Repenser la conception du réseau Lightning de Bitcoin à travers la perspective de Thunderbolt

Auteur: Researteur de capital YBB AC-Core

1. Pourquoi ne pouvez-vous pas acheter du café avec Bitcoin?

Lorsque la plupart des gens pensent au bitcoin, la première chose à laquelle ils pensent, ce sont ses caractéristiques « décentralisées » et « immuables ».Mais si vous voulez vraiment l’utiliser pour acheter une tasse de café, vous rencontrerez bientôt un problème gênant: le temps d’attente pour une confirmation de transaction est encore plus long que d’attendre un café, et parfois les frais de transaction sont encore plus élevés que le café lui-même.Les actifs sur Bitcoin sont encore largement «inhumables» – la plupart des utilisateurs les maintiennent simplement; Vous ne pouvez pas prêter, combiner des actifs et vous ne pouvez pas interopérer.

La structure de script de Bitcoin est extrêmement conservatrice, limitant la plupart des scénarios d’interaction hors chaîne.Son objectif de conception d’origine n’était pas de traiter des dizaines de milliers de transactions par seconde.Cependant, la demande réelle est juste devant vous – les gens veulent utiliser Bitcoin, même s’ils achètent simplement des skins de jeu ou donnent une récompense aux créateurs de vidéos, ils ne veulent pas l’attendre pendant dix minutes.

2. Réseau Lightning: une épée à double tranchant

Le réseau Bitcoin principal est comme une autoroute, tandis que le réseau Lightning est un canal rapide payé construit à côté.Son concept principal est un compromis pragmatique sur la limite de débit principale du réseau: Étant donné que les transactions sur chaîne sont des goulots d’étranglement de vitesse en face, le système n’insiste plus sur l’enregistrement de chaque transaction sur la chaîne, mais permet aux utilisateurs d’ouvrir un « canal de paiement » dédié pour les transactions haute fréquence, et de ne régler que l’état final sur le blocage lorsque le canal est fermé.Ceci est similaire à celle des amis à tour de rôle de payer la facture et de vérifier après quelques voyages, plutôt que de transférer la facture après chaque repas.Le réseau Lightning est essentiellement un réseau tissé à partir de milliers de canaux de paiement de ce type.

Cependant, ce système apparemment élégant est confronté à de nombreux défis réalistes.Tout d’abord, le seuil pour le réglage des canaux est très élevé – les utilisateurs doivent verrouiller les fonds à l’avance pour établir un canal, ce qui signifie que vous devez établir une connexion dédiée à l’avance pour échanger avec n’importe qui.Le second est un problème de routage complexe: s’il existe un manque de canal direct entre l’utilisateur A et l’utilisateur B, même s’il existe une voie indirecte comme A-C-B, si le canal intermédiaire est insuffisant de fonds ou si le nœud n’est pas disponible, la transaction peut toujours échouer.Plus grave est qu’il existe un risque de sécurité: les utilisateurs doivent rester en ligne pour empêcher les contreparties de soumettre des transactions expirées pour tricher lors de la fermeture du canal, ce qui place des exigences opérationnelles irréalistes pour les utilisateurs ordinaires.

Bien que Lightning Network soit en ligne depuis de nombreuses années, ces problèmes structurels limitent leur utilisation dans le monde réel.Les données publiques montrent que la valeur totale du réseau Lightning verrouillé n’est encore qu’environ 100 millions de dollars – un nombre trivial par rapport à la capitalisation boursière du bitcoin.Cela a déclenché une réflexion à l’échelle de l’industrie: est-il possible de créer un meilleur protocole de paiement hors chaîne pour percer ces goulots d’étranglement?

Selon Chaincatcher le 15 avril, HSBC a révélé dans un communiqué de presse officiel que Bitcoin Thunderbolt représente la mise à niveau technologique la plus significative pour Bitcoin au cours de la dernière décennie.Thunderbolt peut être considéré comme « Lightning Network 2.0 », mais il s’agit non seulement d’une mise à niveau, mais aussi d’une refonte fondamentale du paradigme d’interaction Bitcoin hors chaîne.

3. Quel est le protocole Thunderbolt?

Bitcoin Thunderbolt est une mise à niveau de fourche douce construite directement en bas du bitcoin.Contrairement aux réseaux de la couche deux ou des compromis de ponts transversales, Thunderbolt a introduit des modifications au niveau du protocole sur le Bitcoin MainNet, améliorant fondamentalement l’évolutivité, les performances des transactions et la programmabilité.

Couche de performances: Nubit utilise la technologie UTXO Bundling pour optimiser considérablement le modèle de transaction traditionnel de Bitcoin.La conception actuelle de Bitcoin consiste à traiter chaque UTXO séparément, ce qui limite le débit, tandis que la technologie de regroupement UTXO peut agréger plusieurs UTXO pour un traitement simultané.Cette technologie de compression de données de transaction peut augmenter la vitesse de traitement de près de 10 fois sans affecter la sécurité sur la chaîne.

Programmabilité: Thunderbolt réintroduit et étend l’opcode OP_CAT – existait à l’origine dans les versions Bitcoin antérieures, mais a ensuite été supprimée.OP_CAT permet des connexions de données, permettant aux développeurs de créer une logique de script plus avancée et de déployer des applications décentralisées (DAPP) directement sur la couche de base de Bitcoin sans s’appuyer sur les ponts de latéraux, les rouleaux ou les ponts transversaux.

Couche du protocole d’actif: Nubit a également introduit une norme de jeton unifiée appelée Goldinals, qui est basée sur une preuve de connaissance zéro et un engagement de l’État.Ce cadre soutient l’émission et la vérification des jetons Bitcoin natifs sans s’appuyer sur une confiance externe ou un pontage complexe.Il intègre des protocoles fragmentés tels que BRC-20, Runes et Ordinals via des marchands automatiques sur chaîne (BITMM), soutenant ainsi pleinement les transactions et la vérification destructeurs de la confiance dans l’écosystème Bitcoin.

Contrairement aux méthodes d’expansion traditionnelles telles que les chaînes latérales, le plasma, les rouleaux ou l’emballage d’actifs à travers les ponts, Nubit suit le chemin de « l’expansion du maintien des Native ».Il intègre des solutions telles que BitVisa pour les identités et les références décentralisés.Qu’il s’agisse de compression de transactions, d’activation de contrats intelligents ou de transactions sur chaîne, toutes les fonctionnalités s’exécutent directement sur le réseau principal Bitcoin à l’aide de BTC native.

3.1 Analyse du mécanisme de base

Sur la base du document « La couche d’exécution vérifiée sans état du protocole Yuan sur Bitcoin » (référence 1), Bitcoin Thunderbolt est similaire au réseau Lightning, visant à résoudre le problème du long temps de confirmation du réseau principal Bitcoin.Bien que les deux s’engagent à accélérer et à réduire les coûts, il existe des différences significatives dans leur philosophie de conception:

• Lightning Network est centré sur les canaux de paiement et est optimisé pour les transactions entre pairs uniquement.Il manque de programmabilité, implique une configuration et une maintenance de canaux complexes et a une évolutivité limitée.

• Développé par Nubit, Thunderbolt fournit des protocoles programmables hors chaîne qui permettent des opérations de Turing-Complete, permettant la création d’actifs states complexes, de protocoles de liquidité et d’applications financières.

Innovations clés:

Signature multipartite réglable
Imaginez qu’une signature de Bitcoin soit divisée en deux parties: Alice détient la moitié et le comité détient l’autre moitié.Chaque fois que les fonds sont transférés, les deux parties ajoutent un « ajustement des clés » – seuls les nouveaux destinataires savent – afin qu’ils puissent reconstruire la signature complète hors ligne sans communication directe.

Grand livre du comité asynchrone:
Un ensemble de nœuds (par exemple, 4n + 1) maintient le consensus de propriété.Même si certains nœuds échouent, le système fonctionnera toujours normalement tant que la plupart des nœuds sont en ligne.Ces nœuds ne peuvent pas transférer eux-mêmes des fonds – ils signent et enregistrent simplement la propriété, maintenant la décentralisation et la sécurité.

Détermination finale basée sur l’échange atomique
La rédemption en chaîne implique trois étapes atomiques:

1. Alice et la Commission dépensent l’UTXO d’origine pour transférer des fonds à la Commission;

2. La Commission verrouille le même montant de fonds dans un coffre-fort conjoint auquel seul Zenni et la commission peuvent accéder;

3. Zenni utilise la nouvelle signature en deux parties pour terminer la rédemption.
Ce processus garantit qu’aucune des parties ne peut tricher ou abandonner le processus.

3.2 Conception du protocole de Thunderbolt et faits saillants techniques

• Délégué de signature récursif non interactive:
  Thunderbolt utilise des signatures de seuil schnorr réglables, éliminant plusieurs cycles de messagerie.Chaque transmission ne nécessite qu’une signature ajustée par clé, ce qui réduit considérablement les exigences de communication et de disponibilité.

• Utilisez une nouvelle serrure pour chaque houblon

• Chaque transmission introduit une nouvelle signature basée sur des clés. L’ancienne clé échouera, empêchant la réutilisation de la signature et améliore la sécurité.

• Suivi de chaîne unique
  La seule opération en chaîne est le verrouillage initial.Tous les transferts ultérieurs sont effectués hors chaîne et le rachat final sur chaîne n’est effectué qu’à la fin de la transaction.Par rapport au fonctionnement du canal fréquent de Lightning Network, Thunderbolt améliore non seulement l’efficacité mais améliore également la confidentialité.

• Élasticité hors ligne
  Même si Alice ou Zenni est hors ligne, le comité peut continuer à traiter le rachat ou les transferts – sans verrouillage de temps ni fermeture forcée.

• Vérification formelle de la sécurité par la vérification de la machine
  Chaque étape de protocole critique est officiellement validée à l’aide de Tamarin Prover, garantissant des garanties sûres de vérification mathématique – pas seulement des engagements théoriques.

Thunderbolt représente une repensation fondamentale de la façon dont Bitcoin prend en charge les interactions hors chaîne avec un débit élevé, programmable et minimisé en fiducie tout en maintenant les principes fondamentaux de la décentralisation.

4. En quoi Thunderbolt est-il différent des solutions de réseau Lightning existantes?

Comparons maintenant Thunderbolt avec des solutions existantes comme le protocole Bolt, Breez SDK et Phoenix pour voir les améliorations spécifiques qu’il introduise.

Différences clés:

Thunderbolt se démarque principalement en termes de sécurité et de solidité théorique.C’est l’une des rares solutions qui peuvent réclamer les avantages suivants:

• Sa conception de protocole a prouvé la sécurité.

• Aucun utilisateur malveillant ne peut obtenir unilatéralement des avantages ou une valeur.

Mais il a aussi des inconvénients évidents:

• Complexité du déploiement: l’exécution de Thunderbolt nécessite une pile de protocole complète, ce qui est difficile pour les utilisateurs de portefeuilles ordinaires à adopter.

• Limitations de compatibilité Mainchain: le langage de script de Bitcoin est extrêmement limité.Thunderbolt doit franchir ces limitations, ce qui ajoute à la complexité de la mise en œuvre.

• Manque de support de l’écosystème: Contrairement aux boulons avec de nombreux portefeuilles et le support de nœuds, Thunderbolt en est encore à ses débuts de R&D.

5. L’impact potentiel de Thunderbolt: un catalyseur pour BTCFI?

Alors Thunderbolt est-il la meilleure solution pour BTCFI?Une vue audacieuse mais sage pourrait être:

Thunderbolt est théoriquement la meilleure solution pour BTCFI, mais en pratique, il est toujours en phase alpha – comme le livre blanc d’origine d’Ethereum: Visionary, mais pas prêt pour le déploiement de la production de masse.Sur la base des observations actuelles, le développement de Thunderbolt peut suivre trois chemins potentiels:

1. Intégration de la couche Rollup: Bitcoin Layer2’s Defi moteur

Compte tenu de l’évolutivité limitée de la couche de base Bitcoin, Thunderbolt peut évoluer en une couche d’exécution hors chaîne modulaire dans les solutions de couche 2 Bitcoin telles que BitVM, Nomic ou Bob.Considérez-le comme un moteur contractuel programmable intégré à Bitcoin Rollup.

exemple:

• Bob peut intégrer les canaux de paiement de Thunderbolt pour les transactions natives BTC.

• L’écosystème RVB peut adopter la logique de gestion de l’État de Thunderbolt.

• BitVM prend en charge la logique avancée et peut utiliser Thunderbolt comme standard de contrat intelligent.

• Babylon, Bitlayer et des systèmes similaires peuvent intégrer Thunderbolt en tant que modules d’exécution de contrat hors chaîne.

2. Construisez un écosystème parallèle indépendant

Thunderbolt peut suivre les traces de Lightning Network et développer sa propre infrastructure: nœuds, opérateurs, agrégateurs et peut-être même Thunderbolt-LSP (Fournisseur de services de liquidité).Soutenu par Nubit et Early Bitcoin Miners, ses schémas de fourche doux – Utxo Bundling et OP_CAT – réduisent le Thunderbolt pour soutenir nativement les actifs de protocole tels que BRC-20, Runes et Ordinals.

Dans ce cas, Thunderbolt peut devenir un écosystème mature avec les caractéristiques suivantes:

• Wallet Thunderbolt (similaire à Phoenix)

• Node Thunderbolt (nœud lumineux pour le fonctionnement du canal)

• Thunderbolt dex (correspondance de l’ordre de la chaîne)

• Thunderbolt AMM (piscine de liquidité hors chaîne)

3. Remplacé par des solutions plus simples

L’avenir de Thunderbolt est incertain. Il peut éventuellement être remplacé par des alternatives plus simples ou plus efficaces:

• BitVM peut fournir un modèle d’exécution de contrat plus évolutif.

• La technologie inter-chaîne ZK peut permettre un déploiement BTC entièrement fiable sur d’autres chaînes.

• Le nouveau protocole natif Bitcoin peut unifier les paiements, les prêts et les contrats dans un système transparent.

Impact réel: composabilité hors chaîne

La plus grande percée de Thunderbolt est non seulement le paiement, mais aussi l’introduction de la composabilité hors chaîne des actifs Bitcoin – un concept qui est crucial pour le boom Defi d’Ethereum.Le succès d’Ethereum est dû à sa pile de développement intégrée: Solidity, Hardhat, Ethers.js et Metamask.Thunderbolt peut également fournir une base similaire pour le bitcoin.

Ses innovations principales – OP_CAT et UTXO Bundling – sont particulièrement excitantes:

• OP_CAT réalise pour la première fois la programmabilité native de Bitcoin.

• UTXO regroupe les données de transaction de compression pour améliorer le débit sur la chaîne – similaire au résumé Ethereum.

Ensemble, ces avancées stimulent notre vision d’unifier le protocole écosystème Bitcoin et de mettre en œuvre des échanges d’actifs sans confiance via Bitmm, le tout sans pontage ou jetons d’emballage.Pourtant, Thunderbolt est plus proche d’un «papier mathématique puissant» qu’une pile de développeurs prêts à l’emploi.