Modelo Bitcoin UTXO, alimentando um ecossistema único

As recentes inovações do Bitcoin , como inscrições e runas, estão gradualmente se tornando o foco da atenção da indústria criptográfica. Isso porque eles vêm apresentando os diferentes potenciais de aplicação dos UTXOs (Unspent Transaction Output) por meio do protocolo Ordinals, Nervos CKB, entre outros. Eles seguem um modelo Bitcoin UTXO que surgiu à medida que a concorrência da indústria se intensificava e a tecnologia avançava, permitindo que aplicativos fossem construídos na rede Bitcoin e compartilhassem segurança com sua cadeia principal naturalmente.

Modelo Bitcoin UTXO

Com o modelo, a circulação de cada satoshi (sats, ou seja, a menor unidade de Bitcoin) de um BTC é rastreável e não fungível (talvez a forma mais antiga de NFT). Ele forneceu uma base para o desenvolvimento do protocolo Ordinals e do ecossistema BRC-20 que viu o desenvolvedor Bitcoin, Casey Rodarmor, lançar um software de código aberto chamado ORD em um nó completo Bitcoin Core em dezembro de 2022. O software permite aos usuários inserir qualquer informação, como uma sequência de texto ou imagem, no blockchain do Bitcoin e, em seguida, vincular essas informações carregadas a um satoshi específico. Em última análise, isso criou a possibilidade de um satoshi ser armazenado com informações, também conhecido como Bitcoin NFT.

O protocolo Ordinais tem duas partes: Ordinais e Inscrição. Ordinals serializa satoshis (1 BTC = 100.000.000 sats) e permite o rastreamento e transferência de satoshis individuais. Uma vez numerado, o conteúdo pode ser escrito na "área Segregated Witness (SegWit)" da transação e atribuído ao primeiro satoshi da saída da transação. Inscrição é o conteúdo armazenado em sats, que pode ser imagens, textos, áudio/vídeo, ou mesmo códigos, desde que não ultrapassem o limite de 4MB de um bloco de Bitcoin.

O protocolo Ordinals não pode ser usado apenas para emitir NFTs, mas também tokens. Tal é o desenvolvimento de novos protocolos de ativos como o BRC-20 e aplicações como o Runes. O BRC-20 originou-se de um experimento comunitário após um usuário do Twitter (X), Domodata, que acredita que o protocolo Ordinals pode ser usado não apenas para emitir NFTs, mas também tokens quando as inscrições são anexadas no formato de dados JSON. Ele publicou o que chamou de “um padrão interessante e experimental” conhecido como BRC-20 no GitBook, baseado no protocolo Ordinals, e mostrou que o padrão permite que inscrições sejam definidas no formato de dados JSON para implantar o mint e transferir tokens. Desde então, as transações na blockchain Bitcoin representaram uma proporção significativa após o surgimento do BRC-20.

O padrão BRC-20 promoveu rapidamente o desenvolvimento de Inscrições, já que o potencial dos blocos Bitcoin e UTXO raramente foi profundamente explorado. Este é um experimento interessante baseado no Bitcoin UTXO, que foi adotado pela comunidade e pelos usuários.

Fonte: domo-2.gitbook.io

Potencial UTXO aumenta expectativa sobre o ecossistema Bitcoin L2

Como muitas transações ativas na cadeia foram registradas, a base para explorar o potencial do modelo UTXO para construir aplicações foi lançada em 2023. Desde então, o modelo criou expectativas elevadas no mercado e continua construindo um modelo ecológico que difere da Camada 2 (L2) do Ethereum. ) que também é aguardado com grande expectativa pelo mercado.

Do padrão ERC20 que levou às ofertas iniciais de moedas (ICOs) ao desenvolvimento de Automated Market Makers (AMMs) que energizaram o DeFi, e ao surgimento dos NFTs e do metaverso, o ecossistema do Ethereum tornou-se gradualmente mais rico através de reviravoltas. Enquanto isso, como o L2 do Ethereum se desenvolveu rapidamente nos últimos anos e o controle geral das taxas de gás on-chain do Ethereum foi alcançado em meio a um ecossistema próspero, o nascente ecossistema Bitcoin L2 começou a receber atenção significativa do mercado, particularmente em relação à forte expectativa do mercado para UTXO potenciais.

O Bitcoin pode não ter os recursos de contrato inteligente do Ethereum, mas o modelo UTXO, capaz de distinguir cada satoshi do Bitcoin, promete um ecossistema diferente do Ethereum. Também difere no sentido de que os resultados criados pelas transações Bitcoin não são simplesmente endereços de chave pública, mas scripts. Ou seja, o BTC em um UTXO não é registrado na conta de alguém como saldo – cada iniciador de transação cria um bloqueio para esses BTCs por meio de um script, e apenas o proprietário possui a chave. Um benefício importante desta abordagem é que ela permite que todas as transações de transferência sejam visualizadas da perspectiva da circulação do BTC, e diferentes UTXOs podem passar por transações paralelas, uma vez que os UTXOs são estritamente diferenciados uns dos outros. Com cada satoshi sendo carimbado toda vez que é transferido, o mecanismo UTXO registra completamente o histórico de transferência de todas as partes do BTC.

A expectativa foi reforçada pela atualização Taproot que, como a atualização mais significativa desde a ativação do Segregated Witness (SegWit), visa melhorar a privacidade e a eficiência da rede Bitcoin. A mudança mais notável do Taproot é permitir que múltiplas assinaturas complexas (como carteiras multisig) sejam agregadas e verificadas coletivamente, em vez de separadamente. As assinaturas agregadas tornam a rede mais rápida, custa menos e economiza espaço em bloco. Taproot fornece uma nova maneira de executar transações Bitcoin, aumentando a privacidade e a flexibilidade do usuário, melhorando significativamente a escalabilidade do Bitcoin.

Espera-se que BTC L2 baseado em UTXO promova um novo ecossistema

O surgimento do protocolo Ordinals, das inscrições e das Runas melhorou ainda mais o ecossistema Bitcoin. Em 6 de maio, o valor total bloqueado (TVL) do ecossistema Ethereum ultrapassou US$ 96 bilhões, enquanto o ecossistema Bitcoin aumentou seu TVL em US$ 1,2 bilhão no ano passado. Sem dúvida, em comparação com o Ethereum, o desenvolvimento do ecossistema Bitcoin ainda está em seus estágios iniciais.

Sem os recursos de contrato inteligente do Ethereum, o Bitcoin está seguindo diferentes rotas técnicas para explorar novas possibilidades para UTXO. Uma delas são as redes L2 do Bitcoin que usam canais estaduais (como a Lightning Network), sidechains, Rollups, etc., contando principalmente com L2 para estender as capacidades de contratos inteligentes. Como a cadeia principal do Bitcoin teria que ser interligada com um L2 em casos como um tipo de cadeia lateral de forma cruzada para alcançar consenso e segurança compartilhada, interagir com o modelo UTXO do Bitcoin é um passo inevitável.

Naturalmente, os protocolos de ativos para tokens fungíveis (FT) também se tornarão uma nova direção. Às 8h09 do dia 20 de abril de 2024, o BTC completou seu quarto halving na altura do bloco 840.000, reduzindo a recompensa de mineração para cada bloco de 6,25 BTC para 3,125 BTC. Ao mesmo tempo, as Bitcoin Runes foram lançadas oficialmente na altura do bloco 840000. As runas são uma melhoria nas inscrições, permitindo uma implantação mais flexível e direta de ativos dentro do Bitcoin UTXO, semelhante a uma técnica de gravação expressa pelo termo chinês "Runas". O protocolo Runes implanta informações registradas diretamente de ativos de token na cadeia Bitcoin: escritas no campo OP-RETURN do Bitcoin UTXO.

O lançamento das Runas gerou imediatamente um rápido aumento nas taxas da rede para Bitcoin. Desde o seu lançamento em 20 de abril, as taxas na rede geradas pelas atividades das Runas naquele dia representaram 70,1% do total das taxas na rede do Bitcoin, uma distinção clara das transferências tradicionais de Bitcoin, que anteriormente eram a fonte primária. Para o bloco 840000, as taxas geradas foram de 37.626 BTC, mais de dez vezes a recompensa da mineração (3.125 BTC). Isso tem sido muito procurado pelo mercado.

As runas fizeram melhorias adicionais em design, emissão e compatibilidade, preparando-se para compatibilidade com tokens fungíveis e fazendo interface com pontes e aplicativos DeFi.

A evolução do UTXO: modelo celular Nervos (CKB)

Enquanto isso, apesar das expectativas que as aplicações do ecossistema devem ter do modelo UTXO e do potencial de desenvolvimento único do ecossistema Bitcoin L2, o Bitcoin não usar o modelo de conta familiar para representar o fluxo de transações Bitcoin continua a ser um desafio.

Um cenário em questão é quando um usuário recebe 100 BTC de outro usuário para formar um UTXO de 100 BTC. É como colocar e trancar os 100 BTC em uma caixa com uma chave que somente a chave privada do usuário pode desbloquear. Na realidade, estes 100 BTC podem ser compostos por outras caixas UTXO bloqueadas (por exemplo, quatro caixas UTXO de 25 BTC, ou outras combinações). Quando for esse o caso, cada operação resulta em uma saída não gasta de Bitcoin (UTXO), uma vez que só pode armazenar o valor “contido” de seu BTC e não pode armazenar mais dados ou ter mais escalabilidade. Isto é diferente do modelo de conta que simplesmente atualiza o estado do saldo.

Nervos CKB herda a arquitetura UTXO do Bitcoin e criou o Cell Model – um modelo UTXO generalizado para armazenamento de estado que mantém a simplicidade e consistência do UTXO. Com o CKB, todos os estados são armazenados em células enquanto os cálculos são feitos fora da cadeia, e os nós realizam verificação de transações e publicam na cadeia. Inspirado no modelo Bitcoin UTXO, o modelo Cell define o comportamento de cada célula dentro do Nervos CKB e o processo de atualização dos dados que ela contém.

Assim como o Bitcoin UTXO, uma célula é imutável depois de formada: uma vez que as células são adicionadas à cadeia, nenhuma alteração pode ser feita. A atualização dos dados dentro de uma célula requer um processo chamado “gasto” – semelhante a como as transferências Bitcoin UTXO são implementadas por “gasto”. Isso envolve usar os dados atualizados para criar uma nova célula e, em seguida, adicioná-la à cadeia – semelhante à formação de um novo Bitcoin UTXO (para a produção gasta). Da mesma forma, cada célula só pode ser gasta uma vez.

Ao contrário do UTXO do Bitcoin, uma célula pode conter vários tipos de dados, como CKBytes, tokens, código JavaScript ou strings JSON, o que amplia os recursos das células, ampliando assim o potencial do UTXO - por exemplo, permitindo contratos inteligentes (mesmo os personalizados, como a emissão de NFTs, a limitação do fornecimento de tokens e o estabelecimento de condições para atender a necessidades específicas). Dito de outra forma, uma célula é como um UTXO mais inteligente. Ou seja, se o UTXO do Bitcoin é uma caixa contendo um livro-razão em papel, então uma célula é como substituir o livro-razão em papel por uma planilha Excel.

É importante observar que o modelo Cell separa o cálculo e a verificação da execução de contratos inteligentes. A computação ocorre fora da cadeia, gerando novos dados, que são então verificados na cadeia pelos nós da rede. No modelo Cell, a execução dos contratos inteligentes é paralela, ou seja, cada transação é executada de forma independente em sua máquina virtual, com múltiplas máquinas virtuais rodando simultaneamente. As transações no modelo Cell são altamente flexíveis e eficientes, permitindo que múltiplas operações de contratos inteligentes sejam agrupadas em uma única transação, minimizando assim as taxas de transação e processamento.

Fonte: ckbdapps. com

O modelo de computação off-chain e consenso on-chain acima mencionado é bastante popular, como o protocolo RGB nos protocolos de extensão BTC, que envolve computação off-chain e envia os resultados da transação de consenso para a cadeia Bitcoin. Este protocolo é essencialmente semelhante ao Lightning Network. Nesta base, o protocolo RGB++ foi desenvolvido, utilizando selos únicos e tecnologia de verificação do lado do cliente (CSV) para gerenciar mudanças de estado e verificação de transações. Ele mapeia isomorficamente Bitcoin UTXOs para células do Nervos CKB, usando as restrições de script na cadeia CKB e na cadeia Bitcoin para verificar a exatidão dos cálculos de estado e a validade das mudanças de propriedade - isso se beneficia da integração perfeita dos recursos do UTXO entre Bitcoin e Nervos CKB. RGB++ não apenas implementa validação aprimorada do lado do cliente, dobramento de transações e estado compartilhado entre contratos, mas também introduz escalabilidade de contrato inteligente completa de Turing e extensões de desempenho para Bitcoin sem a necessidade de transações entre cadeias e sem comprometer a segurança.

Singularidade UTXO para promover um ecossistema Bitcoin único?

Houve um tempo em que o UTXO do Bitcoin e o ERC20 do Ethereum pareciam ter uma diferença clássica versus moderna. Isso está mudando com Ordinais e Runas tornando possível a implantação de ativos com base em UTXO e a atualização do UTXO da Nervos CKB liberando ainda mais o poder computacional, embora ainda estejam em seus estágios iniciais. Esses desenvolvimentos sugerem as aplicações potenciais únicas do UTXO, que parecem mais interessantes e se tornaram uma nova expectativa na indústria.

UTXO é a raiz da segurança e confiabilidade do Bitcoin (gastos anti-dupla, rastreabilidade, etc.) e, devido a problemas de escalabilidade, limita o desenvolvimento do ecossistema Bitcoin, que ainda é incapaz de alcançar os ricos cenários do ecossistema do DeFi da Ethereum, NFT e metaverso. No entanto, sua singularidade promove um novo ecossistema baseado nas inovações recentes do Bitcoin, recebendo atenção significativa do mercado como um indicador ousado da confiança do mercado no potencial UTXO. Com o hype flutuante após o surgimento de Runas e Ordinais, acreditamos que as características do UTXO têm o potencial de inspirar um paradigma de ecossistema diferente, e esperamos o surgimento precoce de um paradigma tão “impressionante” em breve.