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中本聪消失的十年间 比特币有哪些技术进步?

5 月 20 日深夜,Whale Alert 发布了一个震动社区的消息:很可能属于中本聪钱包内的比特币发生了移动。

根据比特币链上信息,一个区块高度为 3654 区块中的 50 个比特币,从地址 17XiVVooLcdCUCMf9s4t4jTExacxwFS5uh 转移到了新的地址,而该区块在 2009 年 2 月 10 日就被挖出。

随后,Primitive Ventures 联合创始人 Dovey Wan 在微博表示:区块高度 3654(2009 年 2 月份)是个远古大神的币,而不是中本聪。Coin Metrics 联合创始人 Nic Carter 也发推表示,经研究表明中本聪开采了一组特定的区块,而这不是其中一个,区块 3654 不是 Patoshi 模式。

Patoshi 模式 是由 RSK 软件设计师塞尔吉奥·德曼·勒纳 (Sergio Demain Lerner) 开发,为我们大致提供了比特币在最初几个月的开采情况。该模型显示,由于比特币代码的一个老缺陷使得 Patoshi 开采的区块与其他矿商的 nonce 模式不同。

Patoshi 模式(蓝色)和剩余的矿工模式(绿色)

中本聪在 2009 年为我们留下比特币后就消失无踪,但在过去的十多年见,比特币生态系统已经有了长足的发展,吸引了开发人员花费数千小时来改进和修补了其大部分基础代码。同时,比特币在很大程度上又保持了一致性,定义其货币属性的核心共识规则(如算法通胀和硬编码供给)始终保持不变。

很多派系一次次地试图改变这些核心属性,但迄今为止都以失败告终。这通常是一个痛苦的过程,但也突出并巩固了比特币的两个最大优势:没有任何一方可以决定比特币的演变和中心控制的缺失保护了比特币的货币属性。

让比特币成为一种流行现象的价值,也同样让基于比特币的软件开发比其他任何数字资产都更具挑战性。开发人员被限制了他们能够改变的范围,以免破坏其作为价值存储的机制。

尽管如此,比特币的创新仍然是可能的,不过正如我们接下来的例子,它需要创造力和耐心。

比特币技术栈的演变

由于改变比特币的核心层需要一个准政治过程,这可能会侵犯它的货币属性,因此创新通常会通过模块的方式来实现。这类似于互联网协议套件的发展,不同的协议层负责不同的特定功能。电子邮件通过 SMTP 协议处理,文件通过 FTP 协议处理,网页通过 HTTP 协议处理,用户地址通过 IP 处理,数据包以及路由通过 TCP 协议处理。随着时间的推移,每一个协议都在不断演变,从而也创造出了我们今天的互联网体验。

Blockchain Capital 的 Spencer Bogart 简要地描述了这一发展:我们正在见证比特币自身协议套件的开始。比特币核心层的缺乏灵活性也催生了几个专门针对各种应用的附加协议,比如用于支付通道的闪电网络的 BOLT 标准。这种分层方法最大限度地减少了潜在的风险,这让创新既能充满活力又相对安全。

下图试图描绘出所有相对较新的倡议,并展示了比特币技术栈的更完整的演示。它并非详尽无遗,也不表示对某种具体倡议的认可。然而,令人印象深刻的是,创新已经开始从 L2 层技术全方位推进到新兴的智能合同解决方案。

L2 层

最近有很多关于比特币 L2 层采用闪电网络的讨论。批评者通常指出,在评估闪电网络的用户采用率时,通道数量和被锁定的比特币总量明显下降。然而,这些指标并不是衡量采用率的最权威指标。

闪电网络最被低估的优点之一是其直接的隐私属性。由于它不依赖于全局状态协调(即它自己的区块链),因此,用户可以使用额外的技术和网络叠层进来行私下交易,比如 Tor。发生在私人通道内的活动不会被流行的闪电网络浏览器捕捉到。因此,闪电网络的私人使用量的增加导致了可以公开测量数量的减少,导致浏览器得出使用率下降的错误结论。的确,闪电网络必须克服实质性的可用性障碍之后才能获得广泛的应用,我们也要停止使用误导性的指标来判断网络的当前状态。

L2 层隐私领域的另一个最新进展是 WhatSat 的创建,它是一个基于闪电网络的私有信息系统。这个项目是闪电网络守护进程(LND)的一个修改版,它允许连接通信实体的私有消息中继者可以为其服务获得小额支付的补偿。这种去中心化、抗审查和防垃圾邮件的聊天方式得益于 LND 自身的创新,比如 最近改进 的 Lightning-onion,闪电网络自己的洋葱路由协议。

还有其他几个项目利用闪电网络的私有微支付功能为众多应用程序提供支持,从闪电网络驱动的云计算 VPS 到通过微交易分享广告收入的网络相册。更广泛地说,我们将 L2 定义为一套应用程序,可以使用比特币基础层作为调解外部事件和纠纷的法庭。因此,锚定比特币区块链的数据主题超越了闪电网络,微软等公司开创了基于比特币的去中心化身份识别系统。

智能合约

有一些项目试图以一种安全和负责任的方式将富有表现力的智能合约功能带回到比特币。这是一个重大进展,因为从 2010 年开始,从协议中移除几个原始的比特币操作码(决定比特币能够计算什么的操作)。在此之前,一系列的漏洞被发现,导致中本聪禁用了比特币的编程语言 Script 的一些功能。

多年来,人们逐渐认识到,具有高度表达能力的智能合约伴随着重大的安全风险。按照一般的经验法则,向虚拟机引入的功能越多(处理操作码的集体验证机制),其程序就越不可预测。但在最近,我们看到了智能合约架构的新方法,这种架构可以最小化不可预测性,并提供大量的功能。

随着新的智能合约方法 Merkized Abstract Syntax Trees(MAST)的出现,引发了一波支持比特币智能合约的新技术浪潮。Taproot 是 MAST 结构最突出的实现之一,它允许将整个应用程序表示为 Merkle 树,树的每个分支代表不同的执行结果。

最近重新浮出水面的另一个有趣的创新是一种新架构,用于执行比特币交易的合约或支付条件。2013 年,Greg Maxwell 最初提出了一个思想实验,合约是一种限制余额使用方式的方法,即使它们的保管权发生了变化。虽然这个想法已经存在了近六年,但是在 Taproot 出现之前,合约是不切实际的。目前,一个名为 OP_CHECKTEMPLATEVERIFY 的新操作码正在利用这项新技术,使合约能够在比特币中安全实施。

乍看之下,合约在借贷(或许还包括基于比特币的衍生品)方面非常有用,因为它们能够在具体的比特币账户余额上实施追回等政策。但它们对比特币可用性的潜在影响远远超出了借贷。合约可以允许实施比特币金库(Bitcoin Vaults)之类的东西,在保管的情况下,这类东西提供了相当于第二个私钥的东西,允许被黑客攻击的人“冻结”被盗资金。

从本质上讲,Schnorr 签名技术使所有这些智能合约的新方法成为可能。目前甚至还有一些更前卫的技术正在理论化,比如无脚本脚本,它可以使完全私有和可扩展的比特币智能合约表示为数字签名,而不是操作码。这些新方法有可能使新颖的智能合约应用程序构建在比特币之上。

挖矿协议

在挖矿协议方面也有一些有趣的进展,特别是用于矿池成员使用的协议。尽管比特币挖掘中的集中化问题经常被夸大,但一些矿池运营商保留下来的权力结构的确可以进一步去中心化。

换一句话说,矿池运营者可以决定所有矿池成员将挖掘哪些事务,这赋予了他们相当大的权力。随着时间的推移,一些运营商通过审查交易、挖掘空块以及重新分配哈希的方式来滥用这种权力,而所有这些都没有得到矿池成员的授权。

对挖矿协议的修改旨在打破这种矿池权力结构。比特币挖矿最重要的变化之一是 Stratum 的第二版,这也是矿池中最流行的协议。Stratum V2 是一个彻底的改进,它实现了 BetterHash 辅助协议,使采矿池成员能够决定他们将要开采的区块组成,而不是反过来。

另一个有可能提高稳定性的进展是重新引发了人们对哈希率和难度衍生品的兴趣。对那些希望通过哈希率波动和难度调整进行对冲的采矿操作来说,这些方法可能尤其有用。

隐私

与一些论点相反,有很多新兴的协议可以为比特币带来可选的隐私。尽管如此,在未来的几年里,比特币的隐私很可能仍然只是一门艺术而不是一门科学。

更广泛地说,数字资产私人交易的最大障碍是大多数解决方案仍然不成熟。关注交易图隐私的隐私资产常常忽视网络级隐私,反之亦然。这两个向量都缺乏成熟度和使用率,这使得通过点对点(P2P)网络层或区块链层进行统计追踪分析时,更容易让交易去匿名化。

值得庆幸的是,有几个项目在这两方面都有所突破。

当涉及到交易图的隐私性时,像 P2EP 和 Check Template Verify 这样的解决方案都很有趣,因为隐私成为效率的副产品。由于这些都是 CoinJoin 的新增内容,这些解决方案可以吸引更多用户采用隐私交易,因为被更低的交易费用所驱动。在 CoinJoin 模式下,他们的隐私保障仍然是次优的,但是对无屏蔽的发送金额仍然有益,因为他们保留了比特币供应的可审计性。

如果降低交易费用成为一个动力,并导致比特币匿名集的增加,那么通过统计分析进行去匿名化将比现在更主观。

在 P2P 通信的隐私方面也取得了相当大的进展,像 Dandelion 这样的协议正在通过加密网络进行测试。另一个值得注意的是 Erlay,一种可选择的交易中继协议,它提高了私有通信的效率,减少了运行节点的开销。Erlay 是一个重要的改进,因为它的效率改进使更多的用户能够更容易地完成 IBD 并持续验证区块链,特别是在那些互联网服务提供商限制带宽的国家。

新的开始

上述只是少数几个改变比特币框架的举措。从整体上看,比特币是一套不断发展的协议。

对开发人员来讲,在一组相对严格的规则和价值观中进行改变非常具有挑战性,但是我们所看到的分层方法使得渐进的、有效的改变成为可能。最小化比特币的政治性并保护其基本的货币属性是这个过程的必要部分。开发人员正在学习如何以一种有意义的方式在这些范围内工作。

延伸阅读:

https://cointelegraph.com/news/the-evolution-of-bitcoins-technology-stack

中本聪没有出现 但比特币的“进化”从未停下

作者 | LUCAS NUZZI

译者 | 良言

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