Introdução

Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia blockchain, o Bitcoin evoluiu para além de ser apenas uma criptomoeda. O seu ecossistema está constantemente a expandir-se e a aprofundar-se. O ecossistema de escalonamento do Bitcoin inclui uma variedade de soluções e aplicações de Camada 2, que melhoram a velocidade e eficiência das transações do Bitcoin e apoiam campos emergentes como contratos inteligentes, finanças descentralizadas (DeFi) e tokens não fungíveis (NFTs). Estas inovações ampliaram os casos de uso do Bitcoin, indo além do armazenamento de valor e pagamentos ponto a ponto para atender a necessidades mais complexas e diversas, impulsionando assim o progresso em toda a indústria blockchain.

No entanto, com esta expansão, questões de segurança têm gradualmente surgido. Novas tecnologias e aplicações trazem mais riscos e desafios potenciais. Garantir a segurança do sistema enquanto se melhora a funcionalidade tornou-se uma preocupação crítica. Vulnerabilidades de segurança, incidentes de ataque e falhas técnicas ameaçam não só a segurança dos ativos dos utilizadores, mas também a estabilidade e confiabilidade globais da rede Bitcoin. Neste artigo, a ScaleBit, sob o guarda-chuva da BitsLab, irá aprofundar o desenvolvimento do ecossistema em expansão do Bitcoin, os incidentes de segurança que enfrenta e as 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 Bitcoin Extended Ecosystem refere-se às várias soluções e ecossistemas de aplicações desenvolvidos em torno da rede fundamental do Bitcoin. Embora o Bitcoin tenha sido inicialmente projetado principalmente para pagamentos peer-to-peer e como uma reserva de valor, os avanços na tecnologia blockchain estimularam a comunidade Bitcoin e os desenvolvedores a explorar maneiras de melhorar sua funcionalidade. Esses esforços se concentram em contratos inteligentes, finanças descentralizadas (DeFi), tokens não fungíveis (NFTs) e soluções de escalonamento de transações mais eficientes.

Como opera o ecossistema estendido do Bitcoin?

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

(1) Rede Relâmpago

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 melhorada e um número crescente de comerciantes que suportam pagamentos Lightning.

Desafios:
A gestão da liquidez e a eficiência do encaminhamento continuam a ser áreas que necessitam de uma maior otimização, especialmente em cenários de transações de alto valor.
Estes esforços destacam o potencial do Bitcoin para transcender suas limitações originais e abraçar um papel mais versátil dentro do 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 de Bitcoin, exchanges e outras partes interessadas, a Liquid Network utiliza um mecanismo de peg de duas vias para converter BTC em L-BTC e vice-versa.

A Liquid suporta transações confidenciais e tokenização, tornando-a adequada para aplicações empresariais. Se o Bitcoin é a camada de valor da internet, e a Rede Lightning serve como a rede de pagamentos peer-to-peer dentro dos sistemas financeiros impulsionados pelo Bitcoin, então a Liquid atua como a camada financeira, adicionando suporte a múltiplos 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 confidenciais embutidos que obscurecem os valores e tipos de ativos das transações. O Lightning se destaca em pagamentos de pequena escala e transações diárias, 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 melhorar a utilidade do Bitcoin para negociações institucionais. A Liquid Network proporciona 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 a sua criação em 2015, o Rootstock (RSK) tem sido a sidechain de Bitcoin mais antiga, com o seu mainnet lançado em 2018. O Rootstock é capaz de combinar a segurança de Proof-of-Work (PoW) do Bitcoin com a funcionalidade de contratos inteligentes da Ethereum. Como uma solução de camada 2 Bitcoin de código aberto e compatível com EVM, o Rootstock fornece um ponto de entrada para um ecossistema em crescimento de aplicações descentralizadas (dApps) enquanto se esforça por realizar totalmente sem confiança.

Como o Liquid, o Rootstock emprega um mecanismo de peg bidirecional, permitindo trocas perfeitas entre BTC e RBTC. RBTC é a moeda nativa do 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 os recursos do Bitcoin para ecossistemas DeFi e dApp por meio de contratos inteligentes.

No momento desta escrita, 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 dupla camada que compreende 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 B² Network utiliza um framework ZK-Rollup com uma solução zkEVM para executar transações e gerar provas dentro da rede de Camada 2. As transações do utilizador são processadas e armazenadas na Camada Rollup, onde os estados do utilizador 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 de 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 respectivas provas. Com o armazenamento descentralizado, a rede melhora a segurança, reduz pontos únicos de falha e garante a imutabilidade dos dados.

Para garantir a disponibilidade de dados, o B² escreve um script Tapscript em cada bloco Bitcoin na rede Bitcoin. Este script ancora o caminho de 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 transações e dados de script Taproot no Bitcoin Layer 1, garantindo a confiabilidade final dos dados do Rollup.

Este design inovador melhora a infraestrutura da Camada 2 do Bitcoin, permitindo soluções escaláveis ​​e seguras ao aproveitar a robustez da rede Bitcoin.

(5) Protocolo Stacks (STX)

Lançada na sua mainnet em 2018 sob a Blockstack, Stacks tornou-se numa solução líder da Camada 2 do Bitcoin.

Stacks conecta diretamente ao Bitcoin, permitindo a criação de contratos inteligentes, dApps e NFTs na rede Bitcoin. Isso estende significativamente as capacidades do Bitcoin, transformando-o de uma simples reserva de valor em uma plataforma mais versátil. Stacks utiliza um mecanismo de consenso único de Prova de Transferência (PoX), que vincula sua segurança diretamente ao Bitcoin sem exigir quaisquer modificações ao próprio Bitcoin.

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

(6) Babilônia

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

O protocolo de staking Bitcoin da Babylon utiliza uma abordagem remota de staking que supera as limitações da falta de funcionalidade de contratos inteligentes do Bitcoin. Isso é alcançado por meio de inovações criptográficas, avanços no protocolo de consenso e uso otimizado da linguagem de script do Bitcoin. O protocolo permite que os detentores de Bitcoin façam staking de seus BTC com segurança, sem a necessidade de interligação com cadeias de PoS, ao mesmo tempo em que oferece a essas cadeias garantias abrangentes de segurança passíveis de corte. Isso elimina a necessidade de interligação, envolvimento ou custódia de BTC staked.

Uma característica fundamental do Babylon é o seu Protocolo de Carimbo de Hora BTC, que carimba eventos de outras blockchains no Bitcoin, garantindo que esses eventos se beneficiem da segurança de horário do Bitcoin, assim como as transações de Bitcoin. Isso efetivamente utiliza o Bitcoin como um servidor de carimbo de hora. O Protocolo de Carimbo de Hora BTC facilita saques rápidos de participação, confiança componível e redução de 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 de Babilónia melhora a utilidade do Bitcoin enquanto fortalece a segurança em todo o ecossistema descentralizado.

Incidentes de segurança no ecossistema de expansão do Bitcoin

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

Esta vulnerabilidade, conhecida como um “ataque de substituição de ciclismo”, representa um risco para a segurança dos fundos que fluem através da Lightning Network. Poderia resultar em atrasos ou falhas de transações, potencialmente levando a perdas de fundos dentro dos canais da Lightning Network.

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

Perspetiva de segurança para o ecossistema de expansão do Bitcoin

Apesar do progresso significativo feito pelo ecossistema de escalabilidade do Bitcoin na melhoria da eficiência das transações e diversidade funcional, a sua segurança ainda requer melhorias contínuas. Esta secção irá explorar as direções futuras de desenvolvimento e os desafios de segurança no ecossistema de escalabilidade do Bitcoin.

O ecossistema de expansão do Bitcoin visa abordar os problemas de throughput de transações da main chain enquanto mantém segurança e descentralização.

Modelos de Confiança para Transações Off-Chain:
O ecossistema de expansão do Bitcoin utiliza 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 multiassinatura e processos seguros de encerramento de canal para evitar congelamento ou perda de fundos.

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

Experiência do Utilizador e Segurança:
A complexidade do ecossistema de expansão aumenta a dificuldade das operações do utilizador. Por exemplo, gerir canais na Lightning Network pode ser pouco amigável para utilizadores comuns, aumentando o risco de erros operacionais. O ecossistema de expansão do Bitcoin pode resolver esses problemas ao projetar interfaces mais amigáveis e simplificar ferramentas para melhorar a experiência do utilizador e reduzir os riscos de segurança.

Conclusão

O ecossistema de escalabilidade do Bitcoin, por meio de várias soluções de Camada 2 e protocolos inovadores, melhorou significativamente a funcionalidade e eficiência das transações na 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 têm gradualmente surgido e devem ser dadas muita atenção pelos desenvolvedores e pela comunidade. No futuro, à medida que o ecossistema de escalabilidade do Bitcoin se esforça por uma maior capacidade de transações e aplicações mais diversas, deve continuamente fortalecer os mecanismos de segurança, otimizar a experiência do usuário, equilibrar a privacidade com a transparência e assegurar um desenvolvimento mais amplo e robusto com base na descentralização e segurança.

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