Introdução

Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia blockchain, o Bitcoin evoluiu além de ser apenas uma criptomoeda. Seu ecossistema está constantemente se expandindo e aprofundando. O ecossistema de escalabilidade do Bitcoin inclui uma variedade de soluções e aplicativos de Camada 2, que aprimoram a velocidade e eficiência das transações do Bitcoin e suportam áreas emergentes como contratos inteligentes, finanças descentralizadas (DeFi) e tokens não fungíveis (NFTs). Essas inovações ampliaram os casos de uso do Bitcoin, indo além do armazenamento de valor e pagamentos peer-to-peer para atender a necessidades mais complexas e diversas, impulsionando assim o progresso em toda a indústria de blockchain.

No entanto, com essa expansão, questões de segurança têm surgido gradualmente. Novas tecnologias e aplicativos trazem mais riscos e desafios potenciais. Garantir a segurança do sistema ao mesmo tempo em que melhora a funcionalidade tornou-se uma preocupação crítica. Vulnerabilidades de segurança, incidentes de ataque e falhas técnicas ameaçam não apenas a segurança dos ativos dos usuários, mas também a estabilidade e confiabilidade geral da rede Bitcoin. Neste artigo, a ScaleBit, sob o guarda-chuva da BitsLab, irá mergulhar no desenvolvimento do ecossistema em expansão do Bitcoin, nos incidentes de segurança que enfrenta e nas perspectivas de melhoria da segurança. Ao analisar as soluções tecnológicas atuais e os desafios de segurança, o objetivo é fornecer insights valiosos e recomendações para o desenvolvimento contínuo do ecossistema do Bitcoin, garantindo que ele permaneça altamente seguro e confiável à medida que se expande.

O Ecossistema Estendido do Bitcoin

O que é o Ecossistema Estendido do Bitcoin?

O Ecossistema Estendido do Bitcoin refere-se às diversas soluções e ecossistemas de aplicativos desenvolvidos em torno da rede fundamental do Bitcoin. Embora o Bitcoin tenha sido inicialmente projetado principalmente para pagamentos entre pares e como reserva de valor, avanços na tecnologia blockchain têm incentivado a comunidade Bitcoin e os desenvolvedores a explorar maneiras de aprimorar sua funcionalidade. Esses esforços se concentram em contratos inteligentes, finanças descentralizadas (DeFi), tokens não fungíveis (NFTs) e soluções de dimensionamento de transações mais eficientes.

Como funciona o ecossistema estendido do Bitcoin?

O Ecossistema Estendido do Bitcoin opera por meio de várias tecnologias de escalabilidade e protocolos construídos em cima ou ao lado da Bitcoin mainnet. Essas inovações permitem que o Bitcoin suporte uma gama mais ampla de aplicativos. Tecnologias críticas dentro do ecossistema incluem:

(1) Lightning Network

A Lightning Network é uma das soluções de Camada 2 mais maduras e amplamente utilizadas para o Bitcoin. Ao estabelecer canais de pagamento, ela move um grande número de pequenas transações fora da cadeia, aumentando significativamente a velocidade das transações do Bitcoin e reduzindo as taxas de transação.

Tendências:
A infraestrutura da Lightning Network está em constante evolução, com uma experiência de usuário aprimorada e um número crescente de comerciantes que aceitam pagamentos em Lightning.

Desafios:
A gestão de liquidez e a eficiência de roteamento continuam a ser áreas que necessitam de uma otimização adicional, especialmente para cenários de transações de alto valor.
Esses esforços destacam o potencial do Bitcoin de transcender suas limitações originais e abraçar um papel mais versátil no ecossistema blockchain.

(2) Rede Liquid (LQ)

A Liquid Network é uma sidechain construída na plataforma de blockchain de código aberto Elements, projetada para permitir transações mais rápidas entre exchanges e instituições. Governada por uma federação distribuída de empresas Bitcoin, exchanges e outros interessados, a Liquid Network emprega um mecanismo de pino de duas vias para converter BTC em L-BTC e vice-versa.

Liquid suporta transações confidenciais e tokenização, tornando-o adequado para aplicações empresariais. Se o Bitcoin é a camada de valor da internet, e a Lightning Network serve como a rede de pagamento peer-to-peer dentro de sistemas financeiros impulsionados pelo Bitcoin, então a Liquid atua como a camada financeira, adicionando suporte a multi-ativos e ferramentas financeiras como títulos e commodities.

Comparado ao Lightning, o Liquid facilita transações maiores e mais complexas, como emissão e negociação de ativos (por exemplo, títulos e stablecoins). Enquanto o Lightning fornece principalmente privacidade por meio de transações fora da cadeia, o Liquid possui recursos de transação confidencial embutidos que obscurecem os valores e os tipos de ativos. O Lightning se destaca em pagamentos de pequena escala e transações cotidianas, enquanto o Liquid é mais adequado para finanças institucionais, emissão de ativos e transações transfronteiriças.

Mais de 50 exchanges adotaram a Liquid Network, possibilitando bilhões de dólares em transações. Isso demonstra sua eficácia em aprimorar a utilidade do Bitcoin para negociações institucionais. A Liquid Network oferece tempos de liquidação mais rápidos para as exchanges, melhorando a liquidez do mercado e permitindo que as instituições operem com mais segurança e eficiência.

(3) Estrutura Rootstock (RBTC)

Desde sua criação em 2015, a Rootstock (RSK) tem sido a sidechain do Bitcoin com maior duração, com seu mainnet lançado em 2018. A Rootstock é capaz de combinar a segurança Proof-of-Work (PoW) do Bitcoin com a funcionalidade de contratos inteligentes do Ethereum. Como uma solução de Camada 2 do Bitcoin de código aberto e compatível com a EVM, a Rootstock oferece um ponto de entrada para um ecossistema em crescimento de aplicativos descentralizados (dApps), enquanto se esforça para realizar plenamente a confiança total.

Assim como a Liquid, a Rootstock emprega um mecanismo de pino bidirecional, permitindo trocas perfeitas entre BTC e RBTC. O RBTC é a moeda nativa da blockchain RSK e é usado para pagar mineradores para processar transações e executar contratos. Enquanto a Liquid se concentra em transações rápidas e privadas e emissão de ativos, a Rootstock estende as capacidades do Bitcoin para ecossistemas DeFi e dApp por meio de contratos inteligentes.

No momento desta redação, o valor total bloqueado (TVL) da Rootstock excede

170 milhões, com uma capitalização de mercado de

380 milhões.

(4) Rede B²

A rede B² apresenta uma arquitetura de camada dupla composta por uma Camada de Rollup e uma Camada de Disponibilidade de Dados (DA), redefinindo como os usuários percebem as soluções da Camada 2 do Bitcoin.

Camada Rollup (ZK-Rollup):
A rede B² Network utiliza um framework ZK-Rollup com uma solução zkEVM para executar transações e gerar provas dentro da rede Layer 2. As transações do usuário são processadas e armazenadas na Camada Rollup, onde os estados do usuário também são mantidos. As propostas em lote e as provas de conhecimento zero geradas são encaminhadas para a Camada de Disponibilidade de Dados para armazenamento e verificação.

Camada de Disponibilidade de Dados:
A camada DA inclui armazenamento distribuído, nós B² e a rede Bitcoin. Ela lida com o armazenamento permanente dos dados do Rollup, valida provas de conhecimento zero e executa confirmações finais no Bitcoin.

Armazenamento distribuído:
O armazenamento distribuído é um componente crítico da rede B², servindo como um repositório para transações ZK-Rollup e suas provas relacionadas. Com o armazenamento descentralizado, a rede melhora a segurança, reduz pontos únicos de falha e garante a imutabilidade dos dados.

Para garantir a disponibilidade dos dados, o B² escreve um script Tapscript em cada bloco do Bitcoin na rede Bitcoin. Este script ancora o caminho dos dados do Rollup e a prova de conhecimento zero armazenada em armazenamento descentralizado, garantindo a validade dos dados. Esse processo é eficiente em termos de custos, produzindo seis transações por hora. Os usuários verificam os dados comparando as transações e os dados do script Taproot na camada 1 do Bitcoin, garantindo a confiabilidade final dos dados do Rollup.

Este design inovador aprimora a infraestrutura da Camada 2 do Bitcoin, possibilitando soluções escaláveis e seguras, aproveitando a robustez da rede Bitcoin.

(5) Protocolo Stacks (STX)

Lançado em sua mainnet em 2018 sob Blockstack, Stacks cresceu para se tornar uma solução líder de Camada 2 do Bitcoin.

Stacks se conecta diretamente ao Bitcoin, possibilitando a criação de contratos inteligentes, dApps e NFTs na rede Bitcoin. Isso estende significativamente as capacidades do Bitcoin, transformando-o de um simples depósito de valor em uma plataforma mais versátil. Stacks utiliza um mecanismo de consenso único chamado Proof of Transfer (PoX), que vincula sua segurança diretamente ao Bitcoin sem exigir quaisquer modificações no próprio Bitcoin.

Com um valor total bloqueado (TVL) superior a US$ 99 milhões, Stacks possui uma infraestrutura bem estabelecida e uma comunidade de desenvolvedores em rápido crescimento, solidificando sua posição como um jogador chave no ecossistema Bitcoin Layer 2.

(6) Babilônia

A Babilônia visa estender a segurança do Bitcoin para proteger o mundo descentralizado. Ao aproveitar três aspectos-chave do Bitcoin - serviço de marcação de tempo, espaço de bloco e valor de ativo, a Babilônia transmite a segurança do Bitcoin para várias cadeias de Proof-of-Stake (PoS), criando um ecossistema mais robusto e unificado.

O protocolo de staking Bitcoin da Babylon emprega uma abordagem de staking remoto que supera as limitações da falta de funcionalidade de contrato inteligente do Bitcoin. Isso é alcançado por meio de inovações criptográficas, avanços de protocolo de consenso e uso otimizado da linguagem de script do Bitcoin. O protocolo permite que os detentores de Bitcoin estabeleçam seu BTC com segurança sem fazer a ponte para cadeias PoS, fornecendo a essas cadeias garantias de segurança abrangentes. Isso elimina a necessidade de ponte, empacotamento ou lastro de BTC de custódia.

Uma característica fundamental do Babylon é o seu Protocolo de Carimbo de Tempo BTC, que registra eventos de outras blockchains no Bitcoin, garantindo que esses eventos se beneficiem da segurança de carimbo de tempo do Bitcoin, assim como as transações de Bitcoin. Isso efetivamente utiliza o Bitcoin como um servidor de carimbo de tempo. O Protocolo de Carimbo de Tempo BTC facilita saques rápidos de participação, confiança componível e redução dos custos de segurança, maximizando a liquidez para os detentores de Bitcoin.

Projetado como um plugin modular, o protocolo é compatível com vários algoritmos de consenso PoS e é uma camada fundamental para a construção de protocolos de redefinição robustos. O design inovador do Babylon melhora a utilidade do Bitcoin ao mesmo tempo que fortalece a segurança em todo o ecossistema descentralizado.

Incidentes de segurança no ecossistema de expansão do Bitcoin

Em outubro de 2023, uma potencial vulnerabilidade de segurança foi identificada na solução de escala do Bitcoin, a Lightning Network. O desenvolvedor Antoine Riard divulgou detalhes da vulnerabilidade após sua descoberta.

Essa vulnerabilidade, conhecida como 'ataque de substituição cíclica', representa um risco para a segurança dos fundos que circulam pela Lightning Network. Isso pode resultar em atrasos ou falhas nas transações, podendo levar a perdas de fundos nos canais da Lightning Network.

Este incidente destaca que a segurança deve sempre ser uma prioridade máxima no ecossistema de escalonamento em rápida evolução. Desenvolvedores e a comunidade precisam monitorar e melhorar continuamente as soluções de escalonamento existentes para proteger contra possíveis ameaças de segurança e garantir a segurança dos fundos dos usuários.

Perspectivas de segurança para o ecossistema de expansão do Bitcoin

Apesar do progresso significativo feito pelo ecossistema de escalabilidade do Bitcoin em melhorar a eficiência das transações e a diversidade funcional, sua segurança ainda requer aprimoramento contínuo. Esta seção explorará as direções futuras de desenvolvimento e os desafios da segurança no ecossistema de escalabilidade do Bitcoin.

O ecossistema de expansão do Bitcoin tem como objetivo abordar os problemas de capacidade de transação da cadeia principal, ao mesmo tempo que mantém a segurança e a descentralização.

Modelos de Confiança para Transações Fora da Cadeia:
O ecossistema de expansão do Bitcoin aproveita as tecnologias off-chain para aumentar a velocidade das transações. Os desenvolvedores devem garantir que os mecanismos de confiança para transações off-chain sejam suficientemente robustos. Por exemplo, os canais de pagamento bidirecionais na Lightning Network requerem tecnologia de multi-assinatura e processos seguros de encerramento de canal para evitar o congelamento ou perda de fundos.

Privacidade e Transparência:
A Lightning Network permite que as transações de canal sejam realizadas de forma privada, aumentando a privacidade do usuário e aumentando os desafios regulatórios e o risco de comportamento malicioso. As redes da Camada 2 precisam equilibrar a privacidade e a transparência ao divulgar seletivamente certos registros de transação para melhorar a conformidade regulatória.

Experiência do usuário e segurança:
A complexidade do ecossistema de expansão aumenta a dificuldade das operações do usuário. Por exemplo, gerenciar canais na Lightning Network pode ser pouco amigável para usuários comuns, aumentando o risco de erros operacionais. O ecossistema de expansão do Bitcoin pode resolver esses problemas projetando interfaces mais amigáveis e simplificando ferramentas para melhorar a experiência do usuário e reduzir os riscos de segurança.

Conclusão

O ecossistema de escalabilidade do Bitcoin, através de várias soluções de Camada 2 e protocolos inovadores, melhorou significativamente a funcionalidade e eficiência de transação da rede Bitcoin, impulsionando o desenvolvimento de campos emergentes como contratos inteligentes, DeFi e NFTs.

No entanto, à medida que o ecossistema continua a expandir, questões de segurança gradualmente surgiram e devem ser dadas alta atenção pelos desenvolvedores e pela comunidade. No futuro, à medida que o ecossistema de escalabilidade do Bitcoin busca maior taxa de transação e aplicativos mais diversos, ele deve continuamente fortalecer mecanismos de segurança, otimizar a experiência do usuário, equilibrar privacidade com transparência e garantir um desenvolvimento mais amplo e robusto com base em descentralização e segurança.

Aviso legal:

1. Este artigo é reproduzido a partir [ scalebit]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [ ScaleBit]. Se houver objeções a esta republicação, por favor entre em contato com o Portão Aprenderequipe e eles lidarão com isso prontamente.
2. Isenção de responsabilidade: as opiniões expressas neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe de Aprendizado da gate. A menos que seja mencionado, copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos é proibido.