Repensar el diseño de la red Lightning de Bitcoin a través de la perspectiva de Thunderbolt

Autor: Investigador de Capital de YBB AC-Core

1. ¿Por qué no puedes comprar café con bitcoin?

Cuando la mayoría de la gente piensa en Bitcoin, lo primero que piensan son sus características «descentralizadas» e «inmutables».Pero si realmente desea usarlo para comprar una taza de café, pronto encontrará un problema incómodo: el tiempo de espera para una confirmación de transacciones es incluso más largo que esperar un café, y a veces la tarifa de transacción es incluso más alta que el café en sí.Los activos en Bitcoin siguen siendo en gran medida «inmovibles»: la mayoría de los usuarios simplemente los sostienen; No puedes prestar, combinar activos y no puedes interoperar.

La estructura del guión de Bitcoin es extremadamente conservadora, lo que limita la mayoría de los escenarios de interacción fuera de la cadena.Su objetivo de diseño original no era procesar decenas de miles de transacciones por segundo.Sin embargo, la demanda real está justo en frente de usted: la gente quiere usar Bitcoin, incluso si solo compran pieles de juegos o dan a los creadores de video una recompensa, no están dispuestos a esperar durante diez minutos.

2. Red de rayos: una espada de doble filo

La red principal de bitcoin es como una carretera, mientras que la red Lightning es un canal rápido pagado construido junto a ella.Su concepto central es un compromiso pragmático en el límite de rendimiento de la red principal: dado que las transacciones en la cadena enfrentan cuellos de botella de velocidad, el sistema ya no insiste en registrar todas las transacciones en la cadena, sino que permite a los usuarios abrir un «canal de pago» dedicado para transacciones de alta frecuencia, y solo resolver el estado final en la blockchain cuando el canal está cerrado.Esto es similar a que los amigos se turnen para pagar la factura y visitar después de algunos viajes, en lugar de transferir la factura después de cada comida.La red Lightning es esencialmente una red tejida de miles de estos canales de pago.

Sin embargo, este sistema aparentemente elegante enfrenta muchos desafíos realistas.En primer lugar, el umbral para la configuración del canal es muy alto: los usuarios deben bloquear los fondos por adelantado para establecer un canal, lo que significa que debe establecer una conexión dedicada por adelantado para comerciar con cualquier persona.El segundo es el problema de enrutamiento complejo: si hay una falta de canal directo entre el usuario A y el usuario B, incluso si hay una ruta indirecta como A-C-B, si el canal intermedio es fondos insuficientes o el nodo no está disponible, la transacción aún puede fallar.Más grave es que existe un riesgo de seguridad: los usuarios deben mantenerse en línea para evitar que las contrapartes envíen transacciones caducadas para hacer trampa al cerrar el canal, lo que pone requisitos operativos poco realistas para los usuarios comunes.

Aunque Lightning Network ha estado en línea durante muchos años, estos problemas estructurales limitan su uso en el mundo real.Los datos públicos muestran que el valor total de la red Lightning bloqueada sigue siendo solo alrededor de $ 100 millones, un número trivial en comparación con la capitalización de mercado de billones de dólares de Bitcoin.Esto ha provocado un pensamiento en toda la industria: ¿es posible construir un protocolo de pago mejor fuera de la cadena para romper estos cuellos de botella?

Según ChainCatcher el 15 de abril, HSBC reveló en un comunicado de prensa oficial que Bitcoin Thunderbolt representa la actualización tecnológica más significativa para Bitcoin en la última década.Thunderbolt puede considerarse como «Lightning Network 2.0», pero no es solo una actualización, sino también un rediseño fundamental del paradigma de interacción fuera de la cadena de bitcoin.

3. ¿Cuál es el protocolo de rayo?

Bitcoin Thunderbolt es una actualización de horquilla suave construida directamente en la parte inferior de Bitcoin.A diferencia de la capa dos redes o los compromisos de puente de la cadena cruzada, Thunderbolt introdujo cambios a nivel de protocolo en el bitcoin principal, mejorando fundamentalmente la escalabilidad, el rendimiento de la transacción y la programabilidad.

Capa de rendimiento: NUBIT utiliza tecnología de agrupación UTXO para optimizar significativamente el modelo de transacción tradicional de Bitcoin.El diseño actual de Bitcoin es procesar cada UTXO por separado, lo que limita el rendimiento, mientras que la tecnología de agrupación UTXO puede agregar múltiples UTXO para el procesamiento simultáneo.Esta tecnología de compresión de datos de transacción puede aumentar la velocidad de procesamiento en casi 10 veces sin afectar la seguridad en la cadena.

Programabilidad: Thunderbolt reintroduce y extiende el Op_Cat Opcode, originalmente existió en versiones anteriores de Bitcoin, pero luego se eliminó.OP_CAT permite las conexiones de datos, lo que permite a los desarrolladores construir una lógica de secuencias de comandos más avanzada e implementar aplicaciones descentralizadas (DAPP) directamente en la capa base de Bitcoin sin confiar en las tecnologías laterales, los rollup o los puentes de la cadena cruzada.

Capa del protocolo de activos: NUBIT también introdujo un estándar de token unificado llamado Guardinales, que se basa en la prueba de conocimiento cero y el compromiso de estado.Este marco respalda la emisión y verificación de los tokens nativos de bitcoin sin depender de la confianza externa o el puente complejo.Integra protocolos fragmentados como BRC-20, runas y ordenales a través de fabricantes de mercado automáticos en la cadena (BITMM), lo que respalda plenamente las transacciones y la verificación de confianza dentro del ecosistema de Bitcoin.

A diferencia de los métodos de expansión tradicionales, como las cadenas laterales, el plasma, los rollups o el embalaje de activos a través de los puentes, Nubit sigue la ruta de «expansión de la red principal nativa».Integra soluciones como BitVisa para identidades y credenciales descentralizadas. Ya sea que se trate de compresión de transacciones, activación de contrato inteligente o transacciones en cadena, todas las características se ejecutan directamente en la red principal de bitcoin utilizando BTC nativo.

3.1 Análisis de mecanismo central

Basado en el documento «La capa de ejecución verificada sin estado del protocolo Yuan en Bitcoin» (Referencia 1), Bitcoin Thunderbolt es similar a la red Lightning, con el objetivo de resolver el problema del largo tiempo de confirmación de la red principal de Bitcoin.Si bien ambos están comprometidos a acelerar y reducir los costos, existen diferencias significativas en su filosofía de diseño:

• Lightning Network se centra en los canales de pago y está optimizado solo para transacciones entre pares.Carece de programabilidad, implica una configuración y mantenimiento de canales complejos, y tiene escalabilidad limitada.

• Desarrollado por Nubit, Thunderbolt proporciona protocolos programables fuera de la cadena que permiten operaciones completas de Turing, lo que permite la creación de activos complejos, protocolos de liquidez y aplicaciones financieras.

Innovaciones clave:

Firma multipartidista ajustable
Imagine una firma de bitcoin dividida en dos partes: Alice tiene la mitad y el comité tiene la otra mitad. Cada vez que se transfieren los fondos, ambas partes agregan un «ajuste clave», solo los nuevos destinatarios saben, para que puedan reconstruir la firma completa sin conexión sin comunicación directa.

Ledger del comité asíncrono:
Un conjunto de nodos (por ejemplo, 4n+1) mantiene el consenso de propiedad.Incluso si algunos nodos fallan, el sistema seguirá operando normalmente siempre que la mayoría de los nodos estén en línea.Estos nodos no pueden transferir fondos ellos mismos, simplemente firman y registran la propiedad, manteniendo así la descentralización y la seguridad.

Determinación final basada en el intercambio atómico
La redención en la cadena implica tres pasos atómicos:

1. Alice y la Comisión gastan el UTXO original para transferir fondos a la Comisión;

2. La Comisión bloquea la misma cantidad de fondos en una bóveda conjunta a la que solo Zenni y la Comisión pueden acceder;

3. Zenni usa la nueva firma de dos partes para completar la redención.
Este proceso asegura que ninguna de las partes pueda hacer trampa o renunciar al proceso.

3.2 Diseño de protocolo de Thunderbolt y destacados técnicos

• Delegado de firma recursiva no interactiva:
  Thunderbolt utiliza firmas de umbral de Schnorr ajustables, eliminando múltiples rondas de mensajes.Cada transmisión requiere solo una firma ajustada por la llave, que reduce en gran medida los requisitos de comunicación y tiempo de actividad.

• Use un nuevo bloqueo para cada salto

• Cada transmisión introduce una nueva firma basada en clave.La vieja clave fallará, evitando la reutilización de la firma y mejorando la seguridad.

• Seguimiento de una sola cadena
  La única operación en la cadena es el bloqueo inicial.Todas las transferencias posteriores se realizan fuera de la cadena, y la redención final en la cadena solo se realiza al final de la transacción. En comparación con la operación frecuente del canal de la red Lightning, Thunderbolt no solo mejora la eficiencia sino que también mejora la privacidad.

• Elasticidad fuera de línea
  Incluso si Alice o Zenni están fuera de línea, el comité puede continuar procesando la redención o las transferencias, sin bloquear el tiempo o el cierre forzado.

• Verificación formal de seguridad a través de la verificación de la máquina
  Cada paso de protocolo crítico se valida formalmente utilizando Tamarin Prover, asegurando garantías seguras de verificación matemática, no solo compromisos teóricos.

Thunderbolt representa un replanteamiento fundamental de cómo Bitcoin admite interacciones fuera de cadena con alto rendimiento, programable y minimizado de confianza mientras mantiene los principios centrales de descentralización.

4. ¿En qué se diferencia Thunderbolt de las soluciones de red de rayos existentes?

Ahora comparemos Thunderbolt con soluciones existentes como el Protocolo de Bolt, Breez SDK y Phoenix para ver las mejoras específicas que introduce.

Diferencias clave:

Thunderbolt se destaca principalmente en términos de seguridad y solidez teórica.Es una de las pocas soluciones que puede reclamar las siguientes ventajas:

• Su diseño de protocolo tiene seguridad probada.

• Ningún usuario malicioso puede obtener ventajas o valor unilateralmente.

Pero también tiene desventajas obvias:

• Complejidad del despliegue: ejecutar Thunderbolt requiere una pila de protocolo completa, que es difícil para los usuarios de billetera comunes.

• Limitaciones de compatibilidad de MainChain: el lenguaje de secuencias de comandos de Bitcoin es extremadamente limitado. Thunderbolt tiene que romper estas limitaciones, lo que se suma a la complejidad de la implementación.

• Falta de soporte del ecosistema: a diferencia de los pernos con numerosas billeteras y soporte de nodos, Thunderbolt todavía se encuentra en sus primeras etapas de I + D.

5. El impacto potencial del rayo: ¿un catalizador para BTCFI?

Entonces, ¿es Thunderbolt la mejor solución para BTCFI? Una vista audaz pero sabia podría ser:

Thunderbolt es teóricamente la mejor solución para BTCFI, pero en la práctica todavía está en la etapa alfa, como el libro blanco 2.0 original de Ethereum: visionario, pero no está listo para la implementación de producción en masa.Según las observaciones actuales, el desarrollo de Thunderbolt puede seguir tres rutas potenciales:

1. Integración de capa de acumulación: motor Defi de Bitcoin Layer2

Dada la escalabilidad limitada de la capa base de bitcoin, Thunderbolt puede evolucionar en una capa de ejecución modular fuera de la cadena en las soluciones de la capa 2 de Bitcoin, como BITVM, NOMIC o BOB.Piense en ello como un motor de contrato programable integrado en Bitcoin Rollup.

ejemplo:

• Bob puede integrar los canales de pago de Thunderbolt para las transacciones nativas de BTC.

• El ecosistema RGB puede adoptar la lógica de gestión estatal de Thunderbolt.

• BITVM admite una lógica avanzada y puede usar Thunderbolt como el estándar de contrato inteligente.

• Babylon, Bitlayer y sistemas similares pueden incrustar Thunderbolt como módulos de ejecución de contrato fuera de la cadena.

2. Construir un ecosistema paralelo independiente

Thunderbolt puede seguir los pasos de la red Lightning y desarrollar su propia infraestructura: nodos, operadores, agregadores y tal vez incluso Thunderbolt-LSP (proveedor de servicios de liquidez).Con el apoyo de Nubit y los primeros mineros de Bitcoin, sus esquemas de horquilla suave (BUNTLING UTXO y OP_CAT) permite que Thunderbolt sea admitente de forma nativa de los activos de protocolo como BRC-20, runas y ordinales.

En este caso, Thunderbolt puede convertirse en un ecosistema maduro con las siguientes características:

• Billetera Thunderbolt (similar a Phoenix)

• Nodo Thunderbolt (nodo de luz para la operación del canal)

• Thunderbolt Dex (coincidencia de orden de cadena)

• Thunderbolt AMM (grupo de liquidez fuera de cadena)

3. Reemplazado por soluciones más simples

El futuro de Thunderbolt es incierto. Eventualmente puede ser reemplazado por alternativas más simples o más eficientes:

• BITVM puede proporcionar un modelo de ejecución de contrato más escalable.

• La tecnología ZK de cadena cruzada puede permitir la implementación de BTC totalmente confiable en otras cadenas.

• El nuevo protocolo nativo de Bitcoin puede unificar los pagos, los préstamos y los contratos en un sistema perfecto.

Impacto real: composibilidad fuera de la cadena

El mayor avance de Thunderbolt no es solo el pago, sino también la introducción de la composibilidad fuera de la cadena de los activos de bitcoin, un concepto que es crucial para el auge de Ethereum.El éxito de Ethereum se debe a su pila de desarrollo integrada: solidez, hardhat, ethers.js y metamask.Thunderbolt también puede proporcionar una base similar para Bitcoin.

Sus innovaciones centrales, OP_CAT y UTXO BUNDLING, son particularmente emocionantes:

• OP_CAT se da cuenta de la programabilidad nativa de Bitcoin por primera vez.

• UTXO Bundles comprimir los datos de la transacción para mejorar el rendimiento en la cadena, similar al resumen de Ethereum.

Juntos, estos avances impulsan nuestra visión de unificar el protocolo del ecosistema de bitcoin e implementar intercambios de activos sin confianza a través de BITMM, todo sin unir o empacar tokens.Aún así, Thunderbolt está más cerca de un «papel matemático poderoso» que una pila de desarrolladores listo para usar.