Giới thiệu
Phát triển Bitcoin ngày nay tập trung vào hai vấn đề chính: (1) mở rộng và (2) quyền riêng tư. Các đề xuất thông thường cho Bitcoin liên quan đến việc thêm các opcode mới và các công cụ ing. Nhưng một ý tưởng cũ đang trở lại, một ý tưởng có thể làm cho giao dịch trở nên riêng tư hơn và dựa trên nguyên tắc ngang hàng hơn. Hiện tại, mỗi giao dịch Bitcoin đều được phát sóng đến toàn bộ mạng lưới để được xác minh. Đó là một cách hiệu quả để ngăn chặn chi tiêu gấp đôi, nhưng cũng có nghĩa là thông tin được tiết lộ nhiều hơn là cần thiết. Điều này dẫn đến yêu cầu tính toán nặng nề hơn, chi phí cao hơn và một hệ thống mà gặp khó khăn trong việc mở rộng. Nhưng nếu di chuyển một phần của quá trình giao dịch sang phía máy khách không chỉ cải thiện hiệu suất, mà còn mở ra một kỷ nguyên mới về quyền riêng tư trên Bitcoin?
Trong bài báo mới đây của chúng tôi, Blockstream, phối hợp với Alpen Labs và ZeroSync, chúng tôi giới thiệu Giao thức CSV được che giấu, một cải tiến trên Validation (CSV) Phía Khách hàng mà cung cấp giao dịch thực sự riêng tư. Giao thức mới này là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao tính riêng tư của giao dịch Bitcoin và có tiềm năng tăng khả năng xử lý giao dịch từ 11 mỗi giây lên trên 100 mỗi giây, thông qua một số biện pháp bổ sung chúng tôi sẽ đề cập trong bài đăng blog này.
Bài đăng này cung cấp cái nhìn tổng quan về Giao thức Shielded CSV, mục tiêu là nâng cao hiệu suất của blockchain tầng một trong khi vẫn hoàn toàn tương thích với Bitcoin. Được phát triển bởi sự kết hợp của Jonas Nick, Liam Eagen và Robin Linus. Đây là câu chuyện về Shielded CSV và lý do tại sao nó có tiềm năng thay đổi mọi thứ.
Bitcoin Then and Now
Vấn đề Double-Spend: Làm thế nào Bitcoin đã giải quyết nó
Trước Bitcoin, mọi người đều tin rằng việc tạo ra một loại tiền điện tử đáng tin cậy là không thể nào mà không cần một người trung gian đáng tin cậy. Vấn đề chi tiêu kép có nghĩa là không có cách nào để đảm bảo rằng một “đồng coin” số hóa không thể được chi tiêu nhiều hơn một lần. Đó là một lỗ hổng cơ bản đã ngăn chặn tiền điện tử trở thành hiện thực.
Sau đó, vào năm 2009, Satoshi đã giải quyết vấn đề này bằng cách giới thiệu sổ cái công khai được gọi là chuỗi khối. Thay vì phụ thuộc vào một cơ quan tin cậy duy nhất, Bitcoin sử dụng một mạng lưới các nút trên sổ cái công khai chia sẻ, nơi mọi giao dịch được ghi lại và xác minh. Điều này đảm bảo rằng mỗi đồng coin là độc nhất vô nhị, làm cho việc tiêu tiền từ cùng một đồng coin hai lần là không thể.
Khi giao dịch Bitcoin được thêm vào chuỗi, nó tuân theo quy trình này:
- Ví của người dùng ký giao dịch và phát sóng nó tới mạng Bitcoin.
- Các nút đầy đủ trên mạng xác thực giao dịch, đảm bảo mọi thứ đều chính xác.
- Giao dịch sau đó được bao gồm trong một khối, xác nhận và được ghi lại vĩnh viễn trong sổ cái công cộng chia sẻ.
Trong quá trình xác minh, các nút xác minh rằng các coin tồn tại, kiểm tra tính hợp lệ của chữ ký và áp dụng quy tắc double-spend quan trọng - đảm bảo mỗi coin chỉ được tiêu dùng một lần. Mục đích chính của sổ cái này là duy trì lệnh, rõ ràng cho thấy ai sở hữu coin nào và khi nào chúng được di chuyển.
Mục đích của sổ cái là để lưu giữ các giao dịch trong lệnh, làm cho rõ ràng ai sở hữu những đồng tiền gì và khi nào chúng được gửi đi.
Kể từ khi ra đời, các nhà phát triển Bitcoin liên tục đặt ra câu hỏi tương tự: liệu đây có thực sự là cách tốt nhất và riêng tư nhất để xử lý giao dịch? Làm thế nào để chúng ta có thể làm cho nó nhẹ nhàng hơn, hiệu quả hơn và riêng tư hơn?
Vấn đề bảo mật: Giao dịch công khai
Thách thức bảo mật lớn nhất của Bitcoin là các giao dịch bitcoin được mở trên blockchain. Satoshi đã nhìn thấy lỗ hổng này ngay từ đầu. Trong whitepaper ban đầu, ông đề xuất một giải pháp đơn giản: người dùng nên tạo khóa mới cho mỗi giao dịch và tránh sử dụng lại địa chỉ.
Ý tưởng ban đầu là để làm cho việc liên kết các giao dịch với một chủ sở hữu duy nhất khó hơn. Nhưng trong thực tế, với tất cả các phương pháp phân tích chuỗi tiên tiến có sẵn hiện nay, việc bảo vệ sự riêng tư khó hơn nhiều so với những gì dường như. Ngay cả với các địa chỉ mới, việc liên kết các giao dịch và xác định các mô hình đã trở nên dễ dàng hơn đối với những người muốn theo dõi hoạt động của người dùng.
Đáp lại, các giao thức tập trung vào quyền riêng tư như Zcash đã giới thiệu những cách mới để che giấu chi tiết giao dịch bằng cách sử dụng mật mã tiên tiến hơn và những thứ như zk-SNARK. Nhưng các phương pháp này đi kèm với sự đánh đổi đáng kể: các giao dịch lớn hơn, làm cho quá trình xác minh cho các nút tốn nhiều tài nguyên hơn và tốn kém hơn để xác minh.
Vấn đề giao tiếp: Giao tiếp không hiệu quả
Trong thiết kế của Bitcoin, việc đào mỏ phục vụ hai mục đích cơ bản: (1) chứng minh việc công bố giao dịch và (2) cung cấp sự nhất quán về lệnh của giao dịch. Tuy nhiên, Bitcoin cũng kết hợp các chức năng cốt lõi này với những nhiệm vụ ít quan trọng hơn, như xác minh giao dịch và phát hành coin.
Trên tất cả các blockchain, cho dù đó là Bitcoin, Ethereum, Zcash, hay Dogecoin, quá trình giao dịch luôn trông giống như nhau: ví ký gửi giao dịch, phát sóng chúng đến mạng và các nút đầy đủ xác thực chúng. Nhưng việc xác thực mỗi giao dịch trực tiếp trên blockchain thực sự cần thiết không?
Chúng tôi nghĩ rằng có một cách tốt hơn. Ý tưởng này trở lại từ một hiểu biết năm 2013, khi Peter Todd lần đầu tiên đề cập đến Xác nhận Bên khách hàng. Trong bài đăng niêm yết thư này, ông hỏi, ‘Chỉ với bằng chứng xuất bản và thống nhất về lệnh giao dịch, chúng ta có thể tạo ra một đồng coin crypto thành công không? Ngạc nhiên là câu trả lời là có!’
Thay vì việc yêu cầu mỗi nó đầy đủ toàn bộ xác minh mỗi giao dịch, CSV cho phép bạn gửi tiền với chứng minh về tính hợp lê trực tiếp đến người nhận. Điều đó có nghĩa là ngay cả khi một khồi chứa mỗi giao dịch không hợp lê, các nó toàn bộ sẽ không từ chở nó. Kết quả? Ít giao tiếp on-chain và hiệu suất chung càng cao.
CSV: Một Giải Pháp Mở Rộng Ngang Hàng
CSV chuyển trách nhiệm xác nhận giao dịch từ mỗi nút trong mạng sang người nhận giao dịch cá nhân. Điều này làm cho Bitcoin trở nên đồng đẳng hơn. Hãy tưởng tượng nếu chúng ta không cần phải sử dụng blockchain để lưu trữ chi tiết giao dịch đầy đủ. Thay vì một giao dịch chi tiết, liên kết với danh tính, bạn chỉ thấy một nullifier đơn giản 64 byte, hoàn toàn không có ý nghĩa đối với bất kỳ ai nhìn vào hồ sơ công khai trên blockchain, nhưng quan trọng đối với người gửi và người nhận.
Khi mỗi nút đều phải xác minh mỗi giao dịch, điều này làm tắc nghẽn mạng và làm chậm nó xuống. Bằng cách chuyển việc xác minh giao dịch sang phía khách hàng, lượng dữ liệu được lưu trữ trên blockchain có thể giảm đáng kể - từ 560 đơn vị trọng lượng (WU) trung bình xuống còn khoảng 64 WU, tức là nhỏ gần 8,75 lần, khiến nó trở nên gọn nhẹ và hiệu quả hơn.
Giao thức tuân thủ cung cấp cho Bitcoin một đòn bẩy vô cùng lớn về khả năng mở rộng, cho phép người dùng xử lý gần 10 lần số giao dịch hơn - gần 100 giao dịch mỗi giây.
Bitcoin Ngày Mai
Bạn có lẽ đang nghĩ, “Tất cả điều này nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng thực sự làm việc thế nào, và đây là những điều đổi lấy cái gì?”
Làm thế nào Shielded CSV khiến cho Bitcoin trở nên riêng tư hơn?
Các giao protocôl CSV nói chung cải thiện tính riêng tư hơn so với giao dịch chuỗi khối minh bạch vì một số thông tin được di chuyển sang phía khách hàng. Nhưng trong các giao protocôl CSV truyền thống như RGB và TAPROOT Assets, khi một đồng coin được gửi, cả người gửi và người nhận đều có thể xem toàn bộ lịch sử giao dịch.
Trong Shielded CSV, chúng tôi sử dụng các hệ thống tương tự zk-SNARK để “nén” các bằng chứng, đảm bảo rằng không có thông tin giao dịch bị rò rỉ. Điều này có nghĩa là lịch sử giao dịch vẫn được giấu kín, mang lại sự riêng tư tốt hơn so với các giao thức hiện có.
Nullifier là gì, và Làm thế nào để Ngăn chặn Double-Spends?
Khi thực hiện thanh toán, người gửi trực tiếp giao dịch cho người nhận. Một mảnh nhỏ dữ liệu được suy ra từ giao dịch, được ghi vào blockchain và được gọi là nullifier.
Các nút đầy đủ trong mạng chỉ cần thực hiện một lần xác minh chữ ký Schnorr cho mỗi nullifier CSV được che giấu. Người nhận kiểm tra tính hợp lệ của đồng tiền và đảm bảo rằng nullifier đang có trên blockchain để ngăn chặn bất kỳ lần tiêu tiền gấp đôi nào.
Các giao thức CSV khác cũng có nullifier, nhưng trong nhiều trường hợp, chúng là các giao dịch Bitcoin đầy đủ và không có nguồn gốc “đốm màu ngẫu nhiên” như chúng ta có ở đây. Bộ vô hiệu hóa CSV được che chắn khiến việc phân tích chuỗi trở nên khó khăn hơn.
Cần phải có một Hard Fork hay Soft Fork cho CSV được bảo vệ?
Shielded CSV không cần một sự cắt hoặc nối mềm. Nó hoạt động với Bitcoin nguyên bản. CSV tách biệt quá trình xác nhận giao dịch từ các quy tắc đồng thuận, cho phép linh hoạt mà không thay đổi giao thức cốt lõi. Khi các khối Bitcoin có thể lưu trữ bất kỳ loại dữ liệu nào, các giao thức CSV khác nhau như RGB, TAPROOT Assets, hoặc nhiều phiên bản của Shielded CSV có thể tồn tại cùng nhau mà không xung đột.
Các nút không phải từ chối các khối chứa dữ liệu lạ. Thay vào đó, họ chỉ cần diễn giải dữ liệu ở “phía máy khách” nếu nó có liên quan đến họ. Bằng cách giảm tải xác minh giao dịch, vai trò chính của blockchain được giảm xuống thành: xác nhận dữ liệu giao dịch trong một lệnh đã thỏa thuận và ngăn chặn chi tiêu gấp đôi.
Liệu Shielded CSV có cho phép tôi thực hiện giao dịch trong Bitcoin không?
Shielded CSV hoạt động như một hệ thống riêng biệt, sử dụng chuỗi khối Bitcoin để ghi nullifiers và ngăn chặn double-spending trong giao thức CSV. Nhưng để tích hợp trực tiếp với Bitcoin và cho phép giao dịch liền mạch, vẫn cần một giải pháp cầu nối. Giao thức hiện tại không đi sâu vào cách cầu nối với BitVM có thể hoạt động như thế nào, nhưng điều này vẫn là một phần nghiên cứu đang hoạt động.
Hiện tại, việc cầu nối có thể được thực hiện thông qua việc sử dụng một bên tin cậy hoặc một liên minh, nhưng mục tiêu cuối cùng là một hệ thống hoàn toàn không cần tin cậy, loại bỏ sự cần thiết của bất kỳ bên trung gian nào. Đạt được điều này sẽ có nghĩa là tương tác trơn tru thực sự giữa Bitcoin và Shielded CSV, cho phép người dùng tận hưởng sự riêng tư nâng cao mà không cần phải hy sinh giá trị không cần tin cậy của Bitcoin. Đây là một thách thức phức tạp, nhưng có thể làm lại cách mà Bitcoin mở rộng và bảo vệ các giao dịch của mình.
Đọc toàn bộ bài báo
Giao thức Shielded CSV cung cấp một phương pháp để cải thiện tính mở rộng và quyền riêng tư của Bitcoin, tiềm năng mang đến một kỷ nguyên mới của các giao dịch hiệu quả hơn, ngang hàng hơn. Bằng cách dồn phần xác nhận giao dịch sang phía máy khách, nó giảm đáng kể dữ liệu on-chain, cho phép tăng khả năng xử lý giao dịch và cải thiện quyền riêng tư - tất cả đều không cần yêu cầu hard hoặc soft fork. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách giao thức này hoạt động và các cân nhắc liên quan, tôi rất khuyến khích bạn đọc toàn bộ bài báo “Shielded CSV: Private and Efficient Client-Side Validation”. Điều này có thể là tương lai của Bitcoin.
Đây là một bài đăng khách mời của Kiara Bickers. Quan điểm được diễn đạt hoàn toàn thuộc về họ và không nhất thiết phản ánh quan điểm của BTC Inc hoặc Bitcoin Magazine.
