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

Como a primeira moeda digital descentralizada bem-sucedida, 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 expandir, enfrenta vários desafios, incluindo velocidade de transação, escalabilidade, segurança e questões regulatórias.

Recentemente, o ecossistema de script liderado por BRC20 tornou-se popular no mercado, e vários scripts experimentaram 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 atraiu ainda mais a 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 equipe de pesquisa da Aqua Labs conduziu uma revisão abrangente do estado atual do ecossistema Bitcoin, abrangendo avanços tecnológicos, dinâmica de mercado, regulamentações e outros aspectos, para realizar uma análise aprofundada da tecnologia Bitcoin e estudar as tendências de mercado. Nosso objetivo é fornecer uma visão panorâmica do desenvolvimento do Bitcoin. O artigo primeiro revisa os princípios básicos e a história do desenvolvimento do Bitcoin, e depois aprofunda-se nas inovações tecnológicas da rede Bitcoin, como Lightning Network e Segregated Witness, e prevê suas tendências futuras de desenvolvimento.

Emissão de Ativos: Começando com Moedas Coloridas

A essência do ecossistema de script é fornecer direitos de emissão de ativos de baixa exigência para indivíduos comuns, acompanhada de simplicidade, justiça e conveniência. A aparição de protocolos de script no Bitcoin pode ser rastreada até 2023, mas já em 2012, o conceito de usar o Bitcoin para emissão de ativos existia, conhecido como Moedas Coloridas.

Moedas Coloridas: Primeiras Tentativas

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

Vale ressaltar que o protocolo definido pelos Colored Coins não é implementado pelo software típico do Bitcoin. É necessário um software especial para identificar transações relacionadas aos Colored Coins. Obviamente, os Colored Coins só têm valor em comunidades que reconhecem o protocolo dos Colored Coins; caso contrário, as propriedades coloridas dos Colored Coins heterogêneos serão perdidas e retornarão ao puro Satoshi. Por um lado, os Colored Coins reconhecidos por pequenas comunidades podem aproveitar muitas das vantagens do Bitcoin para emissão e circulação de ativos. Por outro lado, é quase impossível mesclar o protocolo dos Colored Coins ao maior software central do Bitcoin através de um soft fork.

Ativos Abertos

No final de 2013, Flavien Charlon introduziu o Protocolo de Ativos Abertos como uma forma de implementar Moedas Coloridas. Os emissores de ativos usam criptografia assimétrica para calcular IDs de ativos, garantindo que apenas usuários com a chave privada do ID do ativo possam emitir o mesmo ativo. Para metadados de ativos, a operação OP_RETURN é usada para armazenar metadados em um script, chamado de “saída de marcador”, que armazena informações coloridas sem poluir UTXOs. Por utilizar as ferramentas de criptografia de 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 Aprimorada, Preenchida e Baseada em 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 do Bitcoin. O campo nSequence é um campo reservado nas transações do 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 para atender aos requisitos de ataque anti-poeria 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 os ativos EPOBC deve ser rastreada até a transação de origem para determinar sua categoria e legitimidade.

Mastercoin/Omni Layer

Comparado com os acordos mencionados, o Mastercoin obteve resultados mais bem-sucedidos na implementação comercial. Em 2013, o Mastercoin realizou a primeira ICO da história, levantando 5000 BTC e inaugurando uma nova era. O conhecido USDT foi inicialmente emitido na blockchain do Bitcoin e introduzido por meio da Camada Omni.

O Mastercoin tem uma dependência menor do Bitcoin e opta por manter a maior parte de seu estado off-chain, armazenando apenas uma quantidade mínima de informações na blockchain. Essencialmente, o Mastercoin vê o Bitcoin como um sistema de registro descentralizado, usando qualquer transação de Bitcoin para transmitir alterações nas operações de ativos. Validar a validade da transação envolve escanear constantemente a blockchain do Bitcoin e manter um banco de dados de ativos off-chain. Este banco de dados preserva o mapeamento entre endereços e ativos, com endereços reutilizando o sistema de endereços do 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 tem um benefício: aumentar efetivamente a capacidade do bloco, permitindo que mais dados de testemunha sejam armazenados.

Taproot introduz um recurso importante chamado MAST, que permite aos desenvolvedores incluir metadados para qualquer ativo em saídas 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

Amplamente, os números ordinais compreendem quatro componentes-chave:

• Um BIP para encomendar sats

• Um indexador usando nós Bitcoin Core para rastrear todas as posições 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. Ordinais definem um esquema de classificação (começando do 0, baseado na ordem em que foram mineradas) e atribuem números à menor unidade de Bitcoin, Satoshis. Isso introduz heterogeneidade e escassez aos Satoshis, que de outra forma seriam homogêneos.

Eles podem reutilizar a infraestrutura do Bitcoin, incluindo assinaturas únicas, multiassinatura, bloqueios de tempo e bloqueios de altura, sem criar explicitamente ordinais. Eles oferecem boa anonimidade e não deixam nenhum rastro explícito na cadeia. No entanto, as desvantagens são evidentes, pois um grande número de pequenos UTXOs não gastos pode aumentar o tamanho do conjunto UTXO, 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 coinbase que criou esse satoshi

• A transação coinbase que criou aquele satoshi

Para provar que um determinado satoshi está contido em uma 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 on-chain. 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 existente do Taproot, 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 o BRC20, simulando o ERC20 nele, permitindo a emissão de ativos fungíveis dentro dos ordinais. O BRC20 inclui operações como Deploy, Mint, Transfer, cada uma exigindo etapas de comprometimento e 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 transações vinculando cada unidade de token ARC20 a um satoshi, reutilizando o sistema de transação do Bitcoin. Uma vez que os ativos são emitidos por meio 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 - adicionando 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 da Próxima Geração

A validação do lado do cliente, proposta por Peter Todd em 2017, envolve armazenamento de dados off-chain, comprometimento on-chain 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, a RGB utiliza hashes de Pedersen como mecanismo de comprometimento e suporta a anonimização de saída. Ao solicitar um pagamento, a UTXO que recebe os tokens não precisa ser divulgada 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, a RGB introduz AluVM para aumentar a programabilidade. 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. Verificar todo o histórico de transações garante a validade dos ativos recebidos.

Ativos Taproot

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

Os dados de testemunha são armazenados off-chain e verificados on-chain, residindo localmente ou em um repositório de informações chamado "o universo" (semelhante a um repositório Git). A verificação da testemunha requer todos os dados históricos da emissão do ativo, propagados através da camada de fofoca de ativos Taproot. Os clientes podem fazer a verificação cruzada usando uma cópia local da blockchain.

Os ativos do Taproot empregam uma árvore de soma de Merkle esparsa para armazenar o estado global dos ativos, incorrendo em custos de armazenamento mais elevados, mas possibilitando 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 o maior valor de mercado, segurança e estabilidade, o Bitcoin se afastou de sua visão original como um "sistema de dinheiro eletrônico peer-to-peer". A capacidade limitada de blocos impede que o Bitcoin lide com grandes volumes de transações frequentes, levando a vários protocolos surgindo na última década para resolver esse problema.

Canais de pagamento e a Lightning Network: a solução ortodoxa do Bitcoin

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

Atualmente, a Lightning Network possui mais de 14.000 nós, 60.000 canais e uma capacidade total superior a 5000 BTC.

Sidechains: O Método Ethereum no Bitcoin

Stacks

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

Stacks alcança consenso através de Proof of Transfer (PoX) com seu mecanismo espiral duplo. 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 esse processo, os detentores de STX recebem uma quantidade proporcional de BTC enviada pelo minerador. O Stacks visa incentivar os mineradores a manter o histórico contábil emitindo tokens nativos, embora os incentivos ainda possam ser alcançados sem tokens nativos (como visto no RSK).

Para dados de 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 camada para o Bitcoin; no entanto, ainda existem algumas deficiências na movimentação de ativos transfronteiriços. Após a atualização de Nakamoto, 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 do Bitcoin. As transferências de ativos só podem ser verificadas por meio de um comitê de multi-assinaturas.

RSK

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

Líquido

A Liquid é uma sidechain federada do Bitcoin com acesso controlado a 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 de várias assinaturas na Liquid usando BTC, permitindo que os ativos entrem na sidechain Liquid. Para sair, o L-BTC é enviado para um endereço de várias assinaturas na cadeia Liquid. A segurança do endereço de várias assinaturas é definida como 11 de 15.

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

Nostr Assets: Centralização Aprimorada

"Qualquer função computável pode ser verificada no Bitcoin."

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

—Robin Linus, fundador do BitVM.

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

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

2. Desbloqueio de Liquidez: Solução de Assinatura Inovadora Rompe 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 all-in-one BRC20 completou com sucesso a transação dos ativos BRC através de sua inovadora solução de assinatura, fornecendo aos usuários uma solução mais flexível e eficiente, desbloqueando efetivamente a liquidez.

Conclusão

Uma revisão abrangente do texto mostra que, devido às limitações de processamento e poder computacional na rede principal do Bitcoin, o Bitcoin deve mover seus cálculos off-chain para promover um ecossistema mais próspero e diversificado. Atualmente, existem duas soluções principais:

Por um lado, as soluções de computação off-chain e verificação do lado do cliente utilizam certos campos em 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 essa abordagem não exija modificações na camada de protocolo do Bitcoin e ofereça maior viabilidade, ela não pode herdar totalmente a segurança do Bitcoin.

Por outro lado, algumas equipes estão trabalhando na verificação on-chain, tentando usar ferramentas existentes para realizar cálculos arbitrários no Bitcoin e alcançar escalabilidade eficiente por meio da tecnologia de prova de conhecimento zero. No entanto, essas soluções ainda estão em estágios iniciais, com custos computacionais elevados e improváveis de serem implementadas a curto prazo.

Diante desse cenário, uma ferramenta BRC tudo-em-um tornou-se uma solução notável. Ao fornecer um método de baixo gás para obter rapidamente inscrições eficazes, promovendo o lançamento justo de ativos BRC e abordando desafios de liquidez e vendas justas através de esquemas inovadores de assinatura, a ferramenta BRC tudo-em-um demonstra seu valor no ecossistema atual. Apesar dos desafios técnicos enfrentados pelo ecossistema do 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.

É claro, algumas pessoas podem se perguntar por que não recorrer ao Ethereum, já que o Ethereum e outras blockchains têm capacidades de computação poderosas como o Bitcoin. Por que re-implementar o processo de transação no Bitcoin?

Porque é Bitcoin.

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