سلاسل Sidechains الموحدة هي تطبيق Sidechain الأصلي القابل للترقية من Bitcoin

هذه مقالة افتتاحية بقلم Shinobi ، المعلم الذي علم نفسه بنفسه في مجال Bitcoin ومضيف بودكاست Bitcoin ذي التوجه التكنولوجي.

سلاسل جانبية متحدة هي حاليًا النوع الوحيد الذي تم نشره من سلسلة Bitcoin sidechain (أحدث ورقة هنا). كانت فكرة استخدام نظام الربط والتوافق الفيدرالي في الواقع ملحقًا في الأوراق البيضاء ذات السلسلة الجانبية الأصلية. لم يكن هناك تصميم ملموس لأي نوع من أنواع الربط ثنائي الاتجاه الذي يتضمن عمال المناجم ، لذلك تم وصف الربط المتحد كطريقة لنشر سلسلة جانبية الآن ، والترقية إلى ربط ثنائي الاتجاه تم التحقق منه باستخدام إثباتات بسيطة للتحقق من الدفع (SPV) مماثلة لـ ماذا او ما سلاسل ناعمة تفعل ، عندما تم تصميم شيء ما بشكل ملموس بحيث يكون آمنًا وقابل للنشر. تمت الإشارة أيضًا إلى أنه من حيث الحوافز ، بالنسبة للأنظمة الصغيرة جدًا ، قد يكون من الخطر استخدام ربط قائم على عامل منجم حيث يمكن أن يسرقوا من مجموعة صغيرة جدًا من الأشخاص دون إجماع كبير على فعل أي شيء حيال ذلك من نظام Bitcoin الأوسع. . يمكن أن تكون الاتحادات الفيدرالية مفيدة للأنظمة الأصغر حيث لا تكون مجموعة المستخدمين كبيرة بما يكفي لتكون عاملاً مثبطًا لعمال المناجم لسرقة العملات المعدنية.

الفكرة العامة هي الحصول على blockchain بشكل فعال حيث تقوم مجموعة مختارة من الأطراف الموثوقة بحفظ عملة البيتكوين المربوطة بالنظام باستخدام multisig ، وإنتاج الكتل على السلسلة الجانبية ، وتوقيعها باستخدام مفاتيح التشفير بدلاً من استخدام إثبات العمل. يعتمد نموذج الأمان بأكمله على وجود مجموعة كبيرة من المشاركين المتميزين في المجموعة ، أو الاتحاد ، الموزعين جغرافيًا جدًا والمعروفين للجمهور.

تستخدم الاتحادات حدًا أدنى من الأعضاء لكل من حضانة البيتكوين على السلسلة الرئيسية و blockigning ، أي 5-of-7 multisig. يتم ذلك بدلاً من مطالبة الأعضاء السبعة بالتوقيع من أجل تحقيق التوازن بين الخطرين الرئيسيين لمثل هذا النظام: السرقة مقابل الخسارة. يمكن للاتحاد أن يسرق جميع الأموال المحجوزة في سلسلة جانبية اتحادية إذا اختاروا التعاون معًا للقيام بذلك ؛ هذا هو السبب في أن نموذج الأمان بأكمله يعتمد على العديد من الجهات الفاعلة المختلفة في العديد من الولايات القضائية المختلفة. أنت تريد أن يكون الأمر صعبًا للغاية ومن غير المحتمل أن تتعاون العديد من الحكومات المختلفة لإجبار اتحاد ما على فعل شيء خبيث ، لذا فأنت تريد عددًا كبيرًا من الأشخاص الذين يحتاجون إلى التوقيع على الأشياء. من ناحية أخرى ، إذا طلبت من جميع الأعضاء السبعة توقيع كل شيء ، فكل ما يتطلبه الأمر هو أن يفقد عضو واحد الوصول إلى مفاتيحه مما يؤدي إلى خسارة دائمة لجميع الأموال في السلسلة الجانبية. ومن ثم يتطلب الأمر توقيع أغلبية الأعضاء ، ولكن ليس جميعهم. هذا يترك بعض هامش الخطأ لفقدان المفتاح بينما لا يزال يتطلب أيضًا إجبار عدد كبير من الأعضاء أو التآمر لينتج عن ذلك سرقة الأموال.

هذا يجعل نموذج الأمان للنظام ثنائي الاتجاه من حيث عتبات الأمان. كما ذكرنا سابقًا ، من أجل سرقة الأموال فعليًا ، يجب أن يتواطأ خمسة من المشاركين السبعة في هذا الوضع الافتراضي أو يُجبرون على التواطؤ لسرقة الأموال الجانبية. ومع ذلك ، يجب أن يخسر ثلاثة فقط من المشاركين السبعة أو يتلفون أو يجبرون على تعطيل مفاتيحهم من أجل ترك الأموال الجانبية مجمدة وغير قادرة على نقلها - ربما بشكل دائم. العتبات هي عمل موازنة بين هذين الخطرين.

يجب أن يكون كلاهما في وقت واحد مرتفعًا بدرجة كافية حتى لا تحدث كلتا الحالتين الأسوأ.

بصرف النظر عن هذه الخصائص الأساسية ، هناك درجة كبيرة من الحرية في كيفية تنفيذ سلسلة جانبية متحدة ، سواء من حيث كيفية تصميم السلسلة الجانبية نفسها وكذلك كيفية التعامل مع إدارة المفاتيح لتوقيع الكتلة ومفاتيح الوصاية.

سائل

كان Liquid هو أول سلسلة جانبية اتحادية تم نشرها على Bitcoin ، وهي مصممة للمعاملات الخاصة بين البورصات للتداول وإصدار الأصول الأخرى مثل العملات المستقرة أو الرموز المميزة للأسهم. تم بناء قاعدة الكود الخاصة به بالكامل تقريبًا على أساس Bitcoin نفسها. كانت إحدى الميزات الأساسية لشبكة Liquid هي تنفيذ المعاملات السرية، وهي ميزة تستخدم أدلة نطاق التشفير لإخفاء المبالغ التي يتم إرسالها في المعاملات ولكنها لا تزال تقدم ضمانًا وفقًا لافتراضات معينة بأنه لا يتم إنفاق أي أموال غير موجودة. السائل أيضا نفذت الأصول السرية، امتدادا للمعاملات السرية. الأصول السرية تخفي ما يتم إنفاقه بالإضافة إلى المبلغ.

توفر هاتان الميزتان مجتمعتان حلاً قويًا لأحد أوجه القصور الكبيرة الممكنة من خلال سلسلة جانبية متحدة: الرقابة. يمكن أن توافق الأغلبية العتبة (في اتحادنا الافتراضي 5 من 7 أعلاه) جميعًا على فرض رقابة على معاملات معينة أو UTXOs إذا كان لديهم سببًا لذلك ، مثل النشاط غير القانوني المشتبه فيه أو المؤكد. في مثل هذه الحالة ، سيكون لديهم حافزًا منطقيًا للقيام بذلك ، لعدم إعطاء الحكومات سببًا لملاحقة النظام بأكمله. يمكن أن توفر المعاملات / الأصول السرية مستوى عالٍ من الخصوصية لدرجة أنه حتى إذا كان لدى الاتحاد سبب لفرض رقابة على أنواع معينة من المعاملات ، فسيواجهون صعوبة بالغة في اختيارهم للقيام بذلك.

تعتبر معاملة الربط على Liquid عملية بسيطة نسبيًا من خطوتين. يأخذ المستخدم الذي يرغب في التسجيل العنوان متعدد الرموز الخاص بالاتحاد ثم "يعدل" كل مفتاح عام مشارك فيه باستخدام الدفع مقابل العقد باستخدام عنوان سائل يتحكمون فيه ، لإنشاء مفاتيح عامة جديدة. يمكن لأعضاء الاتحاد اشتقاق المفاتيح الخاصة المطابقة بمجرد معرفة العنوان السائل المستخدم. وإلى أن يتم الكشف عن هذه المعلومات ، لا أحد ، ولا حتى الاتحاد ، يعلم أن أي معاملة لهذا العنوان المعدل هي ربط سائل. ثم يبث المستخدم المعاملة على mainchain وينتظر 100 تأكيد. بمجرد إنشاء التأكيدات ، يمكن للمستخدم إرسال معاملة على شبكة Liquid لإرسال عملاتهم المعدنية إلى أنفسهم. تستخدم هذه المعاملة إدخالًا خاصًا يحتوي على العنوان السائل الذي قاموا به بتعديل مفاتيح الاتحاد ، وتوقيع يثبت أنهم يتحكمون فيه وإثبات Merkle الذي يُظهر معاملة ربط mainchain به 100 تأكيد على الأقل.

عملية الربط أسهل بكثير. ينشئ المستخدم معاملة تحرق عملة البيتكوين على السائل باستخدام OP_RETURN ، وتحتوي على عنوان لإرساله إلى السلسلة الرئيسية ، وإثباتًا خاصًا بعدم المعرفة من أحد أعضاء الاتحاد (أيهما مخفي). عندما يرى أعضاء الاتحاد مثل هذه المعاملة مع إثبات عضو صالح ، فإنهم سيوقعون على السحب على mainchain. يتم تنفيذ الدليل لمنع عمليات السحب الاحتيالية أو غير الصالحة ويسمح لأي عضو من أعضاء الاتحاد بتقديم الدليل لفرض القائمة البيضاء أو القيود على عمليات التثبيت. يمكن لأي شخص ربط البيتكوين بحرية في الشبكة السائلة ، لكن العلاقة مع أحد أعضاء الاتحاد مطلوبة للربط.

فيما يتعلق بإدارة المفاتيح ومعالجة الأمن ، طورت Blockstream وحدات أمان الأجهزة (HSM) للتعامل مع المفاتيح وتنفيذ عمليات التوقيع. تقوم هذه الأجهزة بتأمين المفاتيح المستخدمة لتوقيع الحظر والتوصيلات / عمليات التثبيت ، مما يجعلها آمنة ضد العبث أو استخراج المفتاح. من أجل توفير بعض وسائل الاسترداد في حالة فقد الأجهزة الفاشلة للمفاتيح ، ولكن أيضًا للحماية من استخراج المفاتيح لأغراض ضارة ، يتم الاحتفاظ بنسخ احتياطية لكل مفتاح عضو مشفرة بطريقة تتطلب من ذلك العضو و Blockstream التعاون من أجل فك تشفير المفتاح للتحميل في HSM جديد. لا يمكن لأي من الطرفين فك تشفير النسخة الاحتياطية بمفرده. خط الدفاع الأخير ضد فقدان المفتاح هو مفاتيح السحب في حالات الطوارئ. كل عنوان يكتسح الاتحاد العملات المعدنية المثبتة له مساران للإنفاق: العتبة المطلوبة من الاتحاد ، وبعد قرابة شهر زمني (على الرغم من إمكانية تغيير طول الوقت) ، الحد المطلوب لمفاتيح الطوارئ. هذه هي المجموعة الثانية من المفاتيح التي يمكن أن يحتفظ بها الاتحاد أو طرف آخر أو مجموعة منها لضمان إمكانية استرداد العملات المعدنية في حالة فقد عدد كبير جدًا من مفاتيح الاتحاد. يقوم الاتحاد بانتظام بنقل العملات المعدنية الموجودة على السلسلة الرئيسية الموجودة في عهدته قبل انتهاء صلاحية القفل الزمني ، طالما أن الاتحاد لم يفشل ، فلن يكون مسار الطوارئ هذا قابلاً للإنفاق أبدًا. تحتفظ Blockstream حاليًا بمفاتيح الاسترداد الموزعة جغرافيًا.

أخيرًا ، هناك وظيفة تسمى "الاتحادات الديناميكية". يسمح هذا لأغلبية كبيرة من الاتحاد بتحديث العضوية وإضافة أو حذف الأعضاء. يتم ذلك من خلال تحديث البرنامج لبرنامج التوقيع بعد تحديد الأعضاء الجدد المراد إضافتهم أو الأعضاء الحاليين المراد إزالتهم ثم فترة إرسال إشارات مدتها شهر. إذا أشارت أربعة أخماس الكتل ، لمدة شهر واحد ، إلى تغيير الاتحاد ، فإن الشبكة "تتفرع" للتعرف على الاتحاد الجديد كموقّعين على الكتلة. تبدأ الشبكة بعد ذلك في استخدام عناوين ربط جديدة مع الاتحاد الجديد ، لكنها لا تزال تتعرف على العناوين القديمة لمدة شهر إضافي لضمان عدم إبطال عمليات الربط أثناء تغيير الاتحاد. كما لا يُسمح بإزالة عدد كبير جدًا من أعضاء الاتحاد بحيث لا يتبقى ما يكفي للتوقيع على عمليات السحب من العناوين القديمة. كل هذه الجوانب من ترقيات الاتحاد هي جزء من قواعد الإجماع ويتم فرضها / التحقق من صحتها من قبل HSMs.

الجذر (RSK)

الجذر هو سلسلة جانبية متحدة مع العديد من الاختلافات في التصميم مقابل السائل. أولاً ، إنه في الأساس نسخة طبق الأصل من Ethereum من حيث الوظيفة. إنه يدعم بشكل كامل Solidity ، لغة البرمجة النصية التي تستخدمها Ethereum ، بحيث يكون أي عقد يتم نشره على Ethereum قابلاً للنقل بسهولة إلى Rootstock. من الواضح أن الأساس المنطقي للقيام بذلك هو أن Ethereum لديها الكثير من الطلب ويمكنها تقديم وظائف لا تستطيع Bitcoin القيام بها. من الواضح أن هناك العديد من الجوانب السلبية والمخاطر على بنية Ethereum ، لكن لا يمكنك إنكار وجود طلب عليها.

هناك اختلاف رئيسي آخر من حيث الهندسة هو ما يفعله الاتحاد - فهم يديرون بشكل جماعي multisig التي تحافظ على الأموال على السلسلة الرئيسية ، لكن الاتحاد لا يشارك في الظروف العادية في كتل السك. يتم ذلك بواسطة مُعدني البيتكوين من خلال التعدين المدمج ، مما يسمح لهم بتعدين البيتكوين والجذر في نفس الوقت. في حين أن هذا لا يوفر فرقًا أمنيًا ذا مغزى بالنسبة إلى Bitcoin المربوطة بسلسلة Rootstock ، إلا أنه يوفر بعض الأصول الأخرى الصادرة على السلسلة الجانبية. يمكن للاتحاد دائمًا سرقة Bitcoin على السلسلة الرئيسية إذا تواطأ بما فيه الكفاية ، ولكن نظرًا لأن عمال المناجم يقومون بالفعل بالتعدين في السلسلة الجانبية ، فيمكنه الاستمرار والسماح للأصول الأخرى بالاستمرار في التعامل معها. إذا كانت هذه الأصول الأخرى ذات قيمة كافية ، حتى بدون أن تكون مدعومة ببيتكوين حقيقي ، فلا يزال يتعين أن يكون لرمز Rootstock BTC ما يكفي من الطلب في السوق لدفع الرسوم لاستخدام الأصول الأخرى لتحفيز المعدنين على الاستمرار في التعدين.

ومع ذلك ، فإن مشاركة عمال المناجم ليست مطلقة. طالما أن غالبية عمال مناجم البيتكوين يقومون أيضًا بتعدين Rootstock ، فإنهم يتحكمون بشكل كامل في تنظيم المعاملات وتعدينها في كتل ، ولكن إذا انخفضت هذه النسبة المئوية من المعدنين في نطاق النصف (أو أقل قليلاً) ، فهناك قواعد إجماع تسمح الاتحاد يوقع نقاط التفتيش لمنع إعادة الهروب قبل نقطة التفتيش. إذا انخفض معدل التجزئة بشكل كبير أكثر من ذلك ، فإنهم قادرون حتى على تولي مهمة إنشاء كتل ، مثل أعضاء اتحاد Liquid. إنه نظام ديناميكي للغاية يمكنه العمل بدون عمال مناجم وبدون اتحاد من أجل الحفاظ على تقدم blockchain.

عملية التثبيت بسيطة للغاية: أرسل عملة البيتكوين إلى عنوان RSK ثم انتظر التأكيدات الكافية. بعد تكوين عدد كافٍ من التأكيدات ، سيتعرف عقد Solidity الذكي على السلسلة الجانبية على المعاملة ويقيدها في حساب على السلسلة الجانبية يتحكم فيه نفس المفتاح الذي تم قفل UTXO الذي قمت بتثبيته فيه. يتم التحكم أيضًا في عملية التثبيت من خلال عقد ذكي ، والذي سيتواصل مع HSMs التابع للاتحاد ، والذي سيوقع معاملة سحب سلسلة mainchain عندما يطلب العقد ذلك.

عندما أطلق Roostock لأول مرة ، كان كل ما هو مطلوب للربط هو توقيع غالبية اتحادات HSM على الصفقة بعد أن تم إخطارها من خلال العقد الذكي على السلسلة الجانبية. في عام 2020 قاموا بتطبيق آلية ربط جديدة تسمى POWPeg. سمحت هذه الترقية لأجهزة HSM بالتحقق من صحة أدلة SPV من المعدنين. يرفض HSMs الآن التوقيع على معاملات ربط ما لم تعتمد غالبية المجموعة الحالية من عمال المناجم RSK على المعاملة من بدء الربط. يتلخص نموذج الأمان في النهاية في بقاء وحدات HSM آمنة ، ولكن ما لم يتم العبث بمعظمها واستخراج المفاتيح ، فلن يقوموا بالتوقيع بدون إثبات عمل كافٍ يشهد على عمليات الربط.

اغلق

يعمل الناس على تصميم سلاسل جانبية منذ ثماني سنوات حتى الآن ، و بينما نحن رحل من خلال أربعة تصميمات مختلفة (وهناك عدد قليل منها: هذه فقط تلك التي اكتسبت قوة جذب مع Bitcoiners التقنية) ، لا يوجد شيء منتشر حاليًا باستثناء السلاسل الموحدة. قد لا تكون الأنظمة الموحدة هي السلسلة الجانبية غير الموثوقة التي يريدها العديد من الأشخاص ، لكنها لا تزال أنظمة مفيدة للغاية - خاصة في أي سياق تكون فيه الطريقة الوحيدة لتلبية طلب السوق هي الوثوق بأمين حفظ واحد للتحكيم في شيء ما. تصبح الاتحادات على الفور تحسينًا افتراضيًا من خلال توزيع مخاطر الطرف المقابل على لاعبين متعددين.

حسنًا ، هذه سلاسل جانبية متحدة باختصار. تتطرق القطعة الأخيرة القادمة بعد ذلك إلى جميع الجوانب السلبية والسلبية للمقترحات الحالية الرئيسية ، على الأقل بعض الأفكار رفيعة المستوى حول ما يريده الأشخاص حقًا من سلسلة جانبية "مثالية" وكيفية تحقيق ذلك بشكل محتمل.

هذا منشور ضيف بواسطة Shinobi. الآراء المعبر عنها خاصة بها تمامًا ولا تعكس بالضرورة آراء BTC Inc أو Bitcoin Magazine.