Bitcoin On-Chain skalieren mit Omnity

Nach fünf Jahren unermüdlichen Aufbaus im Bereich der kettenübergreifenden Interoperabilität, Octopus-Netzwerk , das Entwicklungsteam hinter Omnität , hat einen perfekten, unsichtbaren Omnichain-Hub geschaffen, der jede L1/L2/L3- und sogar ZK-Technologie verbinden kann, sobald sie weit genug fortgeschritten ist. Omnitys 100 % End-to-End-On-Chain-Tech-Stack bietet schnelle Endgültigkeit, fungible Token-Persistenz und vernachlässigbare Benutzergebühren (sogar für Bitcoin).

Omnity startet am 28. April mit seinem ersten Bitcoin-Asset, Runes, auf dem Internet-Computer . Die Fähigkeit von Omnity, jede Kette zu verbinden, ohne auf zentralisierte Multi-Sig- oder Off-Chain-Komponenten angewiesen zu sein, verleiht der Skalierbarkeit von Bitcoin ein beispielloses Potenzial und ermöglicht Bitcoin Layer2-Lösungen.

Bitcoin im Rampenlicht

Bitcoin stand dieses Jahr im Rampenlicht – ETFs, Ordinalzahlen, Runen und das Halving. Der Anstieg des NFT-Handels, der durch die Popularität von Ordinalzahlen und BRC-20-Tokens angeheizt wurde, veranlasste Binance und andere Kryptowährungsbörsen, Layer-2-Lösungen wie das Lightning Network zu integrieren, um Netzwerküberlastungen zu umgehen. Binance entschied schließlich, die Unterstützung für Ordinalzahlen ganz einzustellen, da Bitcoin-NFT-Transaktionen das Netzwerk verstopften, die Gebühren erhöhten und die Bearbeitungszeiten verlängerten.

Die Runes-Initiative zielte darauf ab, mehr Entwickler und konventionelle Benutzer für Bitcoin zu gewinnen – und es funktionierte . Der Start von Runes löste intensive Aktivitäten im Bitcoin-Netzwerk aus, was das Netzwerk lahmlegte und einige unverschämte Transaktionsgebühren . Bitcoin-Miner übertrafen den Rekord für tägliche Transaktionsgebühren von 24 Millionen Dollar. Innerhalb der ersten 60 Blöcke nach der Halbierung haben die Miner 860,20 BTC angehäuft, was allein Transaktionsgebühren in Höhe von rund 54 Millionen US-Dollar entspricht. Viele sehen darin eine wohlwollende Entschädigung für die Miner, die unter der Halbierungsgebührkürzung von 6,25 BTC auf 3,125 BTC leiden mussten. Das größere Problem ist jedoch die Nutzbarkeit von Bitcoin.

Skalierung von Bitcoin

Im Laufe der Jahre hat die vielschichtige Herausforderung, Bitcoin zu skalieren, ohne seine inhärenten Eigenschaften zu beeinträchtigen, die Entwicklung vieler innovativer Projekte vorangetrieben, die alle zu unserer kollektiven, quelloffenen, umfangreichen Geschichte des Kopfzerbrechens gegen das Blockchain-Trilemma beigetragen haben. Jede Lösung balanciert Kompromisse zwischen Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit.

Zu Layers, SegWit und Taproot

Das Konzept von " separate Schichten " zur Erweiterung der Bitcoin-Funktionalität wurde bereits 2012 im Whitepaper Colored Coins erwähnt, Jahre vor der Einführung des Lightning Network. Das Thema schwelt also schon seit über einem Jahrzehnt (Wortspiel beabsichtigt). Das Lightning Network hätte vor SegWit nicht funktioniert. Die Sicherheit und Funktionalität seiner Off-Chain-Transaktionen hängen von der Unveränderlichkeit der On-Chain-Transaktionskennungen ab, was es angreifbar macht, solange die Transaktionsformbarkeit besteht. SegWit wurde 2017 erfolgreich aktiviert, wodurch der verfügbare Blockplatz vergrößert und die Transaktionsformbarkeit behoben wurde.

Taproot, das 2021 implementiert wurde, brachte mehrere Verbesserungen mit sich, die den Datenschutz, die Effizienz und die Flexibilität beim Scripting verbesserten. Der Kern von Taproot ist die Einführung von Schnorr-Signaturen, die eine Aggregation von Schlüsseln und Signaturen ermöglichen. Das bedeutet, dass mehrere Parteien ihre Schlüssel zu einem einzigen öffentlichen Schlüssel kombinieren können, sodass sie eine einzige Nachricht signieren können. (Schnorr-Signaturen kommen später in dieser Diskussion ins Spiel.)

Taproot führte auch MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees) ein. Herkömmliche Bitcoin-Skripte sind sperrig und legen das Skript bei der Ausführung einer Transaktion vollständig offen, was die Privatsphäre des Benutzers gefährdet. MAST verbessert dies, indem es das Skript als binären Merkle-Baum strukturiert und nur die wesentlichen Teile offenlegt, die für Transaktionen erforderlich sind, wodurch Skalierbarkeit und Privatsphäre verbessert werden.

Obwohl das Hauptziel von Taproot nicht direkt auf die Aktivierung spezifischer Layer-2-Lösungen ausgerichtet war, könnten die eingeführten Funktionen verschiedene Layer-2-Protokolle und -Anwendungen erleichtern und verbessern, indem sie komplexere Smart Contracts auf Layer-2-Lösungen ermöglichen.

Bitcoin Layer2s

Technisch müssen die Layer-2-Lösungen von Bitcoin noch vollständig entwickelt werden. Konzeptionell entstanden Layer-2-Lösungen im Ethereum-Ökosystem. Das Bitcoin-Ökosystem verfügt jedoch nur über zwei Methoden zur Erweiterung von L1. Eine davon ist durch ZK/BitVM Technologie, die einen bedeutenden Durchbruch darstellt. Allerdings sind ZK Proofs bei Bitcoin noch nicht praktikabel.

Eine andere Methode ist die Leasingsicherheit, beispielsweise Babylon , wo ein Teil der klassischen Sicherheit von Bitcoin mit anderen Ketten geteilt wird. (Streng genommen wird diese zweite Methode nicht als Bitcoin L2 betrachtet.) Das soll nicht heißen, dass die Entwickler von Bitcoin Layer 2 nicht hart arbeiten. Es ist unglaublich schwierig, einen Layer 2 zu erstellen, der nicht auf Off-Chain-Komponenten angewiesen ist.

Wenn wir heute also von Bitcoin L2s sprechen, beziehen wir uns auf jede Ausführungsumgebung, die sich hauptsächlich mit Bitcoin-Vermögenswerten befasst. Dies können unabhängige Ketten sein, die Wertpapierleasing nutzen, oder sogar Ethereum L2s. Derzeit beziehen die aktivsten Ketten ihre Sicherheit oft nicht aus Bitcoin, sondern aus Ethereum. Angenommen, sie sind mit dem Bitcoin-Ökosystem verbunden. In diesem Fall gelten sie als Ausführungsketten für Bitcoin, während ihr Mainnet auch für die Ausgabe und Abwicklung von Vermögenswerten verantwortlich ist, ähnlich der Beziehung zwischen Zentral- und Geschäftsbanken.

Was bringt Omnity der Bitcoin-Community?

Omnity stellt eine vertrauenslose und hochsichere Asset-Brücke zwischen dem Bitcoin-Mainnet und Layer-2-Lösungen mit einem 100 % End-to-End-On-Chain-Protokollstapel her. Omnity läuft auf dem Internet-Computer-Protokoll (ICP) und integriert das Bitcoin-Netzwerk in ein spezialisiertes Subnetz innerhalb von ICP, in dem alle Knoten über P2P mit dem Bitcoin-Netzwerk verbunden sind . In dieser Hinsicht ist Omnity ein Bitcoin Layer 2 Enabler. Um zu erklären, wie das Omnity-Entwicklungsteam dies erreicht hat, müssen wir einen Schritt zurückgehen.

Wer hat Omnity gebaut?

Das Entwicklungsteam hinter Omnity arbeitet seit Jahren unermüdlich an Interoperabilitätsproblemen. Im Einklang mit unserer Philosophie eines offeneren, sichereren und faireren Internets hat das Team, das damals noch cdot hieß, IBC übernommen und darauf aufgebaut ( Inter-Blockchain-Kommunikation ), erhielt 2020 ein Stipendium von ICF implementiert IBC auf Substrate . Cdot wurde in Octopus umbenannt, als wir unser erstes Produkt herausbrachten, ein Multi-Chain-Netzwerk mit gemeinsamer Sicherheit für Substrate-basierte Appchains auf dem NEAR-Protokoll. Mit erheblicher Unterstützung von DCG, Electric Capital, NEAR Foundation und Dutzenden führender Risikokapitalgeber wurde das Octopus-Mainnet im Oktober 2021 gestartet und wurde zum ersten Shared Security-Netzwerk. vor Cosmos' Shared Security um knapp zwei Jahre.

Die Geburt eines perfekten unsichtbaren Hubs

Als Octopus schlugen wir Substrate IBC vor ( ICS10 ) der Cosmos IBC-Spezifikation und sind seitdem deren Betreuer. Im Jahr 2023 haben wir die erste AVS neu abstecken auf NEAR, wodurch Benutzer direkt von Octopus auf Shared Security umsteigen können. Als nächstes schlugen wir NEAR IBC vor ICS12 , verbindet NEAR mit Cosmos.

Bei der Entwicklung eines NEAR IBC Light-Clients haben wir uns für die Internet-Computer um Verifizierungs-Proxys zu testen. Dann erkannten wir, dass der Internet-Computer viel leistungsfähiger war, als wir dachten. Wir entdeckten, dass durch die Nutzung der einzigartigen Fähigkeiten von ICP, wie z. B. Kettenschlüssel-Kryptographie Und HTTPS-Outcalls , könnten wir den unerfüllten Anspruch der IBC erfüllen, indem wir einen perfekten, aber unsichtbaren Hub präsentieren, der zum Endspiel der Interoperabilität führt.

Bestimmte Grundelemente der fortschrittlichen Technologie von ICP ermöglichten es dem Omnity-Team, einige der hartnäckigsten Einschränkungen von IBC zu lösen. Eine vollständige Diskussion dieser Entdeckung liegt außerhalb des Rahmens dieses Artikels, kann aber gefunden werden Hier . Das folgende Diagramm zeigt eine Übersicht unserer Modifikationen an IBC/TAO durch Anwendung der ICP-Technologie.

TLDR : Im Omnity-Netzwerk ersetzen ICP-Smart Contracts namens Customs und Routes die Peg Zones bzw. Light Clients von IBC, und der Browser/die Wallet übernimmt die Aufgabe des Relayers.

In Omnity werden die Peg-Zonen von IBC durch Smart Contracts von ICP Customs ersetzt, wodurch die Notwendigkeit eines unabhängigen Sicherheits- und Anreizmodells entfällt. Die Smart-Contract-Laufzeit auf der Hub-Kette ermöglicht eine heterogene Blockchain-Erweiterbarkeit. Jetzt können verschiedene Arten von Light Clients in Form von Smart Contracts auf dem Hub ausgeführt werden, um die Kommunikation mit verschiedenen Blockchains zu erleichtern. Customs fungiert als Zollkontrollpunkt, indem es die Sperrung von Benutzer-Assets übernimmt und Assets an verschiedene Chains weiterleitet – und L1/L2/L3 oder Appchains verbindet.

IBC Light-Clients werden in Omnity durch ICP Route Smart Contracts ersetzt. Da Cosmos den Tendermint-Konsens (jetzt CometBFT) mit Blick auf den IBC Light-Client entwickelt hat, gab es für Cosmos SDK-Ketten einen gebrauchsfertigen On-Chain-Light-Client. Dies gilt nicht für andere Blockchains. Darüber hinaus ist die Light-Client-Verifizierung für Abwicklungsketten, die Eckpfeiler der Omnity-Sicherheit sind, nicht gut genug – insbesondere angesichts der Tatsache, dass einige Light-Clients, darunter Eth2, sind nicht für High-Stake-Anwendungsfälle konzipiert wie Brücken.

Schließlich übernimmt der Browser/die Brieftasche des Omnity-Benutzers die Rolle des Relayers. ICPs Umkehrgasmodell ermöglicht es Omnity, Off-Chain-Relayer loszuwerden. Benutzer müssen keine Gasgebühren zahlen, um mit Smart Contracts auf ICP zu interagieren. Das Frontend des Benutzers übernimmt also die erste Hälfte der Arbeit des Relayers und leitet Cross-Chain-Nachrichten von der Quellkette an ICP weiter. Benutzer müssen keine Wallet installieren und vorher $ICP halten.

Wie funktioniert Omnity mit Bitcoin?

Canister sind ICP-Smart Contracts, die den Code und den Status eines Programms enthalten. Canister können komplexe Berechnungen durchführen, wie z. B. die Überprüfung eines Blockheaders mit Hunderten von Signaturen oder die Speicherung von mehreren hundert GB Daten in einer Kette, und das alles zu sehr erschwinglichen Kosten, die auf keiner anderen Blockchain einfach möglich sind.

ICP erstellt 100 % On-Chain-End-to-End-Technologie-Stacks, sodass die Bitcoin-Integration dem Ausführen eines Bitcoin-Knotens On-Chain ähnelt. ICP ist auf Protokollebene in das Bitcoin-Netzwerk integriert und verwaltet BTC-Code für einfache Übergänge und Datenverbrauch. Kanister können das Bitcoin-Netzwerk lesen und darin schreiben.

Das folgende Diagramm zeigt den Bitcoin-Adapter und den Bitcoin-Canister, die seit fast einem Jahr im ICP-Mainnet live sind, während Omnity die anderen Komponenten gebaut hat.

Ein dedizierter Bitcoin-Subnetz Jeder Knoten führt einen Bitcoin-Adapter -Daemon aus und ist unabhängig mit dem Bitcoin-P2P-Netzwerk verbunden. Wenn ein Canister eine Bitcoin-Transaktion durchführen möchte, wird eine Anfrage an das Bitcoin- Subnetz gesendet, das den Bitcoin-Canister mit dem On-Chain-Bitcoin-Status von ICP hostet.

Sobald die Subnetzknoten einen Konsens über einen neuen Bitcoin-Block erreicht haben, wird der Block an Bitcoin Canister weitergeleitet, einen UTXO-Indexer, der einen ganzen UTXO-Satz kontinuierlich aktualisiert. Die Anfrage wird dann über den Bitcoin-Adapter an das Bitcoin-Netzwerk gesendet und vom Bitcoin-Netzwerk asynchron verarbeitet.

Omnity BTI: Der erste vollständig on-chain Bitcoin Indexer

Omnity wird den Bitcoin Token Indexer (BTI ) parallel zum Bitcoin Canister einsetzen, um BRC20, Runes und andere Bitcoin-Assets zu unterstützen. Omnity BTI wird der weltweit erste vollständig On-Chain-Bitcoin-Token-Indexer sein, der die vollständig vertrauenslose Übertragung von Bitcoin-Tokens auf andere Blockchains ermöglicht und die Position von Bitcoin als universelle Abwicklungsebene stärkt.

Was ist ckBTC?

ICPs Chain Fusion-Technologie ermöglicht ICP-Smart Contracts, BTC direkt zu halten, zu empfangen und zu senden und erleichtert die Erstellung eines ckBTC-Tokens, das 1:1 durch BTC gedeckt ist. Der große Wert von Chain-Key-Tokens wie ckBTC besteht jedoch darin, dass sie innerhalb von Sekunden für einen Bruchteil dieser Kosten im nativen Netzwerk des Tokens übertragen werden können. ckBTC von ICP ist wie ein Bitcoin-Zwilling, da es den Netzwerkstatus von Bitcoin teilt. Es ist ein IKRK-2 Token, der 1:1 durch BTC gedeckt ist, die zu 100 % im Mainnet gehalten werden, und BTC sicher in DeFi- und Web3-Dienste auf der Internet Computer-Blockchain integriert, als ob ICP und das Bitcoin-Netzwerk eine Blockchain wären.

Omnity ist ein BTC Layer2 Enabler für alle Ketten

Die On-Chain-Bitcoin-Integration von ICP ist von entscheidender Bedeutung, da sie Bitcoin mit Smart-Contract-Funktionalität ausstattet und so neue Möglichkeiten für die DeFi- und Dapp-Entwicklung eröffnet, ohne das Bitcoin-Netzwerk zu überlasten und die Transaktionsgebühren in die Höhe zu treiben.

Omnity erleichtert Token-Transfers, sodass Token nicht zu Bitcoin zurückkehren müssen. Sie können vollständig on-chain ohne Zeugen oder Prüfer auf jede mit dem ICP-Protokoll verbundene Kette übertragen werden – die erste vollständig on-chain Token-Brücke.

Omnity integriert nur dann eine Abwicklungskette, wenn eine vollständige Knotensicherheit erreicht werden kann. Derzeit erfüllen Bitcoin, Ethereum und ICP selbst diesen Standard. Allerdings können fast alle Blockchains, einschließlich verschiedener Arten von L2, als Ausführungsketten mit Omnity verbunden werden. Gleichzeitig verfügt jedes Token, das auf einer verbundenen Abwicklungskette ausgegeben wird, über eine beispiellose kettenübergreifende Interoperabilität durch Omnity ohne Liquiditätsbestimmungen.

Wie bereits erwähnt, ermöglichen Schnorr-Signaturen eine einfache Aggregation von Mehrfachsignaturen und Schwellenwertsignaturen. Die kürzliche Ankündigung von ICP zur Integration von Schwellenwert-Schnorr-Signaturen ermöglicht es Canisters, ihre eigenen öffentlichen Schnorr-Schlüssel und -Adressen zu erhalten, ICP aufzufordern, Schnorr-Signaturen für beliebige Nachrichten zu berechnen und sowohl BIP-340 als auch Ed25519 zu unterstützen. Dies erweitert Omnitys Umfang des kettenübergreifenden Vermögenshandels auf Ordinalzahlen und andere Vermögenstypen sowie zukünftige potenzielle Integrationen mit anderen Ketten, die Ed25519-Varianten verwenden, wie Solana, Polkadot oder Cardano.

Omnity ist antifragil und zukunftssicher

Omnity ist eine enorme Verbesserung gegenüber Multisignaturen oder anderen Cross-Chain-Brücken mit externer Verifizierung. Es bietet einen vertrauenslosen Omnichain-Hub, der das Benutzererlebnis verbessert und Antifragilität gegenüber den Schwachstellen zentralisierter Modelle aufweist.

Skeptiker unseres IBC-Designs könnten die Notwendigkeit von Verifizierungs-Proxys in Frage stellen und vorschlagen, sich stattdessen ausschließlich auf externe Verifizierungs-Cross-Chain-Brücken zu verlassen. Da IBC jedoch ein offenes, mehrschichtiges Protokoll ist, ermöglicht es die kontinuierliche Weiterentwicklung der Verifizierungsschicht unter Beibehaltung der IBC-Interoperabilität. So kann Omnity zukünftige Weiterentwicklungen nahtlos integrieren, z. B. den Proxy-Client durch einen ZK-Verifier ersetzen, sobald die Technologie ausgereift ist, ohne vorhandene Anwendungen zu stören.

Omnity ist darauf ausgerichtet, mit dem technologischen Fortschritt Schritt zu halten und ihn anzuführen, um sicherzustellen, dass alle verbundenen Blockchains effektiv als Layer-2-Lösungen für Bitcoin fungieren können. Diese Vision eines sicheren, vollständig auf der Blockchain basierenden und kettenübergreifenden Protokolls unterstreicht unser Engagement, die besten verfügbaren Technologien für die Skalierbarkeit von Bitcoin zu übernehmen und weiterzuentwickeln.

Susanne Leigh ist der Herausgeber von Omnity Network. Dieser Artikel wurde in Zusammenarbeit mit Louis Liu , CEO und Gründer von Omnity-Netzwerk .