schnorr tornará as transações de abertura de canal indistinguíveis das transações comuns de bitcoin.

Outra área interessante no desenvolvimento do LNFoi a criação do WhatSat, um sistema de mensagens privadas em cima do Lightning. Este projeto é uma modificação do Lightning deamon, que permite que os repetidores de mensagens recebam compensação por seus serviços por meio de micropagamentos. Esse mensageiro descentralizado, censurado e resistente a spam é possível graças às inovações no próprio LND (melhorias recentes no Lightning-Onion, o próprio protocolo de roteamento de cebola do Lightning). O crescente número de aplicativos Lightning (Lightning Applications ou Lapps) demonstra a ampla aplicabilidade dessas inovações quando se trata de aplicativos para consumidores.

E essa é apenas a inovação do Lightning.De forma mais ampla, definimos a segunda camada como um conjunto de aplicações que utilizam a camada subjacente do Bitcoin como um “tribunal” no qual eventos externos são negociados. O tópico de vincular dados ao blockchain do Bitcoin é muito mais amplo e empresas como a Microsoft estão hoje implementando um sistema de identidade digital sobre o Bitcoin.

Contratos inteligentes

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Há também vários projetos tentando retornarContratos inteligentes funcionais de Bitcoin. Este é um desenvolvimento difícil, pois desde 2010 alguns códigos operacionais do Bitcoin (ou opcodes são operações que determinam que o Bitcoin é capaz de calcular) foram removidos do protocolo. Isso aconteceu depois que uma série de erros críticos foram descobertos que levaram o Satoshi a desativar alguns recursos do Script, a linguagem de programação Bitcoin.

Ao longo dos anos, ficou claro que existem gravesriscos de segurança na funcionalidade de contratos inteligentes. A regra geral é que, quanto mais funcionalidade for introduzida na máquina virtual (o mecanismo de verificação coletiva que processa os códigos de operação), mais imprevisíveis serão seus programas. No entanto, recentemente, os desenvolvedores viram novas abordagens para a arquitetura de contratos inteligentes no Bitcoin, o que pode minimizar sua imprevisibilidade junto com o fornecimento de ampla funcionalidade.

Desenvolvendo uma nova abordagem para contratos inteligentesO Bitcoin chamado Merkleized Abstract Syntax Trees (MAST) levou ao surgimento de uma nova onda de tecnologias que estão tentando encontrar um compromisso entre segurança e funcionalidade. O mais notável é o Taproot, uma implementação elegante da estrutura MAST que permite que um aplicativo inteiro seja expresso como uma árvore Merkle. Juntamente com o Taproot, a linguagem de programação Tapscript será exibida, que pode ser usada para expressar mais facilmente as condições de gasto associadas a cada ramo da árvore Merkle.

Outra inovação interessante é a novaarquitetura para implementar convênios (ou condições de gastos) em transações de bitcoin. Originalmente proposto por Greg Maxwell como um experimento mental em 2013, os covenates são uma abordagem que permite limitar o uso de bitcoins nas contas, mesmo quando as condições de armazenamento são alteradas. Embora a idéia exista há quase sete anos, os convênios eram impraticáveis ​​de implementar antes da proposta do Taproot.

À primeira vista, os convênios são incrivelmente úteis emcontexto de empréstimos (e talvez de derivados de Bitcoin), mas o seu impacto potencial na usabilidade do Bitcoin vai muito além do empréstimo. Os acordos podem incluir a implementação de coisas como cofres de Bitcoin, que fornecem o equivalente a uma segunda chave privada que permite à parte hackeada “congelar” os fundos roubados.

É importante observar que a ativação de assinaturas Schnorr pode adicionar funcionalidades ainda mais sofisticadas a contratos inteligentes que podem torná-los completamente privados e escaláveis.

Mineração

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Existem também alguns desenvolvimentos interessantes emProtocolos de mineração BTC, especialmente aqueles usados ​​por pools. Apesar do fato de o problema da centralização da mineração de bitcoin ser frequentemente muito exagerado, é verdade que os operadores de pool têm energia, que pode ser ainda mais descentralizada. Uma das mudanças mais significativas na mineração de bitcoin é o protocolo Stratum V2.

Outra iniciativa interessante na mineraçãosão derivados de hashrate e dificuldade. Eles podem ser especialmente úteis para mineradores que desejam se proteger contra flutuações na taxa de hash da rede. Embora esses derivados ainda não tenham sido implementados, demonstram a evolução na industrialização da mineração de Bitcoin.

Confidencialidade

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Após a publicação do relatório de pesquisa sobreCom a influência das assinaturas Schnorr no bitcoin, alguns apoiadores de moedas com um alto nível de anonimato ficaram indignados com a suposição de que a total confidencialidade pode ser implementada no bitcoin. Embora essa suposição possa ameaçar as perspectivas de longo prazo de moedas anônimas, hoje existem muitos outros protocolos que podem fornecer melhor privacidade no bitcoin.

É importante enfatizar que o maior obstáculopara transações privadas em ativos digitais é o fato de a maioria das soluções não estar concluída. Além disso, as soluções em moedas anônimas geralmente carecem de uso prático, o que simplifica o desanonimização das transações por meio de análise estatística ou no nível da blockchain.

Hoje as soluções bitcoin mais interessantessão P2EP e CheckTemplateVerify, porque a privacidade está se tornando um subproduto da eficiência. Como uma nova abordagem para o CoinJoin, essas decisões podem acelerar a adoção de transações privadas por usuários motivados por taxas de transação mais baixas.

Se taxas de transação mais baixasse tornarem incentivos, eles levarão a um aumento no anonimato do bitcoin. À medida que a porcentagem de UTXO aumentará (quanto mais participantes, maior o nível de anonimato), o desanonimização por meio da análise estatística de agrupamentos se tornará ainda mais subjetivo do que é hoje. Algumas empresas envolvidas na análise de blockchains conseguiram convencer as agências policiais de que existe uma certa probabilidade de que o UTXO pertença a um usuário específico, mas o modelo básico dessa análise já é extremamente frágil. Se a maioria dos UTXOs se tornar saídas CoinJoin, isso poderá arruinar todas as abordagens de cluster existentes.

Antes que isso aconteça, você deve fazerum tremendo trabalho no campo da usabilidade, para que todos os usuários de Bitcoin tenham acesso igual aos mecanismos de privacidade. Além do P2EP e do CheckTemplateVerify, há também uma oferta SNICKER, que oferece uma nova maneira de gerar transações CoinJoin com pares não confiáveis. O SNICKER combina várias tecnologias para fornecer aos usuários acesso às transações CoinJoin sem precisar confiar ou interagir com seus pares.

O mais recente desenvolvimento na pilha de rede Bitcoin,Vale ressaltar um novo protocolo de retransmissão de transações chamado Erlay. Erlay ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento. Se implementado, o Erlay simplificará o carregamento inicial do bloco (IBD) e a verificação contínua do blockchain, pois pode reduzir significativamente os requisitos de largura de banda para executar um nó Bitcoin completo.

Ponta do iceberg

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É incrivelmente difícil acompanhar todas as inovações emBitcoin e este artigo são apenas um arranhão na superfície. Isso nos leva a uma conclusão importante: o Bitcoin é um conjunto de protocolos em constante evolução.

A abordagem modular à inovação descrita aquiÉ importante porque desempenha um papel fundamental na minimização da politização do bitcoin e protege suas propriedades monetárias fundamentais. Lembre-se deste artigo na próxima vez que alguém disser que o Bitcoin está em vigor.

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