Протокол защищенных CSV 🛡️

Введение

Развитие Биткойн в настоящее время сосредоточено на двух основных вопросах: (1) масштабировании и (2) конфиденциальности. Обычные предложения по улучшению Биткойн включают добавление новых операционных кодов и инструментов. Но старая идея возвращается, которая может сделать транзакции более конфиденциальными и пиринговыми. В настоящее время каждая транзакция Биткойн транслируется на всю сеть для проверки. Это эффективный способ предотвратить двойную трату, но также означает, что больше информации раскрывается, чем необходимо. Это приводит к более высоким вычислительным требованиям, более высоким затратам и проблемам с масштабированием. Но что, если перемещение части процесса транзакции на сторону клиента не только улучшит эффективность, но также откроет целую новую эру конфиденциальности на Биткойн?

В нашей недавно опубликованной статье компания Blockstream в сотрудничестве с Alpen Labs и ZeroSync представляет Протокол CSV со Защитой, улучшение клиентской проверки (CSV), которое предлагает по-настоящему частные транзакции. Этот новый Протокол является значительным шагом к улучшению конфиденциальности транзакций Биткойн и имеет потенциал увеличить пропускную способность транзакций с 11 в секунду до более 100 в секунду благодаря дополнительным мерам, о которых мы расскажем в этом блог-посте.

Этот пост предлагает обзор высокого уровня Протокола защищенного CSV, который направлен на повышение производительности блокчейна первого уровня, сохраняя полную совместимость с Биткойн. Разработанный объединенными умами Jonas Nick, Liam Eagen и Robin Linus. Вот история о защищенном CSV и почему у него есть потенциал изменить все.

Биткойн Тогда и Сейчас

Проблема двойных трат: Как Биткойн ее решил

До появления Биткойн, широко считалось, что создать надежную цифровую валюту невозможно без доверенного посредника. Проблема двойных расходов означала, что нельзя было гарантировать, что «цифровой токен» нельзя было потратить более одного раза. Это было фундаментальным недостатком, который не позволял цифровой валюте стать реальностью.

Затем, в 2009 году Сатоши решил эту проблему, представив общедоступный распределенный реестр, называемый блокчейн. Вместо полагания на одного доверенного органа, Биткойн использует сеть узлов на общем публичном реестре, где каждая транзакция записывается и проверяется. Это гарантирует, что каждый токен является уникальным, что делает невозможным потратить один и тот же токен дважды.

Когда транзакция Биткойн добавляется в цепочку, она проходит следующий процесс:

1. Кошелек пользователя подписывает транзакцию и передает ее в сеть Биткойн.
2. Полные узлы в сети проверяют транзакцию, убеждаясь, что все в порядке.
3. Транзакция затем включается в блок, подтверждается и навсегда записывается в общедоступный реестр.

При валидации узлы проверяют, что токены существуют, проверяют допустимость подписи и соблюдают критическое правило двойных трат, убедившись, что каждый токен тратится только один раз. Цель этого реестра - поддерживать ордер, ясно показывая, кому принадлежат какие токены и когда они были переданы.

Цель реестра - сохранять транзакции в ордере, чтобы было понятно, кому принадлежат какие монеты и когда они были отправлены.

С момента своего появления разработчики Биткойн постоянно возвращаются к одному и тому же вопросу: действительно ли это лучший и наиболее конфиденциальный способ обработки транзакций? Как мы можем сделать его более эффективным и конфиденциальным?

Проблема конфиденциальности: открытые транзакции

Самая большая проблема с конфиденциальностью Биткойна заключается в том, что транзакции биткойнов доступны в открытом доступе на блокчейне. Сатоши заметил эту уязвимость с самого начала. В оригинальной белой книге он предложил простое решение: пользователи должны создавать новые ключи для каждой транзакции и избегать повторного использования адресов.

Идея заключалась в том, чтобы затруднить проследить транзакции до одного владельца. Но на практике, в свете всех доступных сегодня методов анализа цепочек, поддержание конфиденциальности гораздо сложнее, чем кажется. Даже с новыми адресами, проследить транзакции и выявить закономерности стало проще для тех, кто намерен отслеживать действия пользователей.

В ответ протоколы, ориентированные на конфиденциальность, такие как Zcash, представили новые способы скрытия деталей транзакции с использованием более продвинутой криптографии и вещей вроде zk-SNARKs. Но эти методы имеют существенные компромиссы: транзакции больше, что делает процесс верификации для узлов более затратным и дорогим для проверки.

Проблема коммуникации: коммуникация неэффективна

В дизайне Биткойна добыча служит двум основным целям: (1) доказательство публикации транзакций и (2) достижение согласия по порядку транзакций. Однако, Биткойн также переплетает эти основные функции с менее важными задачами, такими как проверка транзакций и выпуск токенов.

По всем блокчейнам, будь то Биткойн, Ethereum, Zcash или Dogecoin, процесс транзакции всегда выглядит одинаково: кошельки подписывают транзакции, передают их по сети, и полные узлы их проверяют. Но действительно ли необходимо проверять каждую транзакцию непосредственно на блокчейне?

Мы считаем, что есть лучший способ. Идея восходит к 2013 году, когда Питер Тодд впервые упомянул клиентскую проверку. В этом посте рассылки он спрашивает: «Учитывая только доказательство публикации и согласие по порядку транзакций, можем ли мы создать успешный крипто-токен ? Удивительно, но ответ - да!»

Вместо того, чтобы требовать, чтобы каждый полный узел проверял каждую транзакцию, CSV позволяет отправлять монеты с доказательством их действительности непосредственно получателю. Это означает, что даже если блок содержит недействительную транзакцию, полные узлы не отклонят его. Результат? Меньше в блокчейне коммуникации и более эффективная работа в целом.

CSV: Решение масштабирования Peer-to-Peer

CSV перекладывает ответственность за проверку транзакций с каждого узла в сети на отдельных получателей транзакций. Это делает Биткойн еще более децентрализованным. Представьте, если бы нам не пришлось использовать блокчейн для хранения полной информации о транзакции. Вместо подробной транзакции, связанной с личностью, вы бы видели только простой 64-байтный нулевой идентификатор, совершенно бессмысленный для любого человека, просматривающего общедоступную информацию в блокчейне, но значимый для отправителя и получателя.

Когда каждый узел обязан проверять каждую транзакцию, это затрудняет сеть и замедляет ее работу. Перенесение проверки транзакций на сторону клиента позволяет значительно сократить объем данных, хранящихся в блокчейне — с 560 весовых единиц (WU) в среднем до примерно 64 WU, что примерно в 8,75 раз меньше, делая его более легким и эффективным.

Протокол соблюдения дает Биткойну огромный рост масштабируемости, позволяя пользователям обрабатывать почти в 10 раз больше транзакций - около 100 в секунду.

Биткойн Завтра

Вы, наверное, думаете: «Все это звучит замечательно, но как это на самом деле работает, и какие здесь есть компромиссы?»

Как Shielded CSV делает Биткойн более конфиденциальным?

Протоколы CSV обычно улучшают конфиденциальность по сравнению с прозрачными транзакциями блокчейна, поскольку некоторая информация перемещается на сторону клиента. Но в традиционных протоколах CSV, таких как RGB и активы Taproot, при отправке токена как отправитель, так и получатель могут просматривать полную историю транзакций.

В защищенном CSV мы используем схемы, похожие на zk-SNARK, для “сжатия” доказательств, обеспечивая, что никакая информация о транзакции не утекает. Это означает, что история транзакций остается скрытой, обеспечивая лучшую конфиденциальность по сравнению с существующими протоколами.

Что такое нулевик, и как он предотвращает двойные траты?

При осуществлении платежа отправитель передает транзакцию непосредственно получателю. Небольшой фрагмент данных, полученный из транзакции, записывается в блокчейн, и называется нуллификатором.

Полные узлы в сети должны выполнять только одну проверку подписи Шнорра для каждого нулевого CSV-нуллификатора. Получатель проверяет валидность токена и удостоверяется, что нуллификатор находится в блокчейне, чтобы предотвратить двойные траты.

У других протоколов CSV также есть нулевые значения, но во многих случаях они представляют собой полные транзакции Биткойн, а не происходят от «случайных блобов», как у нас здесь. Нулевые значения CSV с защитой делают анализ цепочки сложнее.

Требуется ли для защищенного CSV мягкий или Хардфорк?

Защищенный CSV не требует мягкого или жесткого форка. Он работает с Биткойн как есть. CSV разделяет проверку транзакций от правил консенсуса, обеспечивая гибкость без изменения основного Протокола. Поскольку блоки Биткойна могут хранить любой тип данных, различные Протоколы CSV, такие как RGB, Taproot Assets или несколько версий Защищенного CSV, могут сосуществовать без конфликтов.

Узлам не нужно отклонять блоки, содержащие незнакомые данные. Вместо этого им необходимо только интерпретировать данные на стороне «клиента», если они имеют к ним отношение. Отводя проверку транзакций, основная роль блокчейна сводится к подтверждению данных транзакции в согласованном ордере и предотвращению двойных трат.

Может ли защищенный CSV позволить мне совершать транзакции в Биткойн?

Shielded CSV работает как отдельное, используя блокчейн Биткойн для записи нулефикаторов и предотвращения двойных трат в рамках Протокола CSV. Однако для интеграции его непосредственно с Биткойн и обеспечения безопасных транзакций все еще требуется мостовое решение. Текущий Протокол не углубляется в то, как может функционировать мостовое решение с BitVM, но это направление все еще находится в активной стадии исследований.

В настоящее время, мост можно построить с помощью доверенной стороны или федерации, но конечная цель - полностью бездоверительный, исключающий необходимость в посредниках. Достижение этой цели означает истинное, беспроблемное взаимодействие между Биткойном и Защищенным CSV, позволяя пользователям наслаждаться улучшенной конфиденциальностью без ущерба для бездоверительных ценностей Биткойна. Это сложная задача, но которая может переопределить масштабирование Биткойна и обеспечить безопасность его транзакций.

Прочитайте полный документ

Протокол Shielded CSV предлагает подход к улучшению масштабируемости и конфиденциальности Биткойн, что потенциально может привести к наступлению новой эры более эффективных пиринговых транзакций. Перенося проверку транзакций на сторону клиента, он значительно снижает объем данных в блокчейне, позволяя увеличить пропускную способность транзакций и улучшить конфиденциальность, не требуя жесткого или мягкого форка. Если вас интересует более подробное описание работы этого протокола и связанных с ним компромиссов, настоятельно рекомендую вам ознакомиться со всей статьей «Shielded CSV: Private and Efficient Client-Side Validation». Возможно, это и есть будущее Биткойн.

Это гостевая статья от Киары Бикерс. Мнения, выраженные, являются исключительно их собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc или Журнала Биткойн.