Масштабування Bitcoin: роль OP_CHECKTEMPLATEVERIFY та шляхи до цього

OP_CHECKTEMPLATEVERIFY знову став центральною темою в обговоренні питань масштабування Bitcoin. В цей раз запропоновано безліч альтернативних дизайнів для ковенантів, а також конкретні дизайни, які використовують CTV як рішення для масштабування (Timeout Trees і Ark). Обговорення має значно більшу глибину концепцій, які варто розглянути, як альтернативи, а також конкретні пропозиції, які може забезпечити CTV.

Один з аргументів противників CTV полягає в тому, що `CTV не масштабує Bitcoin`. Давайте трактувати це як те, що сам CTV не масштабує Bitcoin, але може допомагати побудовувати інші рішення. Добре, тоді це необґрунтований аргумент. Segregated Witness не масштабував Bitcoin. CHECKLOCKTIMEVERIFY та CHECKSEQUENCEVERIFY не масштабували Bitcoin. Але Lightning Network, яку забезпечують ці три пропозиції, масштабує Bitcoin. Вона додає величезну кількість операційної вмістиливості, щоб розширити можливості транзакцій за межами самого блокчейну.

Але Lightning не допомагає покращити масштабовану власність над UTXOs, або збільшити кількість користувачів, які можуть контролювати їх. Lightning в даний час не здатна зробити це зі своїм поточним дизайном та набором консенсусних примітивів, які доступні в Bitcoin script.

CTV може змінити це. UTXOs і віртуальні UTXOs.

Частиною проблеми Lightning щодо масштабованості власності Bitcoin є те, що для відкриття каналу або контролю UTXO, вам фактично потрібно здійснити транзакцію на базовому рівні. Після цього Lightning може забезпечити велику кількість транзакцій поза ланцюжком, але користувач все одно повинен здійснити транзакцію на ланцюжку, щоб приєднатися до Lightning. Це значно збільшує кількість транзакцій, які може обробляти Bitcoin, але не змінює кількість людей, які можуть володіти біткоїнами.

Це є ще одна велика проблема, яку може вирішити CTV. Бурак придумав термін `віртуальний UTXO` для своєї пропозиції Ark, але я вважаю, що цей термін чудово підходить не тільки для контексту Ark, а й для загального використання. Віртуальний UTXO - це обіцяна майбутньою транзакцією, через механізми, такі як попередньо підписана транзакція, але яка фактично не створена на ланцюжку ще. Bitcoin не має блоку простору для того, щоб кожна людина створювала один єдиний UTXO у масштабі світової популяції, але замість цього потенціал створення власного незалежного віртуального UTXO є безсумнівним, якщо процес зобов`язання до них може бути масштабованим.

Проблемою є масштабування створення зобов`язань до віртуальних UTXO. Наразі немає способу створити їх, окрім використання попередньо підписаних транзакцій, і це вводить затримку, яку потрібно вирішити. Кількість віртуальних UTXO, які може створювати будь-який реальний UTXO, обмежена розміром мультисигнатурного набору, що підписує ці транзакції. Щоб безпеково створювати віртуальні UTXO, власник кожного віртуального UTXO повинен бути частиною мультисигнатурного ключа, який підписує транзакції, що зобов`язують їх створити, інакше у них немає гарантії того, що будуть створені суперечливі транзакції, які анулюють їх здатність викупити свої віртуальні UTXO у разі необхідності. Проблема координації підпису цього між кожним членом набору видає практичні розрахунки, які в кінцевому рахунку обмежать розмір будь-якого пула віртуальних UTXO. Єдиний інший альтернативний варіант - це мати деякі надійні сторони, які підписують транзакції, що зобов`язуються до віртуальних UTXO всіх, і просто довіряти їм, що вони не вкрадуть ці кошти у законних власників.

CTV пропонує рішення для обох цих проблем. Здатність неактивно зобов`язуватися щодо майбутніх транзакцій так само, як це роблять попередньо підписані транзакції, але без необхідності координації підпису кожним власником віртуальних UTXO, вирішує проблему координації. У той же час, оскільки ніхто не має потреби взаємодіяти, одна людина може бути фінансуванням CTV-виходу, який зобов`язує все віртуальні UTXO на ланцюжку, і після підтвердження транзакції з фінансуванням, немає потреби довіряти цій особі. Після того, як цей реальний UTXO підтверджується в блоку, особа, яка його фінансувала, не має можливості скасувати або подвійно витратити майбутні транзакції, до яких вона зобов`язалася.

Майте на увазі, що віртуальний UTXO може бути чим завгодно. Це може бути канал Lightning, мультисигнатурний скріпт для холодного зберігання тощо. CTV робить те, що поточна версія Lightning не робить - масштабує фактичну власність Bitcoin, а не просто кількість транзакцій, які він може обробити.

Витнути шлях. Один із критиків CTV як `не масштабує Bitcoin` полягає в тому, що, зобов`язавшись до майбутніх транзакцій, ви не уникнете необхідності включати їх на ланцюжок. Тому CTV насправді не допомагає покращити масштабованість. Мені подобається назвати це `фальсифікацією OP_IF`. Тобто, коли люди починають говорити про CTV, вони забувають, що є OP_IF і що скрипти насправді можуть мати кілька варіантів витрати.

Найпотужнішим в Taproot є можливість створювати мультисигнатури простим додаванням двох публічних ключів і підписувати їх одним агрегованим підписом, а також вибірково розкривати лише одну `IF` гілку скрипту з кількома способами витрати. Разом з CTV це пропонує дуже потужний спосіб використання зобов`язань до віртуальних UTXO. Замість створення ланцюжка транзакцій виключно за допомогою CTV, вони можуть бути створені з CTV шляхом вкладеним всередину дерева taproot. Кінець ланцюжка транзакцій - це окремі віртуальні UTXO, які належать кожному учаснику, заблоковані лише до його публічного ключа. Пересуваючись назад до кореня дерева, можна просто додати разом набір ключів, що знаходяться нижче будь-якого вузла в дереві, і використати його як мультисигнатурний ключ Schnorr, під яким приховується шлях витрати CTV.

Це означає, що на будь-якому етапі ланцюжка транзакцій, що розкручується на ланцюжку для перетворення віртуальних UTXO в реальні UTXO, кожен учасник проміжного UTXO може просто спільно підписати транзакцію, яка переміщає їх монети туди, де вони хочуть піти, більш ефективним способом, ніж просте дозволення передбаченої транзакції розкрутитися, щоб перетворити їх віртуальні UTXO в реальні. Це дозволяє невеликим підгрупам змінювати весь набір транзакцій заздалегідь передбачених на ланцюжку, не вводячи надійних сторін, на яких можна покладатися, або не слабкістю захисту права кожного користувача на його власні віртуальні UTXO.

Ці дві прості реальності пропонують величезні можливості масштабування для Bitcoin без посягання на індивідуальну самостійність або безпеку, і все, що нам потрібно, щоб здійснити їх, це CTV.

Подяки: Я б хотів подякувати всім, хто бере участь у Chicago Bitdevs за допомогу у формулюванні цих спостережень конкретним способом через обговорення.