Analyse approfondie du réseau natif Bitcoin Layer 2 LumiBit

LumiBit a mis en évidence l’une des orientations futures potentielles du développement de Bitcoin Layer 2 (L2), décrivant des scénarios possibles pour l’écosystème Bitcoin avec une écologie et une interopérabilité complètes de la chaîne.

Il y a 15 ans, Satoshi Nakamoto publiait le livre blanc Bitcoin et fixait la limite de taille de bloc à 1 Mo. À ce jour, la taille des blocs reste un sujet très débattu parmi les développeurs. La taille limite des blocs limite la quantité de données de transaction pouvant être incluses dans chaque bloc. À mesure que le champ d’application de Bitcoin s’est élargi, la congestion du réseau, l’augmentation des délais de confirmation des transactions et l’augmentation des frais de transaction sont devenus des problèmes récurrents.

Pour relever ces défis, la communauté a proposé diverses solutions de mise à l’échelle. Certains préconisent d’augmenter la taille des blocs, d’autres suggèrent d’optimiser la structure des blocs, et d’autres encore croient à la mise en œuvre de sidechains et de technologies similaires. Chacune de ces solutions a ses avantages et ses inconvénients, ce qui rend difficile l’obtention d’un consensus communautaire et provoque même des divisions.

La récente montée en popularité des inscriptions a relancé les discussions autour de leur mise à l’échelle. En explorant le marché des inscriptions, l’augmentation rapide des inscriptions en $LBIT et du volume des transactions a attiré l’attention. Toutes les inscriptions ont été réalisées en seulement 2 heures, avec des frais d’essence dépassant 600 000 $. Une enquête plus approfondie a révélé que derrière cette augmentation se trouvait LumiBit, une solution de mise à l’échelle Bitcoin distincte des protocoles tels que Lightning Network, Stacks et Liquid Network.

La native BTC de LumiBit

Bitcoin, en tant que plus grande crypto-monnaie par consensus, accorde une importance particulière à la confiance et à la décentralisation dans ses solutions de couche 2. Le maintien des caractéristiques natives de Bitcoin est crucial, car cela garantit que ces solutions de couche 2 sont étroitement intégrées à la communauté Bitcoin, à son consensus fondamental et à ses principes.

Cet alignement favorise une plus grande confiance, sécurité et décentralisation. Ce n’est qu’en préservant le caractère natif, tout en offrant des vitesses de transaction plus rapides et des frais réduits, que les solutions de couche 2 pourront étendre les fonctionnalités et la portée des applications de Bitcoin. S’éloigner des caractéristiques natives de Bitcoin risque d’éloigner une solution de couche 2 de la communauté Bitcoin et de son consensus fondamental. Une telle divergence pourrait potentiellement conduire à une voie non durable pour le développement de la couche 2.

La confiance dans les solutions de couche 2 ne repose pas uniquement sur leurs mérites techniques, mais plutôt sur leur connexion et leur interaction avec la chaîne principale. Le nœud de cette confiance réside dans la capacité des données de couche 2 à être stockées et vérifiées sur la chaîne principale. Dans cette optique, la stratégie de LumiBit va au-delà de la simple confiance dans ses propres capacités de traitement des données. Il vise à gagner la confiance des utilisateurs en garantissant l’honnêteté et la transparence dans la transmission des données.

Cette honnêteté et cette transparence sont vérifiables et répétées, la fiabilité de ses données étant étayée par le réseau Bitcoin.

LumiBit se consacre à réintégrer des informations plus vérifiables dans le réseau principal BTC et à améliorer sa collaboration avec les pools miniers Bitcoin pour renforcer son caractère natif en tant que solution BTC Layer 2. Grâce à cette approche, LumiBit respecte et utilise non seulement pleinement les caractéristiques inhérentes du Bitcoin, mais garantit également la crédibilité et la transparence des données sur la chaîne LumiBit.

La conception stratégique de LumiBit pour maintenir le caractère natif de Bitcoin englobe une structure de cycle complète pour les utilisateurs, allant des processus et exécutions inter-chaînes à la disponibilité des données.

Ce pont conceptualise l’interaction inter-chaînes entre les utilisateurs et LumiBit comme un canal unique. Le processus de validation de ce canal équivaut à confirmer la légitimité des actions cross-chain de l’utilisateur. De plus, le processus de validation est intégré à UTXO, ce qui signifie que la validation du canal vérifie simultanément le statut de l’utilisateur sur LumiBit, garantissant ainsi une expérience inter-chaîne transparente et sécurisée.

• Exécution basée sur l’inscription

LumiBit permet aux utilisateurs d’interagir avec les fonctionnalités natives de Bitcoin via des inscriptions. Toutes les données utilisateur sont stockées sur le réseau principal BTC et les transactions sont exécutées via inscription.

Pour publier une transaction, les utilisateurs doivent simplement inscrire le message et le diffuser sur le réseau BTC. Une fois confirmé par le réseau BTC, LumiBit procède à l’exécution et au règlement de la transaction sur le réseau LumiBit. Cette approche facilite une intégration transparente des fonctionnalités de base de Bitcoin avec les capacités de couche 2 de LumiBit.

L’un des défis auxquels est confrontée la disponibilité des données (DA) dans Bitcoin Layer 2 est de savoir comment télécharger, publier et vérifier les informations de manière abordable et efficace sur le réseau principal Bitcoin. Étant donné que les transactions de cumul sont envoyées à Bitcoin sous une forme agrégée et que Bitcoin a une capacité de bloc très limitée, les cumuls doivent utiliser des méthodes de compression de données et de vérification de preuve plus efficaces. LumiBit utilise le système de preuve sans connaissance Halo2 pour générer des preuves de validité des transactions.

Après avoir exécuté les transactions utilisateur, ZK-EVM produit des preuves sans connaissance pour chaque changement d’état de la transaction. Surtout, ces preuves ne sont générées que si la transaction est valide et exécutable. En déplaçant le calcul et la génération de preuves hors chaîne, LumiBit réduit non seulement le coût du stockage des données sur le réseau principal Bitcoin, mais diminue également les coûts de transaction pour les utilisateurs de la couche 2.

L’histoire de la mise à l’échelle du Bitcoin : l’arrivée du type 2 ZK-EVM

Auparavant, la solution de mise à l’échelle commune de Bitcoin incluait des canaux d’état et des chaînes latérales.

En 2015, Joseph Poon et Thaddeus Dryja ont introduit le Lightning Network, un réseau basé sur des canaux de paiement. Les utilisateurs peuvent effectuer des transferts Bitcoin rapides et peu coûteux hors chaîne, les transactions en chaîne n’étant nécessaires que lors de l’ouverture ou de la fermeture des canaux. Actuellement, il y a environ 5 000 BTC dans le réseau Lightning.

Les canaux d’État comme Lightning Network présentent également plusieurs inconvénients, tels qu’une incapacité à gérer des calculs de contrats complexes, des risques associés au verrouillage et à la sécurité des fonds, et l’incapacité de fournir un écosystème en chaîne florissant pour Bitcoin. Par la suite, des chaînes latérales Bitcoin telles que Liquid Network et Rootstock ont ​​émergé, fonctionnant parallèlement au réseau principal Bitcoin et communiquant avec Bitcoin via des ponts bidirectionnels.

Cependant, ces sidechains ont des règles de consensus et des structures de stockage de données indépendantes. Leur disponibilité des données (DA) n’est pas garantie par le réseau Bitcoin, ce qui présente certains risques pour les actifs des utilisateurs dans des cas extrêmes.

En revanche, le marché en pleine expansion d’Ethereum évolue rapidement. La solution de mise à l’échelle grand public d’Ethereum adopte Rollup Layer2. Selon les données de L2BEAT, la valeur totale verrouillée (TVL) de la couche 2 d’Ethereum a dépassé 22,5 milliards de dollars.

Le cofondateur de Bankless, David Hoffman, a déclaré un jour que l’ère de l’équivalence EVM était arrivée. Lorsque David a fait cette déclaration, il n’avait probablement pas prévu que Bitcoin pourrait également entrer dans une ère d’équivalence EVM, capturant la valeur écologique d’Ethereum.

LumiBit est une nouvelle solution Bitcoin Layer 2, permettant d’obtenir des confirmations de transactions faibles, hautes performances et rapides via ZK-Rollup. LumiBit adopte la solution technique de Scroll, qui est un ZK-EVM de type 2, considéré comme pleinement équivalent à l’EVM. Vitalik Buterin a classé le ZK-EVM en quatre types dans son article. Type2 est entièrement compatible avec EVM, avec une exécution de transaction et une logique de compte cohérentes avec EVM, ne différant que par la structure de bloc et l’arborescence d’état d’Ethereum.

Le Type2 ZK-EVM de LumiBit, basé sur une conception de circuit universelle, garantit une compatibilité totale avec l’écosystème Ethereum au niveau de la couche EVM. Il adopte un schéma de mise à jour de l’arbre d’état plus aligné sur le modèle UTXO de Bitcoin, compte tenu des différences d’état entre Bitcoin et Ethereum.

De plus, Bitcoin sert de couche de disponibilité des données (DA), où les transactions des utilisateurs, les états de transaction historiques de LumiBit et les états de compte globaux sont remplis de preuves racine correspondantes générées par un générateur de preuves sans connaissance, puis renvoyées au réseau principal Bitcoin. . La vaste puissance de calcul du réseau Bitcoin assure la sécurité de la couche 2 de LumiBit.

À la différence des ZK-Rollups similaires, le caractère unique de LumiBit réside dans ses preuves de transaction sans connaissance générées sur la base de Halo2 + FRI, ainsi que dans ses engagements polynomiaux visant à réduire les coûts de vérification.

Halo2 est un système de preuve sans connaissance, faisant partie de zk-SNARK, utilisé pour créer des preuves concises non interactives afin de valider l’authenticité des transactions. FRI, qui fait partie du système de preuve STARK, est utilisé pour construire et vérifier des preuves sur des données polynomiales complexes. Cela signifie que LumiBit intègre les avantages des technologies STARK et SNARK.

Actuellement, le Type2 ZK-EVM est l’une des solutions leaders du marché, mais il reste encore des lacunes pour parvenir à un environnement Ethereum natif. Pour assurer une migration à 100 % de l’ensemble de l’écosystème Ethereum, il est nécessaire de développer le Type1 ZK-EVM, qui serait pleinement équivalent à Ethereum.

LumiBit, s’appuyant sur les fondations du Type2 ZK-EVM, a proposé un concept pour le Type1 ZK-EVM. Cela implique d’abstraire une couche supplémentaire de ZK-EVM de type 1 sur la couche 2, où les résultats des transactions sont relayés vers le ZK-EVM de type 2, puis LumiBit met à jour ces états sur le réseau Bitcoin. Cette structure à trois couches vise à implémenter indirectement le ZK-EVM de type 1.

À l’aube de l’explosion de l’écosystème Bitcoin

En plus d’offrir à Bitcoin une solution de mise à l’échelle, LumiBit vise également à révolutionner le marché actuel du trading d’inscription.

Sur le marché actuel, le processus d’échange d’inscriptions Bitcoin sur la couche 2 est assez lourd et complexe, nécessitant de fréquentes transactions inter-chaînes entre la chaîne principale et la couche 2. De plus, la liquidité des fonds est plutôt dispersée, ce qui entraîne de faibles taux d’utilisation.

LumiBit résout ce problème grâce à une structure asynchrone construite sur deux mécanismes : la communication inter-chaînes en temps réel et les transactions inter-chaînes séparées.

La communication inter-chaînes en temps réel garantit que les communications sur LumiBit restent synchronisées avec la chaîne principale BTC. De plus, les indexeurs et les auditeurs intégrés de LumiBit peuvent lire l’état de communication de la chaîne principale BTC pour que les applications en chaîne puissent y accéder. Par conséquent, les utilisateurs peuvent consulter toutes les informations du marché d’inscription sur LumiBit sans avoir à consulter chaque marché commercial ou indexeur séparément.

L’un des défis majeurs des transactions actuelles de couche 2 est l’inefficacité et le coût associés aux transferts fréquents d’actifs entre chaînes. Lors des transactions sur LumiBit, le transfert inter-chaînes des actifs du réseau principal Bitcoin et la confirmation sur la chaîne LumiBit se produisent séparément, ce qui signifie que les transactions en chaîne peuvent être cartographiées de manière asynchrone.

Techniquement, UTXO Channel Bridge de LumiBit utilise UTXO pour enregistrer le statut de l’utilisateur et combine le cryptage de l’état de preuve racine avec des contrats de hachage verrouillés dans le temps pour la validation des canaux inter-chaînes. Cette validation est ensuite imprimée sur UTXO après la fermeture du canal, garantissant ainsi l’intégrité des données sur le réseau Bitcoin.

Cela signifie que les utilisateurs peuvent effectuer des transactions d’inscription directement sur le réseau LumiBit et, après règlement sur le réseau LumiBit, il exécute automatiquement les opérations inter-chaînes pour les utilisateurs.

Bien sûr, LumiBit n’est pas sans défis. La transition du Type2 ZK-EVM au Type1 ZK-EVM présente de nombreux obstacles techniques à surmonter. Cependant, il est incontestable que LumiBit présente une perspective unique à l’échelle du secteur. En exploitant des capacités techniques impressionnantes, il intègre les protocoles leaders et courants disponibles sur le marché dans une solution exclusive.

LumiBit décrit l’une des orientations potentielles pour le développement futur de la couche 2 de Bitcoin, tout en décrivant également une vision d’un écosystème Bitcoin évolué caractérisé par un écosystème de chaîne complet et une interopérabilité, sans ajouter à la courbe d’apprentissage des utilisateurs. Nous sommes maintenant à l’aube de l’explosion de l’écosystème Bitcoin telle qu’envisagée par LumiBit.