تجزیه و تحلیل مختصر RGB: یک پروتکل قرارداد هوشمند محرمانه و مقیاس پذیر ساخته شده بر بستر بیت کوین

پس‌زمینه

RGB، پروتکلی که برای مقیاس پذیرتر و خصوصی تر کردن بیت کوین ایجاد شده است

عملکرد بیت کوین از زمان راه اندازی این رمزارز در سال 2009 همواره به دقت تحت بررسی قرار داشته است. از آنجایی که بیتکوین تنها می تواند هفت تراکنش در ثانیه را پردازش کند، شبکه اجازه قراردادهای هوشمند مقیاس پذیر را نمی دهد. ارتقای SegWit محدودیت اندازه بلوک بیت کوین را به 4 مگابایت افزایش داد (1 مگابایت برای داده های تراکنش و 3 مگابایت برای داده های شاهد). با این حال، محدودیت هنوز پابرجاست. در همین حال، با افزایش نفوذ بیت کوین، چالش مقیاس پذیری حادتر شده است. مقیاس پذیری همچنان یک چالش اساسی پیش روی اکوسیستم بیت کوین است. امروزه، متخصصان در حال بررسی راه‌حل‌هایی با رویکردهای مختلف هستند که در درجه اول عبارتند از:

• زنجیره های جانبی شامل Liquid، Stacks، Rootstock و غیره؛
• وضعیت کانال هایی مانند شبکه لایتنینگ که برخی از تراکنش های بسیار پرتکرار را خارج از زنجیره پردازش می کنند.
• راه حل های مقیاس پذیر غیرقابل ارتقا مانند RGB و بیت کوین اسکریپت که کد بیت کوین را تغییر نمی دهند.
• راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری مبتنی بر ارتقا، از جمله Drivechain (BIP300/301) که به پشتیبانی قوی ماینرها نیاز دارند و از طریق هارد فورک به مقیاس‌پذیری می‌رسند.

از میان رویکردهای مختلف، برخی از راه حل های مقیاس بندی اولیه در حال جلب توجه مجدد هستند. قابل توجه است که، Nostr، پروتکلی که در اواخر سال 2022 منتشر شد، به پذیرش گسترده شبکه لایتنینگ کمک کرد. در همان زمان، Ordinals در اوایل سال 2023 رونق گرفت. RGB به عنوان یک راه حل قرارداد هوشمند مبتنی بر بیت کوین و شبکه لایتنینگ که کامل بودن، مقیاس پذیری و حفاظت از حریم خصوصی قوی تورینگ را ارائه می دهد، نسخه جدید (نسخه 10) را در آوریل امسال منتشر کرد.

تکامل RGB

پیدایش RGB را می توان به سال 2016 نسبت داد، زمانی که پیتر تاد مفهوم مهر و موم یکبار مصرف و اعتبار سنجی سمت مشتری را معرفی کرد. بر اساس این مفاهیم مهم، RGB در سال 2018 پیشنهاد شد.

در سال 2019، Orlovsky، یک توسعه‌دهنده اصلی RGB، که از پیشگامان توسعه‌ی RGB بود، اجزای بسیاری را ایجاد کرد که در نهایت پروتکل RGB را تشکیل می‌دهند. علاوه بر این، تأسیس انجمن LNP/BP در سوئیس به ارائه استانداردهای مربوطه کمک کرد.

پس از تلاش‌های توسعه گسترده، RGB نسخه 0.10 خود را در آوریل 2023 معرفی کرد.

درباره طراحی RGB

RGB به این صورت به مقیاس پذیری و محرمانگی دست می یابد:

اعتبار سنجی سمت مشتری

اکثر بلاک چین‌های عمومی موجود تحت یک مدل اجماع جهانی عمل می‌کنند، که در آن همه‌ی نادها همه‌ی تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند، اطلاعات تراکنش‌ها را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند و یک وضعیت جهانی یکپارچه را حفظ می‌کنند.

با این حال، این مدل چندین چالش را به همراه دارد، از جمله:

• محدودیت‌های مقیاس‌پذیری که اعتبارسنجی تمام تعاملات قرارداد را گران می‌کند.
• هزینه های بالا که منجر به عملیات متمرکز ناد می شود.
• عدم حفظ حریم خصوصی به دلیل اطلاعات باز تراکنش‌ها.

اعتبار سنجی سمت مشتری (CSV) یک رویکرد جایگزین را پیشنهاد می کند: این امر تنها به یک لایه اجماع نیاز دارد تا تعهدات رمزنگاری مرتبط با رویدادهای دفتر کل را انجام دهد، در حالی که اطلاعات رویداد واقعی (دفتر کل) را در بلاکچین ذخیره می کند. این رویکرد، که از کار پیتر تاد نشات می‌گیرد، «اعتبارسنجی سمت مشتری» نامیده می‌شود. CSV داده‌های تراکنش را خارج از زنجیره جابجا می‌کند، جایی که اطلاعات دقیق ذخیره و تأیید می‌شود و تنها حداقل اطلاعات در زنجیره بلوکی ارسال می‌شود. علاوه بر این، داده های تراکنش تنها بین فرستنده و گیرنده خارج از زنجیره منتقل می شود. به عنوان مثال، در یک معامله در دنیای واقعی، اعتبارسنجی تنها زمانی مورد نیاز است که کیف پول و طرفین درخواست دسترسی به داده‌های قرارداد را داشته باشند.

ویژگی های کلیدی CSV:

• اطلاعات دقیق تراکنش خارج از زنجیره ذخیره می شود و فقط بر روی مشتری تایید می شود.
• فقط تعهدات به داده های تراکنش در زنجیره ذخیره می شود.
• اعتبار سنجی فقط برای تراکنش هایی اعمال می شود که کاربران باید از آن آگاه باشند.

در RGB، مکانیسم اعتبارسنجی برای انتقال دارایی به طور قابل توجهی با بیت کوین متفاوت است. در شبکه بیت‌کوین، نادها همیشه در حال دانلود و اعتبارسنجی بلوک‌ها و تراکنش‌های ممپول هستند که به آنها امکان می‌دهد آخرین وضعیت مجموعه UTXO را بدست آورند. پس از مواجهه با یک تراکنش جدید، اعتبارسنج‌های بیت کوین اعتبار تاریخچه آن را با بررسی اینکه آیا تمام ورودی ها در جدیدترین مجموعه UTXO وجود دارند، بررسی می کنند.

از سوی دیگر، RGB برای ایجاد معادلی از مجموعه بیت کوین UTXO به پخش شبکه جهانی همه تراکنش ها متکی نیست. این بدان معناست که در حین دریافت یک پرداخت از نوع دریافتی، یک مشتری RGB نه تنها باید تأیید کند که آخرین انتقال وضعیت معتبر است، بلکه باید اعتبار یکسانی را برای همه انتقال‌های حالت قبلی تا حالت پیدایش در قرارداد صدور انجام دهد. این اعتبارسنجی از پایین به بالا تاریخچه تراکنش ها در RGB همچنین از حملات پرداخت دوباره محافظت می کند.

RGB مقیاس پذیری را تنها با اعتبارسنجی تراکنش های مرتبط بهبود می بخشد. با این حال، این رویکرد ممکن است منجر به مشکلات مرتبط با در دسترس بودن داده ضعیف شود، که ممکن است به اشتراک گذاری داده ها برای بهینه سازی اعتبار سنجی پرداخت نیاز داشته باشد.

مهر و موم های یکبار مصرف مبتنی بر بیت کوین

مهر و موم های فیزیکی یک بار مصرف، اتصالات پلاستیکی با شماره منحصر به فرد هستند که معمولاً برای تشخیص دستکاری شدن استفاده می شوند. در حین ذخیره سازی و حمل و نقل به عنوان مثال، به ما اطلاع می دهد که آیا درب کانتینر در حین حمل و نقل باز شده است یا خیر. مهر و موم دیجیتال یکبار مصرف مهر دیجیتال را روی یک پیام می بندد تا مطمئن شود که فقط یک بار می توان از آن استفاده کرد، که فروش دوبار یک ملک را برای فروشندگان غیرممکن می کند.

به جای استفاده از یک نهاد مورد اعتماد برای تأیید باز و بسته شدن مهرهای دیجیتال، می توان از خروجی های تراکنش خرج نشده بیت کوین (UTXO) به عنوان مهر و موم استفاده کرد. UTXO را می‌توان به‌عنوان مهر و مومی دید که هنگام ایجاد بسته می‌شود و پس از مصرف باز می‌شود. با توجه به قوانین اجماع بیت کوین، یک خروجی فقط یک بار می تواند خرج شود. بنابراین، مهر و موم فقط یک بار می تواند باز شود. به این ترتیب، مهر و موم های یکبار مصرف برای مرتبط کردن UTXO های بیت کوین با حالت های قرارداد خارج از زنجیره استفاده می شود و امکان اجرای انتقال حالت بعدی از طریق تراکنش های RGB خارج از زنجیره (بستن مهر) را فراهم می کند. مشابه مهر و موم های فیزیکی یک بار مصرف که برای ایمن سازی ظروف حمل و نقل استفاده می شود، مهر و موم یکبار مصرف دیجیتال یک چیز منحصر به فرد است که به طور دقیق بخشی از اطلاعات را برای جلوگیری از هزینه اضافه مهر و موم می کند.

در اینجا یک تشبیه ساده وجود دارد: ما می توانیم UTXO ها را به عنوان یک سری چک در نظر بگیریم که هر کدام با مقدار متفاوتی همراه است. هنگام پرداخت، اساساً با یک چک نقد نشده به شخصی پرداخت می کنید. علاوه بر این، باقی مانده چک در قالب چک جدید به شما باز می گردد. در این سناریو، مهرهای یکبار مصرف سوابق انتقال خاصی را به جعبه اطلاعات اضافی چک اضافه می کنند. از آنجایی که چک فقط یک بار قابل وصول است، این رویکرد از هزینه‌های اضافی جلوگیری می کند.

بیایید ببینیم این فرآیند در بین آلیس، باب و دیو چگونه کار می کند:

1. در ابتدا، آلیس یک دارایی RGB (به عنوان مثال USDT Tether یا USDT) با مجموع عرضه 100 میلیون صادر کرده است و اطلاعات تعهد را به یک چک معتبر (چک A) در کادر اطلاعات اضافی اضافه کرده است. چاپگر چک مجبور نیست این اطلاعات اضافی را در نظر بگیرد و چک A تا زمانی که متعلق به آلیس باشد و نقد نشده باقی بماند، می‌تواند ارزش اسمی داشته باشد.

2. وقتی آلیس می خواهد 10 میلیون USDT به باب منتقل کند، باید چک A را نقد کند و در کادر اطلاعات اضافی مشخص کند که 10 میلیون USDT به چک جدید (چک B) متعلق به باب و 90 میلیون USDT به چک جدید می رود. چک جدید دیگری (چک C) متعلق به آلیس که شامل 90 میلیون USDT باقی مانده است.

3. اگر باب بخواهد 10 میلیون USDT به دیو منتقل کند، باید چک B را نقد کند و در کادر اطلاعات اضافی یادداشت کند که 10 میلیون USDT به چک جدید (چک D) متعلق به دیو خواهد رفت.

4. همین روند برای هر انتقال بعدی تکرار می شود. به طور خاص، دارنده قبلی بخشی از مبلغ را برای گیرنده جدید تأیید می کند و گیرنده سپس کل تاریخچه انتقال دارایی را تأیید می کند. مشابه چک های در گردش، هر انتقال یک چک جدید ایجاد می کند و هر چک فقط یک بار (UTXO) قابل نقد کردن است. در همین حال، چک‌های قدیمی (UTXO) نامعتبر می‌شوند و مطمئن می‌شوند که این حالت فقط می‌تواند به جلو حرکت کند و نه به عقب، که از خرج مضاعف نیز جلوگیری می‌کند. به این ترتیب، سوابق روی بلاکچین به طور قابل اعتمادی تغییرات وضعیت یک دارایی رمزنگاری را منعکس می کنند.

RGB از مدل یکبار مصرف مهر و موم مبتنی بر بیت کوین استفاده می کند که در بالا توضیح داده شد، به این معنی که وقتی یک تراکنش RGB رخ می دهد، فرستنده یک انتقال وضعیت قرارداد را ایجاد می کند که حقوق در حال انتقال را تعریف می کند. بیایید مورد توکن ها را در نظر بگیریم. ابتدا، صادرکننده یک قرارداد، وضعیت پیدایش را تعیین می‌کند که جزئیات قرارداد را تعریف می‌کند، مانند نام دارایی، کل عرضه، و UTXO با حق انتقال عرضه. سپس، همانطور که دارایی ها برای اولین بار منتقل می شوند، صاحب اولین UTXO می تواند یک انتقال حالت ایجاد کند که مشخص می کند کدام UTXO جدید اکنون مالک دارایی خواهد بود. RGB با استفاده از مکانیزمی که UTXO ها فقط یک بار می توانند خرج شوند، به انتقال حالت دست می یابد، که به آن اجازه می دهد تا انتقال دارایی های کریپتویی و تغییرات در حقوق مالکیت را به طور قابل اعتماد تعریف و ردیابی کند.

RGB تمام اطلاعات تراکنش را خارج از شبکه بیت کوین نگه می دارد و آنها را منحصراً بین فرستنده و گیرنده منتقل می کند. در همین حال، داده های تعهد به UTXO های بیت کوین متصل هستند. هنگامی که یک UTXO خرج می شود، نمی توان آن را دوباره به همان روش خرج کرد، که نشان دهنده تغییر در قرارداد است.

RGB از بلاک چین بیت کوین برای محافظت در برابر هزینه های مضاعف استفاده می کند، و این با انجام هر انتقال وضعیت RGB در داخل تراکنش بیت کوین و خرج کردن UTXO که مالک حقوق جابجا شده است، به دست می آید. انتقال حالت چندگانه را می توان در یک تراکنش واحد بیت کوین گنجاند، اما هر انتقال حالت فقط یک بار می تواند ارسال شود (در غیر این صورت هزینه مضاعف امکان پذیر خواهد بود).

برای فعال کردن چندین انتقال حالت در یک تعهد، انتقال های حالت چندین بار جمع می شوند و سپس از طریق Taproot یا OP_RETURN به تراکنش بیت کوین ارسال می شوند. اگر چندین تعهد در یک تراکنش بیت کوین وجود داشته باشد، تنها اولین مورد مربوط به قوانین اعتبارسنجی RGB خواهد بود، و بقیه نادیده گرفته می شوند و هر تلاشی برای دوبرابر کردن هزینه بی معنی می شود.

ویژگی های کلیدی RGB

مقیاس پذیری

• در مقایسه با پروتکل های جایگزین که تمام منطق روی زنجیره، CSV داده ها را خارج از زنجیره نگه می دارد و هزینه ها و فشار محاسباتی را کاهش می دهد.
• RGB به راحتی در بیت کوین در دسترس است، بدون نیاز به اصلاح کد یا تراکنش های پیچیده زنجیره ای.
• RGB از شبکه لایتنینگ پشتیبانی می کند.

حریم خصوصی

• اشخاص ثالث نمی توانند تراکنش های RGB یا مهرهای یکبار مصرف آنها را مشاهده کنند.
• RGB دارای UTXO های کور شده است. یک UTXO کور شامل هش الحاق بین UTXO و یک راز کورکننده تصادفی است. به این ترتیب، فرستنده نمی‌داند دارایی‌ها کجا رفته است و گیرنده جدید تنها زمانی می‌تواند UTXO کور شده را اعتبارسنجی کند که گیرنده دارایی را خرج کند.
• RGB همچنین از مکانیزمی با دانش صفر به نام Bulletproof استفاده می کند. تحت این مکانیسم، صاحبان دارایی می‌توانند تمام UTXOهایی را که قبلاً دارایی بوده‌اند ببینند، اما نمی‌توانند مقدار دارایی منتقل‌شده را در هر انتقال وضعیت ببینند.

توابع و موارد استفاده همه کاره RGB

طرحواره ها

صادرکنندگان می‌توانند از طرح‌واره‌های RGB استفاده کنند، که به‌عنوان الگوهای قراردادهایی عمل می‌کنند که می‌توانند برای هدف‌یابی موارد استفاده خاص مورد استفاده قرار گیرند.

در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• صدور دارایی های قابل تعویض RGB20
• صدور دارایی های غیرقابل تعویض RGB21
• هویت های دیجیتال غیرمتمرکز RGB22
• گزارش تاریخچه منحصر به فرد قابل تأیید RGB23 برای داده های قابل بازرسی
• سیستم نام دامنه جهانی غیرمتمرکز RGB24
• صدور دارایی های کلکسیونی RGB25

هر کسی آزاد است که طرحواره خود را برای برنامه های مختلف بدون نیاز به درخواست مجوز از توسعه دهندگان RGB توسعه دهد. با این حال، انتظار می رود که اکثر موارد استفاده را می توان با چند طرحواره اصلی پوشش داد.

AluVM

RGB از AluVM استفاده می کند، یک ماشین مجازی RISC مبتنی بر ثبت خاص طراحی شده است. AluVM کامل تورینگ است و می‌تواند وضعیت جهانی را با همان ضمانت‌های در دسترس بودن سیستم‌های مبتنی بر بلاک‌چین موجود، اداره کند. مشابه EVM، AluVM دارای معماری است که یک گره RGB را در بالای شبکه لایتنینگ قرار می دهد و یک کلاینت RGB را روی گره های RGB قرار می دهد.

چگونه RGB کاملاً با شبکه لایتنینگ سازگار می ماند

با پیوند دادن کانال‌های پرداخت توکن‌های خاص به شبکه لایتنینگ، دارایی‌های RGB می‌توانند تجربه کاربری و مفروضات امنیتی مشابه پرداخت‌های معمولی شبکه لایتنینگ را ارائه دهند. این امر پرداخت های کم هزینه، سریع و پایدار را تضمین می کند و ممکن است برای کل اکوسیستم، از جمله کاربران، توسعه دهندگان و اپراتورهای گره لایتنینگ مفید باشد.

مقایسه با راه حل های دیگر

RGB در مقابل TARO

TARO (در حال حاضر Taproot Assets)، یک پروتکل تارو که توسط Taproot پشتیبانی می شود، توسط لایتنینگ لبز در آوریل 2022 پس از جمع آوری 70 میلیون دلار بودجه سری B معرفی شد.

هر دو RGB و TARO بر روی CSV ساخته شده اند. از آنجایی که این دو طرح های مشابهی دارند، برخی حتی استدلال می کنند که TARO از RGB الهام گرفته است. با این حال، اکنون به نظر می رسد که آنها بر جنبه های مختلف تمرکز دارند: TARO بر روی توکن ها تمرکز می کند، در حالی که هدف RGB اجرای توابع قرارداد هوشمند است.

مقایسه با سایر راه حل های بیت کوین

برخلاف Drivechain که مبتنی بر BIP300 و BIP301 است و به هارد فورک نیاز دارد، RGB با فناوری موجود بیت کوین و سافت فورک های احتمالی آینده سازگار است، بدون نیاز به تغییرات در لایه پایه بیت کوین.

Ordinals تمام داده ها را به بلاکچین متعهد می کند، در حالی که RGB فقط تعهدات داده را در بلاکچین نگه می دارد. با توجه به امنیت ارائه شده توسط UTXO ها، RGB کمترین فضای روی زنجیره را مصرف می کند و امکان ادغام یکپارچه با شبکه لایتنینگ را فراهم می کند.

RGB VS Rollup

Rollup یک راه حل مقیاس پذیری اتریوم است که به کاربران امکان می دهد وجوه خود را در قراردادهای هوشمند اتریوم واریز کرده و سپس با سایر کاربران در همان Rollup معامله کنند. این تراکنش ها به صورت دوره ای جمع شده و به بلاک چین ارسال می شوند.

علاوه بر این، RGB یک بلاک چین مستقل نیست.

چالش ها

• اکوسیستم RGB در مراحل ابتدایی خود باقی مانده است. اگرچه زیرساخت آن در حال حاضر وجود دارد، اکوسیستم تنها تعداد انگشت شماری از برنامه های کاربردی اساسی را ارائه می دهد، و ممکن است مدتی طول بکشد تا RGB ابزار توسعه دهنده و پایگاه کاربری خود را گسترش دهد.
• کاربران RGB حجم عظیمی از داده‌‌ها را ذخیره می‌کنند و در صورت از بین رفتن داده‌های خارج از زنجیره برای اعتبارسنجی، تراکنش‌ها غیرممکن خواهد بود. به این ترتیب، فقط کلید نیست که باید ذخیره شود. علاوه بر این، برخلاف بیت‌کوین و سایر سیستم‌های اجماع جهانی، مشتریان RGB نیازی به دیدن یا تأیید اعتبار همه‌ی تراکنش‌‌ها در سطح جهانی ندارند. در عوض، آن‌ها فقط باید تراکنش‌هایی را که مربوط به کیف پول‌شان است، تأیید کنند. این به طور قابل توجهی داده هایی را که هر مشتری باید اعتبار سنجی کند کاهش می دهد و کل سیستم را مقیاس پذیرتر می کند. اگرچه اعتبارسنجی داده‌های انبوه پس از دریافت پرداخت‌ها ممکن است مشکل‌‌ساز به نظر برسد، زیرا اعتبارسنجی آهسته به معنای کندی تراکنش‌ها است، اما تنها زمانی مشکل ساز می‌شود که سابقه تراکنش طولانی باشد. هنگامی که این اتفاق بیفتد، لایه‌های جدید در دسترس داده مورد نیاز خواهد بود، که به مشتریان اجازه می‌دهد تا داده‌های انتقال وضعیت قراردادهای خاص را داوطلبانه به اشتراک بگذارند. به این ترتیب، گیرندگان آتی می توانند از قبل اعتبارسنجی از تاریخچه تراکنش را شروع کنند.
• برای توکن های محبوب CSV، پذیرش گسترده ممکن است هزینه اعتبار سنجی را افزایش دهد.
• RGB توسعه مبتنی بر جامعه است و بر تحقیقات تیمی سخت کوش متکی است، که به معنای پیشرفت آهسته و تبلیغات محدود در بازار است.
• نمودار یادگیری توسعه دهندگان: علاوه بر دانش بیت کوین، توسعه دهندگان باید در مورد RG نیز مطلع باشند

انتقال و قراردادهای حالت B.

پروژه های اکوسیستمی

دیبا

وب سایت: https://diba.io/

DIBA یک بازار NFT بیت کوین با استفاده از پروتکل قرارداد هوشمند RGB است.

Cosminmart

وب سایت: https://www.cosminmart.com/

Cosminmart یک اکوسیستم مبتنی بر پروتکل RGB است و عملکردهایی از جمله کیف پول، بازار، Launchpad و مرورگر را ارائه می دهد.

Mycitadel

وب سایت: https://mycitadel.io/

Mycitadel دارای طیف گسترده ای از عملکردها، از جمله چند امضایی، شرایط محدود زمانی هزینه شده، Taproot و غیره است.

بیت ماسک

وب سایت: https://bitmask.app/

Bitmask یک افزونه کیف پول است.

درباره ViaBTC

ViaBTC، که در می 2016 تأسیس شد، خدمات استخراج حرفه ای، کارآمد، ایمن و پایدار رمزارزها را برای بیش از یک میلیون کاربر در بیش از 130 کشور و منطقه در سراسر جهان، با ارزش خروجی استخراج تجمعی ده ها میلیارد دلار، ارائه کرده است. این استخر ماینینگ پیشرو و فراگیر، خدمات استخراجی را ارائه می دهد که بیش از ده رمزارز اصلی را شامل می شود که شامل BTC، LTC و KAS نیز می شود. ViaBTC با پشتیبانی از خدمات جامع و یک پارچه شامل ViaBTC Pool، CoinEx Exchange، و ViaWallet، تلاش می کند تا به کاربران جهانی خود ابزارهای پشتیبانی فراوان تر، خدمات استخراج پایدارتر و کارآمدتر و تجربه بهتر محصول را ارائه دهد.

منابع

https://hackernoon.com/top-4-directions-of-bitcoin-ecosystem-scalability

https://docs.rgb.info/

https://github.com/RGB-WG/blackpaper/blob/master/README.md

https://docs.lightning.engineering/the-lightning-network/taproot-assets

https://docsend.com/view/he8x9erkjmphphvn