Tổng quan về Nubit – Lớp Data Availability dựa trên Bitcoin

Nubit được xây dựng để hoạt động như một lớp Data Availability cho các blockchain khác dựa trên Bitcoin. Sự kết hợp này mang tới tốc độ và hiệu quả chi phí trong khi vẫn tận dụng được một phần tính bảo mật từ mạng lưới Bitcoin.

Nubit: Giải quyết các thách thức về khả năng mở rộng của Bitcoin

Sự tăng trưởng nhanh chóng và phổ biến của chữ khắc Bitcoin, NFT và các ứng dụng gốc Bitcoin khác đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng dữ liệu được lưu trữ trực tiếp trên blockchain. Sự gia tăng dữ liệu này đã dẫn đến tắc nghẽn mạng, phí giao dịch tăng và những lo ngại về khả năng mở rộng. Cộng đồng Bitcoin đã lo ngại về việc “các giao dịch không thanh toán” này chiếm tài nguyên mạng của Bitcoin, dẫn đến một lượng lớn giao dịch không được giải quyết trong mempool. Nubit giải quyết trực tiếp những thách thức này bằng cách giảm tải gánh nặng lưu trữ từ chuỗi khối Bitcoin đồng thời tận dụng các cơ chế bảo mật và đồng thuận của nó.

Điều xảy ra là một lớp lưu trữ như vậy đủ để giải quyết nhiều thách thức mà Bitcoin đang gặp phải hôm nay và ngày mai.

• Chữ khắc bitcoin và NFT không yêu cầu gì ngoài việc lưu trữ. Các giao dịch này hiện sử dụng mã opcode tập lệnh Bitcoin OP_RETURN và dung lượng lưu trữ tăng lên sau khi nâng cấp Taproot để lưu trữ dữ liệu trên Bitcoin và yêu cầu Bitcoin không thực hiện tính toán đối với dữ liệu đó. Tất cả điều này có thể được ủy quyền cho lớp lưu trữ gốc Bitcoin.
• BitVM, Bitcoin lạc quan và ZK lớp 2 đều yêu cầu dữ liệu sẵn có để bảo mật. Bản thân Bitcoin có thể lưu trữ dữ liệu nhưng hiện tại nó không đáp ứng các yêu cầu về tính sẵn có của dữ liệu đó, vì nó cần phải có khả năng cắt nhỏ. Cần có một lớp có nhiều chức năng hơn, có khả năng mở rộng hơn để đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu.

Rất quan trọng, điều làm nên sự khác biệt của Nubit là thiết kế gốc Bitcoin, tích hợp liền mạch với mô hình bảo mật và cơ sở hạ tầng hiện có của Bitcoin. Điều này phân biệt nó với các lớp sẵn có dữ liệu độc lập hoặc gốc Ethereum hiện có như Celestia. Bằng cách có nguồn gốc từ hệ sinh thái Bitcoin, Nubit kế thừa các đặc tính bảo mật mạnh mẽ của Bitcoin, chẳng hạn như tính bất biến, khả năng chống kiểm duyệt và phân cấp. Hiện tại, Bitcoin vẫn cung cấp bảo mật kinh tế tiền điện tử tốt nhất — vốn hóa thị trường của nó gấp 3 lần vốn hóa thị trường của Ethereum.

Nubit đạt được bản chất Bitcoin như thế nào? Một trong những cải tiến quan trọng của Nubit là khái niệm “thẻ Nubit”, là các cam kết mật mã nhỏ được lưu trữ trên chuỗi khối Bitcoin. Các thẻ này đóng vai trò tham chiếu đến dữ liệu thực tế được lưu trữ ngoài chuỗi trên mạng Nubit. Bằng cách sử dụng thẻ Nubit, hệ thống giảm đáng kể kích thước dữ liệu trên chuỗi khối Bitcoin, thường từ mức trung bình 300 byte cho mỗi dòng chữ xuống chỉ còn 30 byte. Thẻ Nubit có thể chứa tối đa 8 MB dữ liệu, được phân chia thành các phần hoặc khối nhỏ hơn để lưu trữ và tổng hợp. Một giao dịch có thể bao gồm nhiều thẻ Nubit. Sự tối ưu hóa này cho phép sử dụng hiệu quả hơn không gian khối giới hạn của Bitcoin, cho phép thông lượng giao dịch cao hơn và khả năng mở rộng được cải thiện.

Mục tiêu của Nubit

Giảm chi phí lưu trữ trong khi vẫn giữ được tính bảo mật

Mục tiêu chính của Nubit là tạo ra hệ thống giúp giảm tải chi phí lưu trữ dữ liệu trên mạng lưới Bitcoin trong khi đó vẫn thừa hưởng được sự bảo mật của nó. Con số hướng tới là hạ chi phí lưu trữ chỉ còn từ một phần trăm tới một phần nghìn so với hiện tại.

Phục vụ nhiều nhu cầu

Nubit được thiết kế để phục vụ cho nhiều nhu cầu sử dụng. Có thể chia thành 3 nhóm chính là:

• Inscription: Khắc Inscription thông qua Nubit sẽ giúp giảm thiểu chi phí
• Price Feed: Cung cấp dữ liệu giá cho các ứng dụng DeFi trên Bitcoin
• Rollup Data: Lưu trữ các dữ liệu xác thực từ rollup

Các mục đích sử dụng của Nubit

Có khả năng lập trình

Mục tiêu về khả năng lập trình đề cập đến việc các nhà phát triển có thể xây dựng tiếp từ cơ sở hạ tầng của Nubit. Ví dụ tạo điều kiện thuận lợi để tạo ra các ZK Proof xác thực giao dịch.

Kiến trúc của Nubit

Kiến trúc của Nubit được thiết kế để kết hợp các cơ chế đồng thuận gốc Bitcoin, kỹ thuật lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu và cầu nối gốc Bitcoin để tạo ra nền tảng blockchain có thể mở rộng, an toàn và hiệu quả, kế thừa các đặc tính bảo mật của Bitcoin.

Cơ chế đồng thuận. Các cơ chế đồng thuận của Nubit được xây dựng để kế thừa tính bảo mật kinh tế, khả năng chống giả mạo và chống kiểm duyệt của Bitcoin thông qua hai kỹ thuật chính: Đặt cược Bitcoin và Đánh dấu thời gian Bitcoin. 

• Đặt cược Bitcoin cho phép chủ sở hữu Bitcoin tham gia trực tiếp với tư cách là người xác thực bằng cách sử dụng chữ ký một lần có thể trích xuất (EOTS). EOTS đảm bảo trách nhiệm giải trình bằng cách tiết lộ khóa bí mật của người xác thực nếu họ cố gắng ký hai lần các khối ở cùng độ cao để tiền gửi bảo mật của người xác thực trên mạng Bitcoin có thể bị cắt giảm. Cơ chế này điều chỉnh các ưu đãi của người xác nhận với tính bảo mật của mạng, vì họ có nguy cơ mất Bitcoin đã đặt cược nếu tham gia vào hành vi nguy hiểm.
• Dấu thời gian Bitcoin tạo các điểm kiểm tra trên chuỗi khối Nubit và ghi lại chúng trên chuỗi khối Bitcoin. Điều này bảo vệ khỏi các cuộc tấn công tầm xa và giảm đáng kể thời gian hủy liên kết đối với tài sản được đặt cược từ vài tuần xuống còn dưới bốn giờ. Bằng cách tận dụng tính bất biến và bảo mật của Bitcoin, Nubit thiết lập một lớp đồng thuận mạnh mẽ và đáng tin cậy.

Bitcoin có thể có hơn một triệu thợ mỏ. Để hỗ trợ bộ trình xác thực lớn và đạt được khả năng chống kiểm duyệt cao, Nubit sử dụng thuật toán đồng thuận dựa trên PBFT với tổng hợp chữ ký dựa trên SNARK. Trong mạng có số lượng trình xác thực lớn (ví dụ: 200.000), việc chuyển chữ ký giữa tất cả các trình xác thực trong mạng P2P là không thực tế. Nubit giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng tính năng tổng hợp chữ ký dựa trên SNARK, hợp nhất nhiều chữ ký thành một chữ ký duy nhất, tương tự như chuỗi đèn hiệu Ethereum đã sử dụng kể từ khi nâng cấp Thượng Hải. Theo cách tiếp cận này, trình xác thực kết hợp chữ ký từ các trình xác thực lân cận thành một bằng chứng SNARK duy nhất. Bằng cách đó, Nubit giảm độ phức tạp trong giao tiếp xuống gần như không đổi, giúp một số lượng lớn người xác nhận có thể tham gia vào sự đồng thuận. Mức độ phân quyền và kháng cự đồng thuận cao này phù hợp với tầm nhìn của Bitcoin.

Lấy mẫu tính sẵn có của dữ liệu. Lấy mẫu sẵn có dữ liệu (DAS) được tích hợp vào Nubit để mở rộng mạng với các nút lưu trữ đầy đủ cũng như các máy khách hạng nhẹ. Khi bộ trình xác thực và kích thước khối tăng lên, việc tải xuống toàn bộ khối để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu là không thể thực hiện được. Nubit áp dụng các kỹ thuật DAS hiện đại được triển khai trong sản xuất để giải quyết vấn đề này. 

Có một vài điểm nổi bật về mặt kỹ thuật trong kỹ thuật của họ. Đầu tiên, Nubit sử dụng mã Reed-Solomon (RS) để mã hóa dữ liệu, cho phép chứng minh lưu trữ hiệu quả. Cam kết KZG về dữ liệu cũng được tạo ra để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu được mã hóa. Thứ hai, Nubit sử dụng tính năng phân tán khối để mở rộng hệ thống hơn nữa. Giờ đây, nút lãnh đạo của mạng Nubit phân phối các khối được mã hóa cho các nhóm xác thực khác nhau, mỗi nhóm chịu trách nhiệm lưu trữ và quản lý các khối cụ thể.

Nubit sử dụng hai giao thức cho DAS: 

• Giao thức lấy mẫu , được thực thi giữa trình xác minh và nguồn dữ liệu, bao gồm việc trình xác minh yêu cầu các khối khối ngẫu nhiên và xác minh chúng theo cam kết KZG trong tiêu đề khối. 
• Giao thức giải mã , được thực hiện bởi bộ giải mã làm việc với nhóm trình xác thực, bao gồm việc yêu cầu các khối khối từ trình xác thực, xác minh tính chính xác của chúng và xây dựng lại toàn bộ khối bằng cách sử dụng giải mã RS sau khi thu thập đủ phần trăm khối.

Sẽ có ba loại nút trong mạng Nubit tham gia vào giao thức DAS.

• Validator, là thành phần quan trọng trong kiến trúc của Nubit, validator chịu trách nhiệm với phần lớn hoạt động bao gồm xử lý dữ liệu được tải lên Nubit, quản lý Bridge và lưu trữ các bằng chứng trên mạng lưới Bitcoin.
• Full Node , chịu trách nhiệm duy trì tính toàn vẹn dữ liệu của mạng lưới Nubit. Full Node lưu trữ các dữ liệu của người dùng và thông tin khối, trạng thái mạng lưới. Đồng thời với đó là tạo điều kiện cho sự hoạt động của các Light Node. 
• Light Node , Light Node giúp người dùng kết nối với mạng lưới Nubit, các dữ liệu được xử lý theo mô hình Data Availability Sampling (DAS) để mạng lưới hoạt động nhanh chóng và giảm thiểu chi phí.

Tóm tắt lại quá trình hoạt động của Nubit như sau:

• Người dùng gửi dữ liệu tới Nubit.
• Validator của Nubit sẽ tiến hành xử lý dữ liệu sau đó chuyển chúng cho Full node để lưu trữ và đồng thuận. Thẻ tag dữ liệu (DA Tag), mã định danh và gốc trạng thái sẽ được lưu trữ trên mạng lưới Bitcoin thừa hưởng tính bảo mật.
• Khi có yêu cầu sử dụng dữ liệu, người dùng gửi yêu cầu tới Nubit để nhận kết quả.

Cây cầu gốc Bitcoin. Nubit triển khai một cầu nối không cần sự tin cậy bằng cách sử dụng Mạng kênh thanh toán (PCN) dựa trên Lightning Network. Cách tiếp cận này giúp giảm chi phí liên lạc, đơn giản hóa việc triển khai, tăng cường bảo mật và cung cấp cơ chế rút tiền khẩn cấp cho người dùng. Cầu nối không cần tin cậy sử dụng giao thức dựa trên hợp đồng khóa thời gian băm (HTLC) sử dụng Hàm trì hoãn có thể xác minh (VDF).

Cây cầu này bao gồm hai thành phần chính: 

• Thanh toán phí , trong đó người dùng thăm dò đường dẫn thanh toán, tập hợp các hợp đồng khóa thời gian với các thách thức VDF và cập nhật trạng thái kênh sau khi kết quả đánh giá VDF được tiết lộ và 
• Phân phối Phần thưởng dành cho người xác thực , trong đó người xác thực (người nhận thanh toán) thực hiện việc định tuyến và gửi hợp đồng khóa thời gian cho kênh kết nối địa chỉ cơ sở và nút lân cận của nó với các nút đồng thuận để xác minh và ký hợp tác.

Nhu cầu về các giải pháp sẵn có dữ liệu là có thật

Việc áp dụng các lớp sẵn có của dữ liệu (DA) ngày càng tăng có thể là do nhu cầu cấp thiết về các giải pháp khả năng mở rộng trong hệ sinh thái trên chuỗi đang phát triển tổng thể. Khi việc áp dụng các ứng dụng phi tập trung (dApps) và nhu cầu về các giải pháp dựa trên blockchain tiếp tục tăng lên, nhu cầu về các lớp DA hiệu quả và có thể mở rộng ngày càng trở nên rõ ràng. Ngoài ra, khi Ethereum tiếp tục phải chịu chi phí giao dịch cao và thông lượng hạn chế, các nhà phát triển đang tìm kiếm các giải pháp thay thế có thể giảm bớt những điểm yếu này mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật hoặc phân cấp. Các giải pháp mở rộng quy mô lớp 2, chẳng hạn như cuộn lên và chuỗi bên, đã nổi lên như những phương pháp tiếp cận phổ biến để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum. Tuy nhiên, các giải pháp này thường dựa vào các cơ chế đồng thuận riêng biệt và yêu cầu thêm các giả định về độ tin cậy.

Trong bối cảnh này, Nubit khác biệt với các giải pháp sẵn có dữ liệu khác ở một số khía cạnh chính. 

Trong không gian lớp sẵn có của dữ liệu, Celestia và Avail đã đạt được sức hút đáng kể. Celestia cung cấp lớp sẵn có dữ liệu mô-đun cho các giải pháp blockchain và lớp 2 khác nhau, sử dụng sự đồng thuận PoS và DAS. Mặt khác, Avail tận dụng các cam kết KZG và cam kết đa thức để cho phép xác minh hiệu quả và giảm gánh nặng lưu trữ cho các nút. (Đọc thêm tại đây: Lớp DA )

Sức mạnh cạnh tranh độc đáo của Nubit nằm ở nguồn gốc Bitcoin của nó. Đây là lý do tại sao nó không sử dụng giao thức đồng thuận mà Celestia, EigenDA, Avail và NearDA sử dụng mà áp dụng một giải pháp có thể mở rộng quy mô thành một số lượng lớn nút. Về bản chất, điều này gần với Ethereum hơn, cố gắng hỗ trợ ít nhất hàng trăm nghìn nút xác thực. Tuy nhiên, ngay cả điều này cũng đặt ra một thách thức đối với chuỗi đèn hiệu Ethereum, vì việc xác minh một số lượng lớn chữ ký cho toàn bộ mạng sẽ dẫn đến kết quả cuối cùng chậm hơn. Đây là lý do tại sao một trong những công ty trong danh mục đầu tư của chúng tôi, Polyhedra, đã và đang nghiên cứu tính hữu hạn một khe cho Ethereum bằng cách sử dụng SNARK. Chúng tôi nghĩ Nubit có thể sẽ chạy trước Polyhedra về vấn đề này, thông qua giải pháp tổng hợp chữ ký dựa trên SNARK của họ. 

Sự lựa chọn cơ chế đồng thuận này rất quan trọng đối với việc liên kết Bitcoin nhằm giảm thiểu độ tin cậy và nhu cầu về tính hữu hạn nhanh, giúp giải quyết vấn đề về độ hữu hạn chậm hơn (10 phút) của mạng Bitcoin đối với các dòng chữ Bitcoin, BRC-20 và các ứng dụng tương tự có mục tiêu chính là lưu trữ dữ liệu.

Nhận xét chung

Nhìn chung hướng triển khai của dự án là phù hợp với mục tiêu mà họ hướng tới. Chuyển gánh nặng dữ liệu từ mạng lưới Bitcoin sang Nubit để đạt được tốc độ và chi phí.

Đánh đổi lại với điều này là sự bảo mật, mặc dù việc tạo ra DA Tag và mã định danh cho dữ liệu rồi lưu trữ trên Bitcoin để tận dụng tính bảo mật nhưng người dùng vẫn phải đặt niềm tin vào Nubit. Thông tin được lưu trữ trên mạng lưới Bitcoin là không đủ để tái tạo lại dữ liệu gốc trong trường hợp Nubit biến mất.

Tuy nhiên nó vẫn là một giải pháp có tính ứng dụng đối với các thông tin không quá quan trọng, người dùng vẫn có thể lựa chọn sử dụng Nubit như một lớp DA để tăng thông lượng cũng như giảm thiểu tối đa chi phí. Thị trường vẫn sẽ có những lựa chọn riêng dựa trên động cơ kinh tế và bảo mật.

Dự án đã nhận được sự ủng hộ từ Bounce Brand và nhất là Domo người sáng lập giao thức BRC-20 là tín hiệu rất tích cực. Chúng ta cần chờ đợi cho tới khi dự án triển khai các giai đoạn sau để có thêm nhiều đánh giá.