Itt az új Bitcoin-protokoll, ami mindent megváltoztat

Bevezetés

A Bitcoin fejlesztése napjainkban két fő kérdésre összpontosít: (1) a méretezhetőség és (2) az adatvédelem. A Bitcoinra vonatkozó szokásos javaslatok új opkódok és szkriptelési eszközök hozzáadását foglalják magukban. Most azonban egy régi ötlet tér vissza, amely a tranzakciókat még privátabbá és peer-to-peer módon biztonságosabbá teheti. Jelenleg minden Bitcoin-tranzakciót a teljes hálózatra sugároznak a hitelesítés érdekében. Ez hatékony módja a dupla költések megakadályozásának, azonban több információt tesz közzé, mint ami feltétlenül szükséges. Ez növeli a számítási terhelést, emeli a költségeket, és megnehezíti a rendszer méretezhetőségét. Mi lenne azonban, ha a tranzakciós folyamat egy részének kliensoldali áthelyezése nemcsak a hatékonyságot javítaná, hanem egy teljesen új korszakot nyitna meg a Bitcoin adatvédelmében?

A Blockstream nemrégiben publikált tanulmányában az Alpen Labs és a ZeroSync együttműködésével bemutatta a Shielded CSV protokollt, amely a kliensoldali érvényesítés (CSV) egy továbbfejlesztett változata. És valódi privát tranzakciókat kínál. Ez az új protokoll jelentős lépést jelent a Bitcoin-tranzakciók adatvédelmének növelésében. És néhány további intézkedés bevezetésével lehetőséget nyújt arra, hogy a tranzakciós kapacitást 11-ről akár 100 másodpercenkénti tranzakcióra növeljük..

Ez a bejegyzés áttekintést nyújt a Shielded CSV protokollról, amelynek célja az első réteg blokklánc teljesítményének javítása, miközben teljes mértékben kompatibilis marad a Bitcoinnal. Jonas Nick, Liam Eagen és Robin Linus közös munkájának eredménye. Íme a Shielded CSV háttere és az ok, amiért potenciálisan mindent megváltoztathat.

Bitcoin akkor és most

A kettős költés problémája: hogyan oldotta meg a Bitcoin

A Bitcoin előtt széles körben elfogadott nézet volt, hogy megbízható digitális valuta létrehozása lehetetlen megbízható közvetítő nélkül. A kettős költés problémája miatt nem volt mód annak biztosítására, hogy egy digitális érmét ne lehessen többször elkölteni. Ez egy alapvető hiányosság volt, ami megakadályozta a digitális valuta létrejöttét.

Aztán 2009-ben Satoshi megoldotta ezt a problémát egy közös nyilvános főkönyv, a blokklánc bevezetésével. Ahelyett, hogy egyetlen megbízható hatóságra támaszkodna, a Bitcoin egy közös nyilvános főkönyvet használó csomópontok hálózatára épül, ahol minden tranzakció rögzítve és hitelesítve van. Ez a rendszer biztosítja, hogy minden érme egyedi legyen, így lehetetlenné válik ugyanazt az érmét kétszer elkölteni.

Amikor egy BTC Price -tranzakciót hozzáadnak a lánchoz, a folyamat a következőképpen zajlik:

1. A felhasználó pénztárcája aláírja a tranzakciót, és közvetíti azt a Bitcoin-hálózatba.
2. A hálózat teljes csomópontjai ellenőrzik a tranzakciót, biztosítva, hogy minden rendben legyen.
3. A tranzakció ezután bekerül egy blokkba, amelyet megerősítenek, és véglegesen rögzítenek a közös nyilvános főkönyvben.

Az érvényesítés során a csomópontok ellenőrzik, hogy az érmék valóban léteznek-e, megvizsgálják az aláírás érvényességét, és betartatják a kritikus kettős költési szabályt. Biztosítva, hogy minden érmét csak egyszer költsenek el. A főkönyv egész célja a rend fenntartása, egyértelműen megmutatva, hogy ki birtokolja az egyes érméket, és mikor mozdultak meg.

A főkönyv célja, hogy a tranzakciókat sorrendben tartsa, egyértelművé téve, ki milyen érméket birtokol, és azokat mikor küldték el.

A Bitcoin kezdeti megjelenése óta a fejlesztők folyamatosan visszatérnek ugyanahhoz a kérdéshez. Valóban ez a legjobb és legprivátabb módja a tranzakciók kezelésének? Hogyan tehetjük a rendszert egyszerűbbé, hatékonyabbá és még privátabbá?

Egy adatvédelmi probléma: Nyilvános tranzakciók

A Bitcoin legnagyobb adatvédelmi kihívása, hogy a tranzakciók nyilvánosan elérhetőek a blokkláncon. Satoshi már a kezdetektől felismerte ezt a sebezhetőséget. Az eredeti fehér könyvben egyszerű megoldást javasolt: a felhasználóknak minden tranzakcióhoz új kulcsot kellene létrehozniuk, és kerülniük kellene a címek újrafelhasználását.

Az ötlet az volt, hogy nehezebbé tegye a tranzakciók egyetlen tulajdonoshoz történő visszakövetését. A gyakorlatban azonban – az összetett blokklánc-elemzési módszerek révén – a magánszféra megőrzése ma már sokkal nehezebb, mint amilyennek tűnik. Még új címekkel is, a tranzakciók összekapcsolása és a minták azonosítása egyszerűbbé vált azok számára, akik a felhasználói tevékenység nyomon követésére törekednek.

Erre válaszul olyan adatvédelemre összpontosító protokollok, mint például a Zcash, új megközelítéseket vezettek be a tranzakciós részletek elrejtésére, fejlettebb kriptográfia és például zk-SNARK-ok alkalmazásával. Ezek a módszerek azonban jelentős kompromisszumokkal járnak: a tranzakciók nagyobbak, ami megnehezíti és költségesebbé teszi a csomópontok számára a hitelesítési folyamatot.

Egy kommunikációs probléma: Hatékonytalan kommunikáció

A Bitcoin rendszerében a bányászat két alapvető célt szolgál: (1) a tranzakciók nyilvános közzétételének bizonyítását és (2) a tranzakciók sorrendjének konszenzus általi biztosítását. Azonban a Bitcoin rendszerében ezek a fő funkciók összefonódnak kevésbé lényeges feladatokkal, mint például a tranzakciók érvényesítése és az érmék kibocsátása.

Minden blokkláncban, legyen az Bitcoin, Ethereum, Zcash vagy Dogecoin, a tranzakciós folyamat mindig ugyanaz: a pénztárcák aláírják a tranzakciókat, közvetítik azokat a hálózatban, és a teljes csomópontok hitelesítik őket. De vajon valóban szükséges minden egyes tranzakciót közvetlenül a blokkláncon hitelesíteni?

Úgy gondoljuk, van ennél jobb megoldás. Ez az ötlet egy 2013-as felismeréshez vezethető vissza, amikor Peter Todd először említette a kliensoldali érvényesítést (CSV). Ebben a levelezőlistás bejegyzésben felteszi a kérdést:

Ha csupán a közzététel bizonyítékára és a tranzakciók sorrendjének konszenzusára hagyatkozunk, létrehozhatunk egy működő rendszert? Meglepő módon, a válasz igen!

Ahelyett, hogy minden teljes csomópont minden egyes tranzakciót hitelesítene, a CSV lehetővé teszi, hogy érméket közvetlenül az érvényesség bizonyítékával küldjünk el a címzettnek. Ez azt jelenti, hogy még ha egy blokk érvénytelen tranzakciót is tartalmaz, a teljes csomópontok nem fogják elutasítani azt. Az eredmény? Kevesebb on-chain kommunikáció és egy összességében hatékonyabb rendszer.

CSV: Egy peer-to-peer méretezési megoldás

A CSV a tranzakciók hitelesítésének felelősségét áthelyezi a hálózat minden egyes csomópontjáról az egyes tranzakciók fogadóira. Ezzel a Bitcoint még inkább peer-to-peer alapúvá téve. Képzeljük el, hogy nem lenne szükség a teljes tranzakciós adatok blokkláncon történő tárolására. A részletes, személyazonosításhoz köthető tranzakciók helyett csak egy egyszerű, 64 bájtos „nullifikálót” látnánk, amely teljesen jelentéktelen lenne bárki számára, aki a blokklánc nyilvános nyilvántartását vizsgálja. Azonban a küldő és a fogadó számára releváns információval bírna.

Amikor minden csomópontnak minden egyes tranzakciót hitelesítenie kell az torlódást okoz a hálózatban és lassítja annak működését. A tranzakciók kliensoldali érvényesítésére való áttéréssel a blokkláncon tárolt adatmennyiség jelentősen csökkenthető—az átlagos 560 súlyegységről (WU) közel 64 WU-ra, ami körülbelül 8,75-ször kisebb adatmennyiséget jelent, így a rendszer egyszerűbbé és hatékonyabbá válik.

Ez a protokoll jelentős méretezhetőségi előnyt biztosít a Bitcoin számára, lehetővé téve közel tízszer több tranzakció feldolgozását. Akár 100 tranzakciót másodpercenként.

A Bitcoin jövője

Valószínűleg arra gondolsz:

Ez mind remekül hangzik, de hogyan működik ez valójában, és mik a kompromisszumok?

Hogyan teszi a Shielded CSV privátabbá a Bitcoint?

A CSV protokollok általában javítják a blokklánc tranzakciók átláthatóságával szembeni adatvédelmet, mivel egyes információkat kliensoldalra helyeznek át. Azonban a hagyományos CSV protokollokban, mint az RGB és a Taproot Assets, amikor egy érmét küldenek, mind a küldő, mind a fogadó láthatja a teljes tranzakciós előzményeket.

A Shielded CSV esetében zk-SNARK-szerű sémákat alkalmazunk a bizonyítékok „tömörítésére”, így biztosítva, hogy semmilyen tranzakciós információ ne szivárogjon ki. Ez azt jelenti, hogy a tranzakciós előzmények rejtve maradnak, jobb adatvédelmet nyújtva a meglévő protokollokhoz képest.

Mi az a nullifikátor, és hogyan akadályozza meg a kettős költést?

Fizetéskor a küldő közvetlenül a fogadónak adja át a tranzakciót. A tranzakcióból származó kis adatdarab – amelyet nullifikátornak nevezünk – kerül rögzítésre a blokkláncon.

A hálózat teljes csomópontjainak csak egyetlen Schnorr-aláírás hitelesítésére van szüksége minden Shielded CSV nullifikátor esetében. A fogadó ellenőrzi az érme érvényességét, és meggyőződik róla, hogy a nullifikátor szerepel a blokkláncon, ezáltal megelőzve a kettős költést.

Más CSV protokollokban is léteznek nullifikátorok, de sok esetben ezek teljes Bitcoin tranzakciók, és nem származtatott „véletlenszerű adathalmazok,” mint itt. A Shielded CSV nullifikátorok megnehezítik a blokklánc-elemzést.

Lehetővé teszi a Shielded CSV a Bitcoin tranzakciókat?

A Shielded CSV egy különálló rendszerként működik, a Bitcoin blokkláncot használva nullifikátorok rögzítésére és a CSV protokollon belüli kettős költések megakadályozására. Azonban ahhoz, hogy közvetlenül integrálódjon a Bitcoinhoz és lehetővé tegye a zökkenőmentes tranzakciókat, szükség van egy összekötő megoldásra. A jelenlegi protokoll nem részletezi, hogy a BitVM-mel való összekapcsolás hogyan működhetne, de ez a terület aktív kutatás alatt áll.

Jelenleg a kapcsolat egy megbízható fél vagy egy szövetség segítségével valósítható meg, de a végső cél egy teljesen megbízhatatlan (trustless) rendszer létrehozása, amely teljesen kiküszöböli a közvetítők szükségességét. Ezzel elérhetővé válna a Bitcoin és a Shielded CSV közötti valódi, zökkenőmentes interakció, amely lehetővé tenné a felhasználók számára a fokozott adatvédelmet, anélkül hogy veszélyeztetnék a Bitcoin közvetítők nélküli elvét. Ez egy összetett kihívás, de olyan lehetőség, amely újradefiniálhatja a Bitcoin méretezhetőségét és tranzakcióinak biztonságát.

Olvasd el a teljes tanulmányt

A Shielded CSV protokoll egy új megközelítést kínál a Bitcoin méretezhetőségének és adatvédelmének javítására, amely hatékonyabb peer-to-peer tranzakciókat eredményezhet. A tranzakciók érvényesítésének kliensoldalra történő áthelyezésével jelentősen csökkenti az on-chain adatmennyiséget. Így nagyobb tranzakciós áteresztőképességet és fokozott adatvédelmet biztosít, mindehhez pedig nincs szükség hard vagy soft forkra. Ha szeretnél többet megtudni arról, hogyan működik ez a protokoll és milyen kompromisszumokkal jár, akkor olvasd el a teljes tanulmányt: Shielded CSV: Private and Efficient Client-Side Validation. Ez lehet a Bitcoin jövője.

Az eredeti cikk angol nyelven a Bitcoin Magazine-ban olvasható.

Megjelent a BitcoinBázis oldalon.