Escalando Bitcoin On-Chain com Omnity

Após cinco anos de construção incansável no espaço de interoperabilidade entre cadeias, Rede Polvo , a equipe de desenvolvimento por trás Omnidade , criou um hub omnichain perfeito e invisível que pode conectar qualquer tecnologia L1/L2/L3 e até mesmo ZK, uma vez que avança o suficiente. A pilha de tecnologia on-chain 100% ponta a ponta da Omnity oferece finalidade rápida, persistência de token fungível e taxas de usuário insignificantes (mesmo para Bitcoin).

Omnity será lançado em 28 de abril com seu primeiro ativo Bitcoin, Runes, no Computador Internet . A capacidade da Omnity de conectar qualquer cadeia sem depender de componentes centralizados multi-sig ou fora da cadeia adiciona um potencial sem precedentes à escalabilidade do Bitcoin, permitindo soluções Bitcoin Layer2.

Bitcoin em destaque

O Bitcoin esteve em destaque este ano – ETFs, Ordinais, Runas e Halving. O aumento no comércio de NFT, alimentado pela popularidade dos tokens Ordinals e BRC-20, levou a Binance e outras bolsas de criptomoedas a integrar soluções de Camada 2, como a Lightning Network, para evitar o congestionamento da rede. Binância eventualmente decidiu cessar totalmente o suporte para Ordinals porque as transações Bitcoin NFT obstruíram a rede, aumentando as taxas e diminuindo o tempo de processamento.

A iniciativa Runes procurou atrair mais desenvolvedores e usuários convencionais para o Bitcoin – e funcionou . O lançamento das Runas desencadeou intensa atividade na rede Bitcoin, paralisando a rede e ostentando alguns taxas de transação exorbitantes . Os mineradores de Bitcoin ultrapassaram o recorde de taxas de transação diárias de US$ 24 milhões. Dentro do primeiro 60 blocos após o halving , os mineradores acumularam 860,20 BTC, cerca de US$ 54 milhões apenas em taxas de transação. Muitos consideram isso benevolente para compensar os mineradores por sofrerem a redução pela metade da taxa de 6,25 BTC para 3,125 BTC. No entanto, a usabilidade do Bitcoin é a questão mais ampla.

Escalando Bitcoin

Ao longo dos anos, o desafio multifacetado de dimensionar o Bitcoin sem comprometer suas características inerentes continuou a impulsionar o desenvolvimento de muitos projetos inovadores, todos contribuindo para nossa história coletiva, de código aberto e volumosa de bater cabeça contra o trilema do blockchain. Cada solução equilibra compensações entre descentralização, segurança e escalabilidade.

Em camadas, SegWit e Taproot

O conceito de " camadas separadas "Para expandir a funcionalidade do Bitcoin foi mencionado já em 2012 no white paper Colored Coins, anos antes do lançamento da Lightning Network. Portanto, o problema vem acontecendo há mais de uma década (trocadilho intencional). A Lightning Network não faria isso. Não funciona antes do SegWit A segurança e a funcionalidade de suas transações fora da cadeia dependem da imutabilidade dos identificadores de transação na cadeia, deixando-o aberto a ataques enquanto a maleabilidade da transação existir. maleabilidade.

Taproot, implementado em 2021, trouxe diversas melhorias que melhoraram a privacidade, eficiência e flexibilidade em scripts. O núcleo do Taproot é a introdução das assinaturas Schnorr, que permitem agregação de chaves e assinaturas. Isso significa que várias partes podem combinar suas chaves em uma única chave pública, permitindo-lhes assinar uma única mensagem. (As assinaturas de Schnorr entram em jogo posteriormente nesta discussão.)

Taproot também introduziu MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees). Os scripts Bitcoin tradicionais são volumosos e expõem totalmente o script na execução da transação, comprometendo a privacidade do usuário. O MAST melhora isso estruturando o script como uma árvore Merkle binária, revelando apenas as partes essenciais necessárias para as transações, aumentando assim a escalabilidade e a privacidade.

Embora o objetivo principal do Taproot não estivesse diretamente focado em permitir soluções específicas da Camada 2, seus recursos introduzidos poderiam facilitar e melhorar vários protocolos e aplicativos da Camada 2, permitindo contratos inteligentes mais complexos em soluções da Camada 2.

Camadas Bitcoin2

Tecnicamente, as soluções da Camada 2 do Bitcoin ainda precisam ser totalmente desenvolvidas. Conceitualmente, as soluções da Camada 2 surgiram no ecossistema Ethereum. No entanto, o ecossistema do Bitcoin possui apenas dois métodos para expandir a partir do L1. Um já passou ZK/BitVM tecnologia, o que representa um avanço significativo. No entanto, as provas ZK ainda não são práticas no Bitcoin.

Outro método envolve o aluguel de títulos, exemplificado por Babilônia , onde parte da segurança clássica do Bitcoin é compartilhada com outras redes. (Estritamente falando, este segundo método não é considerado Bitcoin L2 .) Isso não quer dizer que os desenvolvedores do Bitcoin Layer 2 não estejam trabalhando arduamente. Construir uma Camada 2 que não dependa de componentes fora da cadeia é incrivelmente difícil.

Portanto, ao falar sobre Bitcoin L2 hoje, nos referimos a qualquer ambiente de execução que lide principalmente com ativos Bitcoin. Elas podem ser cadeias independentes que aproveitam o leasing de segurança ou até mesmo Ethereum L2s. Atualmente, as cadeias mais ativas muitas vezes derivam a sua segurança não do Bitcoin, mas do Ethereum. Suponha que eles estejam conectados ao ecossistema Bitcoin. Nesse caso, são consideradas cadeias de execução do Bitcoin, enquanto sua rede principal também é responsável pela emissão e liquidação de ativos, semelhante ao relacionamento entre bancos centrais e comerciais.

O que Omnity traz para a comunidade Bitcoin?

Omnity estabelece uma ponte de ativos altamente segura e confiável entre a rede principal do Bitcoin e as soluções de Camada 2 com uma pilha de protocolos on-chain 100% ponta a ponta. Omnity é executado no Protocolo de computador da Internet (ICP) e integra a rede Bitcoin em uma sub-rede especializada dentro do ICP, onde todos os nós estão conectados à rede Bitcoin via P2P. A este respeito, Omnity é um facilitador Bitcoin Layer 2. Para explicar como a equipe de desenvolvimento do Omnity conseguiu isso, precisamos dar um passo atrás.

Quem construiu o Omnity?

A equipe de desenvolvimento por trás do Omnity vem atacando incansavelmente os problemas de interoperabilidade há anos. Em linha com a nossa filosofia de uma Internet mais aberta, segura e justa, a equipe, chamada na época de cdot, adotou e construiu o IBC ( Comunicação Inter-Blockchain ), recebendo uma bolsa em 2020 de ICF implementará IBC em substrato . Cdot foi renomeado para Octopus quando lançamos nosso primeiro produto, uma rede multi-chain com segurança compartilhada para appchains baseados em substrato no protocolo NEAR. Com apoio substancial da DCG, Electric Capital, NEAR Foundation e dezenas de importantes capitalistas de risco, a rede principal Octopus foi lançada em outubro de 2021 e se tornou a primeira rede de segurança compartilhada, anterior à Segurança Compartilhada do Cosmos em pouco menos de dois anos.

O nascimento de um centro invisível perfeito

Como Octopus, propusemos o Substrato IBC ( ICS10 ) da especificação Cosmos IBC e tem sido seu mantenedor desde então. Em 2023, implementamos o primeiro Reestabelecimento de AVS no NEAR, permitindo que os usuários façam o re-stake diretamente do Octopus para o Shared Security. Em seguida, propusemos NEAR IBC ICS12 , conectando NEAR ao Cosmos.

Ao sermos pioneiros em um cliente leve NEAR IBC, escolhemos o Computador Internet para testar proxies de verificação. Então, percebemos que o Internet Computer era muito mais capaz do que pensávamos. Descobrimos que, ao aproveitar os recursos exclusivos do ICP, como Criptografia de chave de cadeia e Chamadas externas HTTPS , poderíamos cumprir a ambição inacabada do IBC apresentando um hub perfeito, mas invisível, levando ao jogo final da interoperabilidade.

Primitivos específicos da tecnologia avançada do ICP permitiram que a equipe da Omnity resolvesse algumas das limitações mais complicadas do IBC. Uma discussão completa desta descoberta está além do escopo deste artigo, mas pode ser encontrada aqui . O diagrama abaixo mostra uma visão de alto nível de nossas modificações no IBC/TAO aplicando a tecnologia ICP.

TLDR : Na rede Omnity, os contratos inteligentes ICP chamados Customs e Routes substituem as zonas peg e os clientes leves do IBC, respectivamente, e o navegador/carteira assume o trabalho do retransmissor.

No Omnity, as zonas peg do IBC são substituídas por contratos inteligentes ICP Customs , eliminando a necessidade de um modelo independente de segurança e incentivos. O tempo de execução do contrato inteligente na cadeia central permite extensibilidade heterogênea do blockchain. Agora, vários tipos de clientes leves, na forma de contratos inteligentes, podem rodar no hub para facilitar a comunicação com diferentes blockchains. A alfândega atua como um posto de controle alfandegário, lidando com o bloqueio de ativos do usuário e roteamento de ativos para várias cadeias – conectando L1/L2/L3 ou appchains.

Os clientes leves IBC são substituídos por contratos inteligentes ICP Route no Omnity. Como o Cosmos projetou o consenso Tendermint (agora CometBFT) com o cliente leve IBC em mente, existia um cliente leve on-chain pronto para uso para as cadeias Cosmos SDK. Isso não é verdade para outros blockchains. Além disso, a verificação light de clientes não é boa o suficiente para cadeias de liquidação, que são pilares da segurança Omnity — especialmente considerando que alguns clientes leves, incluindo Eth2, não são projetados para casos de uso de alto risco como pontes.

Finalmente, o navegador/carteira do usuário do Omnity assume o controle do retransmissor. ICPs modelo de gás reverso permite que Omnity se livre de retransmissores fora da cadeia. Os usuários não precisam pagar taxas de gás para interagir com contratos inteligentes no ICP. Assim, o front-end do usuário assume a primeira metade do trabalho do Relayer, retransmitindo mensagens entre cadeias da cadeia de origem para o ICP. Os usuários não precisam instalar uma carteira e possuir $ICP de antemão.

Como funciona o Omnity com Bitcoin?

Canisters são contratos inteligentes ICP que contêm o código e o estado de um programa. Os canisters podem realizar cálculos complexos, como verificar um cabeçalho de bloco com centenas de assinaturas ou armazenar algumas centenas de GB de dados em uma cadeia, tudo a um custo muito acessível, o que é simplesmente impossível em qualquer outro blockchain.

O ICP constrói pilhas de tecnologia ponta a ponta 100% on-chain, portanto, sua integração com Bitcoin é semelhante à execução de um nó Bitcoin on-chain. O ICP está integrado à rede Bitcoin no nível do protocolo, mantendo o código BTC para facilitar transições e consumo de dados. Os canisters podem ler e gravar na rede Bitcoin.

O diagrama abaixo mostra o Adaptador Bitcoin e o Bitcoin Canister, que estão ativos na rede principal do ICP há quase um ano enquanto a Omnity construía os outros componentes.

Um dedicado Sub-rede Bitcoin com cada nó executa um daemon Bitcoin Adapter e é conectado de forma independente à rede Bitcoin p2p. Se um Canister quiser fazer uma transação Bitcoin, uma solicitação será enviada para a sub-rede Bitcoin que hospeda o Bitcoin Canister contendo o estado Bitcoin na cadeia do ICP.

Assim que os nós da sub-rede chegam a um consenso sobre um novo bloco Bitcoin, o bloco é alimentado no Bitcoin Canister , um indexador UTXO que atualiza continuamente todo um conjunto UTXO. A solicitação é então enviada para a rede Bitcoin por meio do Adaptador Bitcoin e processada pela Rede Bitcoin de forma assíncrona.

Omnity BTI: o primeiro indexador Bitcoin totalmente on-chain

Omnity implantará o Bitcoin Token Indexer (BTI ) paralelamente ao Bitcoin Canister para oferecer suporte a BRC20, Runes e outros ativos Bitcoin. Omnity BTI será o primeiro indexador de tokens Bitcoin totalmente on-chain do mundo, facilitando a transferência totalmente confiável de tokens Bitcoin para outras blockchains e fortalecendo a posição do Bitcoin como uma camada de liquidação universal.

O que é ckBTC?

ICPs Tecnologia de fusão de cadeia permite que contratos inteligentes ICP mantenham, recebam e enviem BTC diretamente e facilitem a criação de um token ckBTC apoiado 1:1 pelo BTC. No entanto, o grande valor dos tokens de chave de cadeia, como o ckBTC, é que eles podem ser transferidos em segundos por uma fração desse custo na rede nativa do token. ckBTC do ICP é como um gêmeo do Bitcoin, pois compartilha o estado da rede do Bitcoin. É um CICV-2 token que é apoiado 1:1 pelo BTC mantido 100% na rede principal, incorporando com segurança o BTC aos serviços DeFi e Web3 no blockchain do Internet Computer como se o ICP e a rede Bitcoin fossem um blockchain.

Omnity é um ativador BTC Layer2 para todas as cadeias

A integração do Bitcoin na cadeia do ICP é essencial porque traz funcionalidade de contrato inteligente para o Bitcoin, abrindo novas possibilidades para o desenvolvimento de DeFi e Dapp sem congestionar a rede Bitcoin e aumentar as taxas de transação.

Omnity facilitará as transferências de tokens para que os tokens não precisem retornar ao Bitcoin. Eles podem ser transferidos para qualquer cadeia conectada ao protocolo ICP totalmente on-chain, sem testemunhas ou verificadores – a primeira ponte de token totalmente on-chain.

Omnity só incorpora uma cadeia de liquidação quando a segurança de todo o nó pode ser alcançada. Por enquanto, Bitcoin, Ethereum e o próprio ICP atendem a esse padrão. No entanto, quase todos os blockchains, incluindo vários tipos de L2, podem ser conectados ao Omnity como cadeias de execução. Enquanto isso, qualquer token emitido em uma cadeia de liquidação conectada terá interoperabilidade entre cadeias incomparável por meio do Omnity, sem provisões de liquidez.

Conforme discutido, as assinaturas Schnorr permitem fácil agregação de assinaturas múltiplas e assinaturas de limite. O recente anúncio do ICP sobre a integração de assinaturas Schnorr de limite permitirá que os Canisters obtenham suas próprias chaves públicas e endereços Schnorr, solicitem ao ICP que calcule assinaturas Schnorr para mensagens arbitrárias e suporte tanto BIP-340 quanto Ed25519. Isso estende o escopo de negociação de ativos entre cadeias da Omnity para Ordinais e outros tipos de ativos, juntamente com futuras integrações potenciais com outras cadeias que usam variantes Ed25519, como Solana, Polkadot ou Cardano.

Omnity é antifrágil e à prova de futuro

Omnity é uma grande melhoria em relação às pontes cruzadas de múltiplas assinaturas ou outras pontes de verificação externa. Ele oferece um hub omnichain confiável que aprimora a experiência do usuário e apresenta antifragilidade contra as vulnerabilidades observadas em modelos centralizados.

Os céticos em relação ao nosso projeto IBC podem questionar a necessidade de proxies de verificação e sugerir, em vez disso, confiar apenas em pontes cruzadas de verificação externa. No entanto, como o IBC é um protocolo aberto em camadas, ele permite a evolução contínua da camada de verificação, ao mesmo tempo que mantém a interoperabilidade do IBC. Assim, o Omnity pode integrar perfeitamente avanços futuros, como a substituição do cliente proxy por um verificador ZK assim que a tecnologia amadurecer, sem interromper nenhum aplicativo existente.

A Omnity está preparada para acompanhar o progresso tecnológico e liderá-lo, garantindo que todos os blockchains conectados possam funcionar efetivamente como soluções de Camada 2 para Bitcoin. Esta visão de um protocolo seguro, totalmente on-chain e cross-chain ressalta nossa dedicação em adotar e desenvolver as melhores tecnologias disponíveis para a escalabilidade do Bitcoin.

Suzanne Leigh é o editor da Omnity Network. Este artigo foi escrito em colaboração com Louis Liu , CEO e fundador da Rede Omnity .