比特币技术堆栈的演变

在过去的十年中,比特币已经走了很长一段路。相对于其软件的第一次迭代,当前实现的质量和可靠性得到了显着提高。迅速而有机地,比特币能够吸引大量的开发人员投入数千小时来改善其基础代码库,有时甚至进行改进。

尽管如此,比特币仍然是一样的。就像宪法,定义其货币属性(例如算法通货膨胀和硬编码供给)的核心共识规则集保持不变。派别一次又一次地试图改变这些核心属性,但是迄今为止,所有敌对性接管都以失败告终。这通常是一个痛苦的过程,但是它突出并巩固了比特币的两个最大优点:

1.没有任何一方可以决定比特币如何演变

2.缺乏集中控制会保护比特币的货币属性

比特币不仅仅是一种技术。或金融工具或消费者应用程序。纽约数字资产研究公司技术研究主管卢卡斯·纳兹(Lucas Nuzzi)表示,比特币是一个完整的货币系统。

比特币的核心是要求“自我最小化”和模块化的创新方法,从而在成熟为技术先进的货币体系时消除狂妄自大和政治。

比特币广泛的项目和解决方案范围吸引了世界各地稳定的独立开发人员,这使得BTC难以否认,破坏或消除的抗审查性承诺得以实现,编码人员试图解决从隐私问题到可扩展性再到加速采用主流的一切问题。

在过去的十年中,比特币生态系统吸引了开发人员投入数千小时来改善和改进其大部分基础代码库。但是,比特币(BTC)基本相同。这样做的原因是,定义其货币属性的核心共识规则集(例如算法通货膨胀和硬编码的供给)保持不变。

派别一次又一次地试图改变这些核心属性,但是迄今为止,所有敌对性接管都以失败告终。这通常是一个痛苦的过程,但它突出并巩固了比特币的两个最大优点:没有一个政党可以决定比特币的发展;缺乏集中控制可以保护比特币的货币属性。

发展的障碍-并克服这些障碍

使比特币成为流行现象的价值也使那些在比特币之上开发软件的挑战比任何其他数字资产都更具挑战性。开发人员受限于他们能够进行的转换,以免破坏其作为价值存储的手段。

尽管如此,正如我们从以下示例中看到的那样,比特币的创新是可能的。这需要创造力和耐心。

由于改变比特币的核心层需要一个可能会破坏其货币属性的准政治程序,因此创新通常被作为模块来实施。这种发展类似于互联网协议套件的发展,其中不同协议的各层专门用于特定功能。电子邮件由SMTP处理,文件由FTP处理,网页由HTTP处理,用户地址由IP处理,数据包路由由TCP处理。这些协议中的每一个都随着时间的流逝而发展,以创造我们今天的体验。

Blockchain Capital的Spencer Bogart简洁地捕获了这一发展:我们现在目睹了比特币自己的协议套件的开始。比特币核心层的灵活性已经催生了几个专门用于各种应用程序的附加协议,例如Lightning的支付渠道BOLT标准。创新既充满活力又相对安全,因为这种分层方法最大程度地降低了潜在风险。

下图是尝试绘制所有相对较新的计划的图,并展示了比特币技术堆栈的更完整表示。它不是详尽无遗的,也不表示对任何特定计划的认可。然而,令人印象深刻的是,创新已从第二层技术到新兴的智能合约解决方案全面推进。

第2层

最近,关于比特币最杰出的第2层技术闪电网络的采用率有很多讨论。批评者通常指出,在评估Lightning用户的采用率时,频道数量和锁定的BTC总数明显减少。但是,这些指标并不是采用率的最确定的衡量标准。

闪电网络最被低估的优点之一是其简单的隐私属性。由于Lightning不依赖于全局状态协调(即其自己的区块链),因此用户可以使用其他技术和网络覆盖(例如Tor)来私下进行交易。

流行的Lightning浏览器无法捕获在私人渠道内发生的活动。因此,闪电的私人使用增加导致可公开衡量的内容减少,导致观察者错误地得出结论认为采用率下降了。确实,闪电必须先克服实质性的可用性障碍,然后才能被广泛采用,但是使用误导性指标来断言网络的当前状态几乎没有用。

第2层隐私领域的另一个最新发展是创建了WhatSat,这是Lightning之上的专用消息传递系统。该项目是对闪电网络守护程序(LND)的修改,它允许连接通信实体的私人消息的中继器通过小额支付来补偿其服务。 LND本身的创新,例如对Lightning-onion(Lightning自己的洋葱路由协议)的最新改进,实现了这种分散,防审查和防垃圾邮件聊天。

还有其他几个项目利用Lightning的私人小额支付功能来处理众多应用,从基于Lightning的云计算VPS到通过微交易共享广告收入的图像托管服务。更笼统地说,我们将第2层定义为一套应用程序,可以将比特币的基础层用作法院,以协调外来事件并解决争端。因此,将数据锚定在比特币区块链上的主题已经超越了闪电(Lightning),微软等公司率先在比特币之上推出了一个分布式ID系统。

还有其他几个项目利用Lightning的私人小额支付功能来处理众多应用,从基于Lightning的云计算VPS到通过微交易共享广告收入的图像托管服务。更笼统地说,我们将第2层定义为一套应用程序,可以将比特币的基础层用作法院,以协调外来事件并解决争端。因此,将数据锚定在比特币区块链上的主题已经超越了闪电(Lightning),微软等公司率先在比特币之上推出了一个分布式ID系统。

智能合约

有些项目试图以安全负责的方式将表达型智能合约功能带回比特币。这是一项重大进展,因为从2010年开始,协议中删除了几个原始的比特币操作码(确定比特币能够计算的操作)。这是在发现一系列错误之后导致中本聪禁用了比特币编程语言Script的某些功能的。

多年来,很明显,高度表达的智能合约伴随着不平凡的安全风险。普遍的经验法则是,向虚拟机引入的功能越多(处理操作码的集体验证机制),其程序就越不可预测。但是,最近,我们看到了智能合约体系结构的新方法,这些方法可以最大程度地减少不可预测性并提供丰富的功能。

此后,一种名为Merklized Abstract Syntax Trees(MAST)的比特币智能合约新方法的设计引发了新一轮的比特币智能合约支持技术。 Taproot是MAST结构最杰出的实现之一,该结构使整个应用程序可以表示为Merkle树,因此树的每个分支代表不同的执行结果。

最近浮出水面的另一个有趣的创新是用于在比特币交易中实施契约或支出条件的新架构。盟约最初是由格雷格·麦克斯韦(Greg Maxwell)于2013年提出的一项思想实验,它是一种限制余额使用方式的方法,即使它们的监护权发生了变化。尽管这个想法已经存在了将近六年,但是在塔普鲁特出现之前,要实施盟约是不切实际的。当前,一个名为OP_CHECKTEMPLATEVERIFY的新操作码(以前称为OP_SECURETHEBAG)正在利用这项新技术来潜在地实现在比特币中安全实施公约。

乍一看,契约在借贷(也许是基于比特币的衍生品)的背景下非常有用,因为它们使能够创建针对特定BTC余额的政策(如回扣)。但是它们对比特币可用性的潜在影响远远超出了借贷。契约可以实现诸如比特币保险库之类的事情,在托管的情况下,它提供相当于第二个私钥的功能,允许被黑客入侵的人“冻结”被盗资金。

本质上,Schnorr签名是使所有这些新的智能合约方法成为可能的技术原语。甚至目前正在理论化一些更先进的技术,例如无脚本脚本,可以使完全私有和可扩展的比特币智能合约以数字签名而不是操作码的形式表示。这些新方法可以使新颖的智能合约应用程序构建在比特币之上。

采矿

挖掘协议中也有一些有趣的进展,尤其是矿池成员使用的那些。尽管比特币采矿中的集中化问题经常被夸大,但确实,矿池运营商保留的权力结构可以进一步分散。

即,池操作员可以决定所有池成员将进行哪些交易,从而赋予他们巨大的权力。随着时间的流逝,一些运营商通过审查交易,挖掘空块并在没有成员授权的情况下重新分配哈希来滥用此功能。

采矿协议的更改旨在颠覆采矿池运营商在决定开采哪些交易时可以拥有的控制权。比特币挖矿最重大的变化之一是Stratum的第二版,这是挖矿池中使用最广泛的协议。 Stratum V2是一个完整的检修,实现了BetterHash,BetterHash是一个辅助协议,使矿池成员能够确定他们将要开采的区块的组成,而不是相反。

应该有助于提高稳定性的另一个发展是重新引起了人们对哈希率和难度导数的兴趣。这些对于希望对冲哈希率波动和难度调整的套期交易尤其有用。

隐私

与那里的某些论点相反,有许多新兴协议可以将可选的隐私带入比特币。话虽这么说,未来几年比特币的隐私可能仍将是一门艺术而非一门科学。

更一般而言,跨数字资产进行私人交易的最大障碍是大多数解决方案都是半熟的。专注于交易图隐私的隐私资产通常会忽略网络级的隐私,反之亦然。这两个向量都缺乏成熟度和使用率,这使得通过对等(P2P)网络层或区块链层的统计可追溯性分析更容易对交易进行屏蔽。

值得庆幸的是,有几个项目正在推动这两个方面的界限。

当涉及交易图隐私时,P2EP和CheckTemplateVerify之类的解决方案很有趣,因为隐私已成为效率的副产品。作为CoinJoin的新颖方法,这些解决方案可以提高用户对私人交易的采用,而这完全是由较低的交易费用推动的。作为CoinJoins,他们的隐私保证仍然不是最理想的,但是不受屏蔽的发送量可能是有益的,因为它们保留了比特币供应的可审计性。

如果降低交易费用成为动机并导致比特币匿名集(即CoinJoin输出的UTXO的百分比)增加,那么通过统计分析进行的匿名化将比现在更加主观。

P2P通信的隐私性方面也取得了长足的进步,诸如Dandelion之类的协议正在加密网络中进行测试。另一个值得注意的发展是Erlay,它是一种替代的事务中继协议,可提高专用通信的效率并减少运行节点的开销。 Erlay是一项重要的改进,因为它提高了效率,使更多用户可以更轻松地完成IBD并持续验证链,尤其是在ISP限制带宽的国家。

这只是开始

这些例子只是少数改变比特币框架的举措。总体而言,比特币是一套不断发展的协议。

虽然对于开发人员而言,在相对严格的一组规则和价值观中进行演化可能会面临挑战,但我们已经看到的分层方法才使逐步,有效的变革成为可能。最小化比特币内部的政治并保护其基本货币属性是该过程的必要部分。开发人员正在学习如何以有意义的方式在这些范围内工作。

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