比特幣技術堆疊的進化之路:克服重重阻礙、擁抱創新

買賣虛擬貨幣

自比特幣誕生以來的十多年時間中,比特幣生態系統吸引的開發者投入了大量精力來改進和更新其底層程式碼庫。在外人來看,比特幣幾乎沒有發生什麼改變,這主要歸功於定義比特幣貨幣屬性的核心共識機制,如通脹演算法和固定供應總量一直保持不變。

(圖片來源:pxhere

不同“分裂派”再三試圖改變比特幣的核心特性,但迄今為止,他們的所有啟圖都以失敗告終。上述“鬥爭過程”突顯並鞏固了比特幣的兩大優點:1.沒有哪一方能夠決定比特幣的發展;2.無中心化控制保護了比特幣的貨幣屬性。

跨越重重發展障礙

由於比特幣已經成為了一種頗受歡迎的價值儲存方式,相比其他數字資產,開發者在比特幣上開發軟體要更具挑戰性。為了不破壞比特幣作為價值儲存手段的核心價值,開發者被限制在一定的範圍內對比特幣進行“更改”。

儘管如此,比特幣網路仍有可能進行不斷創新。只不過這一過程需要開發者的創造力和耐心。

由於改變比特幣的核心層需要一個準政治(quasi-political)過程,而該過程可能會損害比特幣的貨幣屬性,因此在比特幣網路上進行的創新通常以模組的形式實現。這種開發類似於網際網路的協議套件,不同的協議層專門負責特定的功能。比如,SMTP協議處理電子郵件,FTP協議處理檔案,HTTP協議處理網頁,IP協議處理使用者地址,TCP處理路由等。隨著時間的推移,這些子協議在不斷演化著,從而創造出網際網路今天所擁有的極佳體驗。

Blockchain Capital的Spencer Bogart簡明扼要地表達了比特幣的這一發展趨勢:我們現在正在見證比特幣自身協議套件的發展。比特幣核心層的不靈活性催生了幾個專門用於各種應用的附加協議,比如閃電網路的支付通道標準BOLT。比特幣上的創新是有活力、且相對安全的,因為這種方法儘可能使創新的潛在風險降到了最低。

下圖反映了比特幣上所有相對較新的舉措,展示了較為完整的比特幣技術堆疊。當然,下圖並沒有涵蓋所有的創新技術,並且我們對圖中技術持中立態度。從第二層技術到新興的智慧合約解決方案,比特幣的創新正在全面推進,這一點讓人印象深刻。

第二層網路

最近有很多討論談到了閃電網路的使用率這一問題,閃電網路是人們關注度最高的比特幣第二層網路技術。批評人士經常指出,評估閃電網路的使用者使用情況後發現,閃電網路的通道數量和鎖定的比特幣總量出現了明顯的下滑。然而,這些衡量標準並不能反映閃電網路的真實採用情況。

閃電網路最被低估的優點之一就是它的隱私屬性。因為進行閃電網路交易並不依賴於全球所有的節點。使用者透過使用額外的技術和覆蓋網路(如Tor)可以進行隱私交易。在私人通道內發生的交易活動不會顯示在閃電網路的瀏覽器中。同樣,閃電網路的隱私交易越來越多,那麼其可供公開測量的資料就減少,這導致一些觀察者錯誤地得出閃電網路採用量減少的結論。雖然閃電網路在廣泛採用之前必須要克服大量的可用性障礙,但是使用具有誤導性的指標來斷言閃電網路的狀態是不可取的。

第二層網路在隱私方面的另一個最新進展是WhatSat的建立,這是一個基於閃電網路的隱私訊息系統。該專案是閃電網路守護程序(LND)的一個修改版本,它可以透過閃電網路的微支付,讓私有訊息中繼器的相關服務獲得報酬。LND的創新,比如開發者最近對Lightning -Onion(閃電網路的洋蔥路由協議)的改進,使得這種去中心化、防審查和防垃圾郵件的聊天成為可能。

還有其他幾個專案利用了閃電網路具有隱私屬性的微支付功能,從支援閃電網路的雲端計算VPS到透過微交易獲得廣告收入的影象託管服務。簡單來說,我們將比特幣的第二層網路定義為一套應用程式,它可以把比特幣的基礎層當做法院,讓它來調解外部事件並解決爭端。除了閃電網路,還有一些專案的資料也錨定在比特幣區塊鏈上,比如微軟等公司在比特幣的基礎上率先推出了去中心化的身份識別系統。

智慧合約

一些專案試圖以一種安全且負責的方式將智慧合約的功能嵌入到比特幣網路中。這是一項重大進展,因為在2010年,當一系列漏洞被揭露後,幾個最初的比特幣操作碼被中本聰從協議中移除(中本聰禁用了比特幣程式語言Script的部分功能)。

多年來的經驗顯示,使用智慧合約存在重大的安全風險。比如虛擬機器(處理操作碼的集體驗證機制)的功能越多,它的程式就越不可預測。然而,一些新的智慧合約體系結構正在解決上述問題,它們可以在提供強大功能的同時降低合約的不可預測性。

一種名為“Merklized Abstract Syntax Trees (MAST)”的比特幣智慧合約的新方法,讓越來越多的人開始支援在比特幣網路上部署智慧合約。MAST的實現包括了Taproot,它支援將整個應用程式表示成Merkle樹的形式,其中樹的每個分支表示不同的執行結果。

最另一項創新是一種新型比特幣交易合約(輸出條件)的實施架構。該框架最初來源於Greg Maxwell在2013年提出的一個思想實驗,它可以限制比特幣餘額的使用方式。雖然這個想法已經存在了近6年,但在Taproot出現之前,想實現這個合約是不切實際的。目前,一個名為OP_CHECKTEMPLATEVERIFY的新操作碼(以前稱為OP_SECURETHEBAG)正在利用這項新技術,方便在比特幣網路中安全實施合約。

此外,上述合約在放貸(或許還有基於比特幣的衍生品)方面非常有用,因為它們能夠在特定的比特幣交易餘額上實施收回等政策。該技術對比特幣可用性的潛在影響遠遠超出了貸款。合約允許實施比特幣金庫(Bitocin Vault)之類的功能,該功能相當於在使用者託管比特幣時提供了第二份私鑰,如果駭客攻託管資金,託管使用者可以“凍結”被盜資金。

使上述這些智慧合約新方法成為可能的技術基礎是Schnorr簽名。還有一些更尖端的技術正在形成理論,比如Scriptless Scripts,它可以使完全私有、可擴充套件的比特幣智慧合約以數字簽名、而不是操作碼的形式表示。這些新方法可能讓跟多智慧合約應用程式建立在比特幣網路上。

挖礦

比特幣在挖礦協議方面也有一些有趣的發展。儘管比特幣挖礦中心化的問題經常被人們嚴重誇大,但礦池運營方所保留的算力結構確實可以使比特幣網路進一步去中心化。

礦池運營方可以選擇所有礦池成員挖出哪些交易,這賦予了他們相當大的權力。隨著時間的推移,一些運營方濫用這一權力,他們審查交易,挖出空塊並重新分配雜湊算力。

為了顛覆礦池運營方在挖礦過程中的控制權問題,開發者對挖礦協議進行了更改。比特幣挖礦協議的最重大變化之一是Stratum的第二個版本,這是礦池中最常用的協議。Stratum 實現了BetterHash(一個二級協議)的全面改進,它允許礦工們決定他們所挖區塊的組成。

另一個有助於提高比特幣穩定性的發展是重新點燃了礦工對雜湊速率和難度的興趣。對於那些希望對沖雜湊速率和難度調整波動的礦工們來說,這一點可能特別有用。

隱私

與外界的一些觀點相反,有大量協議可以為比特幣網路帶來可供選擇的隱私屬性。但是,在未來幾年的時間裡,比特幣的隱私性技術可能仍然難以落地。

大解決方案的不成熟成為了數字資產隱私交易的最大障礙。而那些專注於交易隱私性的隱私資產常常忽略了網路級別的隱私性,反之亦然。

值得慶幸的是,有幾個專案在這兩個方面都有所突破。

P2EP和CheckTemplateVerify之類的解決方案在處理隱私交易所時有不錯的效果。作為一種新穎的CoinJoin方法,這些解決方案可以促進使用者採用隱私交易,當然,使用者的動機僅僅是交易費用少了。那些類似於Coinjoin的技術,其隱私保證仍然不是最優的,因為它們沒有遮蔽交易的傳送數量,但是這些技術保持了比特幣供應的可稽覈性。

比特幣在P2P通訊的隱私保護方面也取得了相當大的進展,像Dandelion這樣的協議正在加密網路上進行測試。另一個值得注意的開發是Erlay,它是一種替代的交易中繼協議,可以提高隱私通訊的效率,並減少執行節點的開銷。Erlay是一個重要的改進,因為它提高了效率,使更多使用者能夠輕鬆完成任務並持續驗證區塊鏈網路,特別是在ISP頻寬有上限的國家。

比特幣的技術創新之路才剛剛開始

這些例子只是改變比特幣框架的少數舉措。總的來說,比特幣是一套不斷進化的協議。

雖然對開發者來說,在一套要求相對嚴格的規則中進行創新發展是具有挑戰性的,但是我們所看到的分層方法使漸進的、有效的變更成為可能。減少比特幣內部的“政治活動”,保護其基本的貨幣屬性,是這一發展過程的必要環節。開發者正在學習如何以一種更有意義的方式在規定的框架內展開工作。

上述觀點、想法和意見僅為作者個人觀點。

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