זהו מאמר מערכת של שינובי, מחנך אוטודידקט בחלל הביטקוין ומנחה פודקאסט ביטקוין בעל אוריינטציה טכנולוגית.
שרשראות צד מאוחדות הם כרגע הסוג היחיד הפרוס של ביטקוין sidechain (המאמר האחרון כאן). הרעיון של שימוש במערכת יתד וקונצנזוס מאוחדת היה למעשה נספח ב- נייר לבן מקורי של שרשרת צד. לא היה תכנון קונקרטי עבור כל סוג של יתד דו-כיווני שמעורבים בו כורים, אז יתד מאוחד תוארה כדרך לפרוס רשת צדדית כעת, ולשדרג למתג מאומת דו-כיווני באמצעות הוכחות אימות תשלום פשוט (SPV) בדומה ל- מה שרשרות רכות לעשות, כאשר משהו תוכנן באופן קונקרטי שהיה בטוח וניתן לפריסה. כמו כן, צוין שמבחינת תמריצים, עבור מערכות קטנות מאוד זה עלול להיות מסוכן להשתמש ביתד המבוסס על כורים מכיוון שהם עלולים לגנוב מקבוצה קטנה מאוד של אנשים ללא הסכמה רבה לעשות משהו בנידון ממערכת הביטקוין הרחבה יותר. . פדרציות יכולות להיות שימושיות עבור מערכות קטנות יותר שבהן קבוצת המשתמשים אינה גדולה מספיק כדי להפריע לכורים לגנוב מטבעות.
הרעיון הכללי הוא למעשה בלוקצ'יין שבו קבוצה נבחרת של צדדים מהימנים מחזיקה בביטקוין מחוברת למערכת באמצעות multisig, ומייצרת את הבלוקים ב-sidechain, וחותמת אותם עם מפתחות קריפטוגרפיים במקום להשתמש בהוכחת עבודה. מודל האבטחה כולו מבוסס על קיום מערך גדול למדי של משתתפים מובהקים בקבוצה, או הפדרציה, שהם מופצים מאוד גיאוגרפית וידועים בציבור.
הפדרציות משתמשות בסף של חברים הן לשמירה על ביטקוין ב-mainchain והן לחתימה בלוק, כלומר, מולטי-סיג של 5 מתוך 7. זה נעשה במקום לחייב את כל שבעת החברים לחתום על מנת לאזן בין שני הסיכונים העיקריים של מערכת כזו: גניבה מול אובדן. הפדרציה יחד יכולה לגנוב את כל הכספים הנעולים ב-sidechain מאוחדת אם הם בוחרים לשתף פעולה יחד כדי לעשות זאת; זו הסיבה שמודל האבטחה כולו מבוסס על שחקנים רבים ושונים בתחומי שיפוט משפטיים רבים ושונים. אתה רוצה שיהיה קשה מאוד ולא סביר שממשלות שונות כולן ישתפו פעולה כדי לאלץ פדרציה לעשות משהו זדוני, אז אתה רוצה שמספר גדול של אנשים יחתום על דברים. מצד שני, אם אתה דורש מכל שבעת החברים לחתום על הכל, אז כל מה שצריך זה חבר בודד כדי לאבד את הגישה למפתחות שלהם כדי לגרום לאובדן קבוע של כל הכספים ב-sidechain. לפיכך נדרש רוב החברים לחתום, אך לא את כולם. זה משאיר מרווח שגיאה מסוים לאובדן מפתח, ובמקביל גם מצריך כפייה על מספר גבוה של חברים או קשר כדי לגרום לגניבת כספים.
זה הופך את מודל האבטחה של המערכת לדו-כיווני מבחינת ספי אבטחה. כאמור, על מנת שהכספים ייגנבו באופן אקטיבי, על חמישה מתוך שבעת המשתתפים במצב היפותטי זה להתחבר או להכריח אותם לשיתוף פעולה על מנת לגנוב את כספי הצד. עם זאת, רק שלושה מתוך שבעת המשתתפים חייבים לאבד, להרוס או להיאלץ להשבית את המפתחות שלהם כדי להשאיר את כספי הצד צ'יין קפואים ולא ניתנים להזזה - אולי לצמיתות. הספים הם פעולת איזון בין שני הסיכונים הללו.
שניהם בו זמנית צריכים להיות גבוהים מספיק כדי ששני המקרים הגרועים ביותר לא יתרחשו.
מלבד מאפייני הליבה הללו, ישנה מידה גדולה של חופש כיצד תוכל ליישם צד צ'יין מאוחד, הן במונחים של עיצוב ה-sidechain עצמו, כמו גם כיצד לטפל בניהול מפתחות עבור החתימה על הבלוק ומפתחות המשמורת.
נוזל
Liquid היה ה-sidechain המאוחד הראשון שנפרס על ביטקוין, שנועד לעסקאות פרטיות בין בורסות למסחר והנפקה של נכסים אחרים כמו stablecoins או אסימוני הון. בסיס הקוד שלו בנוי כמעט כולו על זה של הביטקוין עצמו. אחת מתכונות הליבה של רשת Liquid הייתה היישום של עסקאות סודיות, תכונה המשתמשת בהוכחות טווח קריפטוגרפי כדי להסתיר את הסכומים הנשלחים בעסקאות אך עדיין מספקת ערובה בהנחות מסוימות שלא מוציאים כסף שלא קיים. נוזל גם מיושם נכסים חסויים, הרחבה לעסקאות סודיות. נכסים סודיים מסתירים את האסימון שמוציא בנוסף לסכום.
שתי התכונות הללו בשילוב מספקות פתרון חזק לאחד החסרונות הגדולים האפשריים עם שרשרת צד מאוחדת: צנזורה. רוב סף (בפדרציה ההיפותטית שלנו של 5 מתוך 7 לעיל) כולם יכולים להסכים לצנזר עסקאות ספציפיות או UTXOs אם לכולם הייתה סיבה לכך, כמו חשד לפעילות בלתי חוקית או מאושרת. במקרה כזה אפילו יהיה להם תמריץ רציונלי לעשות זאת, לא לתת לממשלות סיבה ללכת אחרי כל המערכת. עסקאות/נכסים סודיים יכולים לספק רמת פרטיות גבוהה מספיק, שגם אם לפדרציה יש סיבה לצנזר סוגים מסוימים של עסקאות, יהיה לה קשה מאוד לבחור אותן לעשות זאת.
עסקת הצמדה ב-Liquid היא תהליך פשוט יחסית בן שני שלבים. משתמש המעוניין להתחבר לוקח את כתובת ה-multisig של הפדרציה ולאחר מכן "משאם" כל מפתח ציבורי המעורב בו באמצעות תשלום לחוזה עם כתובת Liquid שהם שולטים בהם, כדי ליצור מפתחות ציבוריים חדשים. חברי הפדרציה יכולים לגזור את המפתחות הפרטיים התואמים ברגע שהם לומדים את כתובת ה-Liquid בשימוש. עד שמידע זה נחשף אף אחד, אפילו לא הפדרציה, יודע שעסקה לכתובת המותאמת הזו היא חיבור נוזלי. לאחר מכן המשתמש משדר את העסקה ברשת המרכזית ומחכה ל-100 אישורים. לאחר בניית האישורים, המשתמש יכול לשלוח עסקה ברשת Liquid כדי לשלוח את המטבעות שלו לעצמו. העסקה הזו משתמשת בקלט מיוחד שמכיל את כתובת ה-Liquid שבעזרתה הם שיפצו את המפתחות של הפדרציה, חתימה המוכיחה שהם שולטים בה והוכחה של Merkle המראה לעסקת ההצמדה הראשית יש לפחות 100 אישורים.
תהליך החיבור הוא הרבה יותר פשוט. משתמש בונה עסקה ששורפת ביטקוין על Liquid באמצעות OP_RETURN, מכילה כתובת לשליחה ב-Mainchain, והוכחה מיוחדת של אפס ידע מאחד מחברי הפדרציה (איזה מהם מוסתר). כאשר חברי הפדרציה רואים עסקה כזו עם הוכחת חבר תקפה, הם יחתמו על משיכה ברשת המרכזית. ההוכחה מיושמת כדי למנוע משיכות הונאה או לא חוקיות ומאפשרת למי מחבר הפדרציה שמספק את ההוכחה לאכוף רשימת היתרים או הגבלות על חיבורים. כל אחד יכול להצמיד ביטקוין בחופשיות לרשת Liquid, אך נדרשת מערכת יחסים עם חבר בפדרציה כדי להצמד.
במונחים של ניהול מפתחות וטיפול באבטחה, Blockstream פיתחה מודולי אבטחת חומרה (HSMs) לטיפול במפתחות ולביצוע פעולות חתימה. התקנים אלה מאבטחים את המפתחות המשמשים לחסימת חסימות וכניסות/יציאות, ושומרים עליהם מפני שיבוש או חילוץ מפתחות. על מנת לספק אמצעי התאוששות מסויימים במקרה של התקנים פגומים שמאבדים מפתחות, אך גם כדי להגן מפני חילוץ מפתחות למטרות זדוניות, גיבויים של כל מפתח חבר נשמרים מוצפנים באופן שידרוש גם את אותו חבר וגם את Blockstream לשתף פעולה עם פענוח המפתח לטעינה לתוך HSM חדש. אף אחד מהצדדים לא יכול לפענח את הגיבוי בעצמו. קו הגנה אחרון מפני אובדן מפתח הוא מפתחות משיכה לשעת חירום. לכל כתובת שהפדרציה גורפת אליה מטבעות יש שני נתיבי הוצאה: הסף הנדרש של הפדרציה, ולאחר נעילת זמן בערך של חודש (אם כי ניתן לשנות את משך הזמן) הסף הנדרש של מפתחות החירום. אלו הם קבוצה שנייה של מפתחות שניתן לשמור על ידי הפדרציה, גורם אחר או שילוב שלהם כדי להבטיח שניתן יהיה לשחזר מטבעות אם יותר מדי מפתחות הפדרציה יאבדו. הפדרציה מעבירה בקביעות את המטבעות במחסנית הראשית לפני תום נעילת הזמן, כך שכל עוד הפדרציה לא נכשלה, נתיב החירום הזה לעולם לא יהיה ניתן לבזבז. נכון לעכשיו Blockstream שומר על מפתחות השחזור המופצים גיאוגרפית.
לבסוף יש פונקציונליות שנקראת "פדרציות דינמיות". זה מאפשר לרוב גדול של הפדרציה לעדכן את החברות, להוסיף או להסיר חברים. זה נעשה באמצעות עדכון תוכנה לתוכנת החתימה לאחר החלטה אילו חברים חדשים להוסיף או קיימים להסיר ולאחר מכן תקופת איתות של חודש. אם, במשך חודש אחד, ארבע חמישיות מהבלוקים מאותתים לשינוי הפדרציה, הרשת "מתפצלת" לזהות את הפדרציה החדשה כחותמי בלוק. לאחר מכן, הרשת מתחילה להשתמש בכתובות חיבור חדשות עם הפדרציה החדשה, אך עדיין מזהה את הישנות למשך חודש נוסף כדי להבטיח ששום חיבורים לא יבוטלו במהלך שינוי הפדרציה. אסור גם להסיר כל כך הרבה חברי פדרציה שלא נשארו מספיק כדי לחתום על משיכה מכתובות ישנות. כל ההיבטים הללו של שדרוגי הפדרציה הם חלק מחוקי הקונצנזוס ונאכפים/מתוקפים על ידי ה-HSMs.
Rootstock (RSK)
Rootstock הוא רשת צדדית עם הבדלי עיצוב רבים לעומת Liquid. ראשית, זהו בעצם שיבוט העתק-הדבק של Ethereum מבחינת פונקציונליות. הוא תומך באופן מלא ב-Solidity, שפת הסקריפטים המשמשת את Ethereum, כך שכל חוזה שנפרס על Ethereum הוא נייד באופן טריוויאלי ל-Rootstock. הרציונל לעשות זאת הוא כמובן של-Ethereum יש ביקוש רב והוא יכול לספק פונקציונליות שביטקוין לא מסוגל לה. ברור שיש הרבה חסרונות וסיכונים לארכיטקטורה של Ethereum, אבל אי אפשר להכחיש שיש לזה ביקוש.
הבדל גדול נוסף במונחים של ארכיטקטורה הוא מה שהפדרציה עושה - הם מנהלים ביחד מולטיסיג ששומרת על הכספים ברשת המרכזית, אבל הפדרציה לא משתתפת בנסיבות רגילות בהטבעת בלוקים. זה נעשה על ידי כורי ביטקוין באמצעות כרייה ממוזגת, מה שמאפשר להם לכרות ביטקוין ורוטסטוק בו זמנית. אמנם זה לא מספק הבדל אבטחה משמעותי עבור ביטקוין המחובר לשרשרת Rootstock, אבל זה מספק חלק לנכסים אחרים שהונפקו ב-sidechain. הפדרציה יכולה תמיד לגנוב את הביטקוין ב-Mainchain אם מספיקה שיתוף פעולה, אבל מכיוון שכורים למעשה כורים את ה-sidechain היא יכולה להמשיך ולאפשר לנכסים האחרים להמשיך להתבצע. אם לנכסים האחרים האלה יש מספיק ערך, אפילו בלי להיות מגובה בביטקוין אמיתי, לאסימון Rootstock BTC עדיין צריך להיות מספיק ביקוש בשוק כדי לשלם עמלות כדי להשתמש בנכסים אחרים כדי לתמרץ כורים להמשיך בכרייה.
עם זאת, המעורבות של הכורים אינה מוחלטת. כל עוד רוב כורי הביטקוין כורים גם את Rootstock, הם בשליטה מוחלטת על ארגון העסקאות וכרייתן לבלוקים, אבל אם אחוז זה מהכורים יורד לטווח של חצי (או מעט נמוך יותר), ישנם כללי קונצנזוס המאפשרים הפדרציה לחתום על מחסומים המונעים ארגון מחדש לפני המחסום. אם שיעור ה-hash יירד בצורה דרסטית יותר מזה, הם אפילו מסוגלים להשתלט כחותמי בלוק, כמו חברי הפדרציה של Liquid. זו מערכת מאוד דינמית שיכולה לתפקד גם בלי כורים וגם בלי הפדרציה על מנת לשמור על התקדמות הבלוקצ'יין קדימה.
תהליך ההצמדה פשוט מאוד: שלח ביטקוין לכתובת ההצמדה של RSK ואז המתן למספיק אישורים. לאחר שהצטברו מספיק אישורים, חוזה חכם של Solidity ב-sidechain יזהה את העסקה ויזוכה אותה לחשבון ב-sidechain שנשלט על ידי אותו מפתח שאליו ננעל ה-UTXO שהצמדת אליו. ההצמדה נשלטת גם על ידי חוזה חכם, אשר יתקשר עם ה-HSMs של הפדרציה, אשר יחתום על עסקת משיכה מרכזית כאשר יורה על כך על ידי החוזה.
כאשר Roostock השיקה לראשונה, כל מה שנדרש כדי להיצמד היה רוב ה-HSMs של הפדרציה שחתמו על העסקה לאחר שנאמר להם מהחוזה החכם ב-sidechain. בשנת 2020 הם הטמיעו מנגנון יתד חדש בשם POWPeg. שדרוג זה אפשר ל-HSMs לאמת למעשה הוכחות SPV מכורים. ה-HSMs מסרבים כעת לחתום על עסקאות peg-out, אלא אם רוב מקבוצת הכורים הנוכחית של RSK מתבססת על העסקה מתחילת ההצמדה. מודל האבטחה מסתכם בסופו של דבר בכך שה-HSMs נשארים מאובטחים, אך אלא אם רובם יטופלו והמפתחות יחלצו, הם לא יחתמו ללא הוכחת עבודה מספקת המעידה על חיבורים.
סגור אאוט
אנשים עובדים על עיצוב שרשראות צד כבר שמונה שנים, ו בזמן שאנחנו הלך דרך ארבע עיצובים שונים (ויש עוד כמה בחוץ: אלה הם רק אלה שזכו למשיכה עם ביטקוינים טכניים), אין שום דבר שנפרס כרגע מלבד רשתות מאוחדות. מערכות מאוחדות אולי אינן רשת הצד חסרת האמון שאנשים רבים רוצים, אבל הן עדיין מערכות שימושיות מאוד - במיוחד בכל הקשר שבו הדרך היחידה לענות על ביקוש בשוק היא לסמוך על אפוטרופוס יחיד שיכריע במשהו. הפדרציות הופכות מיד לשיפור ברירת המחדל על ידי הפצת הסיכון של הצד הנגדי למספר שחקנים.
ובכן, זה רשתות צד מאוחדות בקצרה. הקטע האחרון שיגיע בהמשך מתייחס לכל החסרונות והשליליים של ההצעות הנוכחיות העיקריות, לפחות כמה מחשבות ברמה גבוהה על מה אנשים באמת רוצים משרשרת צד "מושלמת" וכיצד להשיג זאת בפוטנציה.
זהו פוסט אורח מאת Shinobi. הדעות המובעות הן לגמרי שלהם ואינן משקפות בהכרח את הדעות של BTC Inc או Bitcoin Magazine.
