Uma Breve Análise do RGB: Um Protocolo de Contrato Inteligente Escalável e Confidencial Construído sobre o Bitcoin

Contexto

O desempenho do Bitcoin tem sido atentamente observado desde o lançamento da criptomoeda em 2009. Como pode processar apenas sete transações por segundo, a rede não permite contratos inteligentes escaláveis. A atualização SegWit aumentou o limite de tamanho do bloco do Bitcoin para 4MB (1MB para dados de transação e 3MB para dados de testemunha); no entanto, a limitação ainda persiste. Entretanto, à medida que a influência do Bitcoin cresce, o desafio da escalabilidade tornou-se mais agudo. A escalabilidade continua sendo um desafio fundamental enfrentado pelo ecossistema Bitcoin. Atualmente, os profissionais estão explorando soluções com diferentes abordagens, que incluem principalmente:

• Sidechains, incluindo Liquid, Stacks, Rootstock, etc.;
• Canais de estado como a Lightning Network que processam determinadas transações altamente frequentes fora da cadeia;
• Soluções de escala não atualizáveis como RGB e Bitcoin Script que não modificam o código do Bitcoin;
• Soluções de escala baseadas em atualizações, incluindo Drivechain (BIP300/301), que requerem forte suporte de mineradores e alcançam escalabilidade através de hard forks.

Entre as diferentes abordagens, algumas soluções de escala iniciais estão recuperando a atenção. Notavelmente, o Nostr, um protocolo que se tornou viral no final de 2022, contribuiu para a adoção generalizada da Lightning Network. Ao mesmo tempo, os Ordinals tiveram um boom no início de 2023. Como uma solução de contrato inteligente baseada no Bitcoin e na Lightning Network oferecendo completude de Turing, escalabilidade e forte proteção de privacidade, o RGB lançou uma nova versão (v0.10) em abril deste ano.

A Evolução do RGB

A gênese do RGB pode ser traçada até 2016, quando Peter Todd introduziu a noção de selo de uso único e validação do lado do cliente. Construído sobre esses conceitos críticos, o RGB foi proposto em 2018.

Em 2019, Orlovsky, um desenvolvedor central do RGB, liderou o desenvolvimento do RGB e criou muitos componentes que acabaram constituindo o protocolo RGB. Além disso, o estabelecimento da Associação LNP/BP na Suíça ajudou a fornecer os padrões relevantes.

Após extensos esforços de desenvolvimento, o RGB revelou sua versão v0.10 em abril de 2023.

Sobre o Design do RGB

É assim que o RGB alcança escalabilidade e confidencialidade:

Validação do Lado do Cliente

A maioria das blockchains públicas existentes opera sob um modelo de consenso global, onde todos os nós validam todas as transações, compartilham informações de transações entre si e mantêm um estado global unificado.

No entanto, este modelo apresenta vários desafios, incluindo:

• Limitações de escalabilidade que tornam caro validar todas as interações de contratos;
• Altos custos levando à operação centralizada de nós;
• Falta de privacidade devido à informação de transação aberta.

A Validação do Lado do Cliente (CSV, do inglês Client-Side Validation) propõe uma abordagem alternativa: Ela requer apenas que a camada de consenso cumpra compromissos criptográficos associados a eventos do livro-razão, enquanto armazena a informação real do evento (o livro-razão) fora da blockchain. Esta abordagem, que se origina do trabalho de Peter Todd, é denominada "Validação do Lado do Cliente". A CSV move os dados da transação para fora da cadeia, onde informações detalhadas são armazenadas e verificadas, e apenas informações mínimas são submetidas na blockchain. Além disso, os dados da transação são transferidos fora da cadeia apenas entre o remetente e o destinatário. Por exemplo, em uma transação do mundo real, a validação é necessária apenas quando a carteira e as partes solicitam acesso aos dados do contrato.

Características principais da CSV:

• Informações detalhadas da transação são armazenadas fora da cadeia e validadas apenas no cliente;
• Apenas compromissos com os dados da transação são armazenados na cadeia;
• A validação se aplica apenas às transações que os usuários devem conhecer.

No RGB, o mecanismo de validação para transferências de ativos difere significativamente do Bitcoin. Na rede Bitcoin, os nós estão sempre baixando e validando blocos e transações do mempool, o que lhes permite adquirir o estado mais recente do conjunto UTXO. Ao encontrar uma nova transação, os validadores do Bitcoin verificam a validade de seu histórico, verificando se todas as entradas existem no conjunto UTXO mais atual.

O RGB, por outro lado, não depende de uma transmissão global em rede de todas as transações para criar um equivalente ao conjunto UTXO do Bitcoin. Isso significa que, ao receber um pagamento, um cliente RGB não só tem de verificar se a última transição de estado é válida, mas também precisa realizar a mesma validação para todas as transições de estado anteriores até ao estado de génese no contrato de emissão. Esta validação ascendente do histórico de transações no RGB também protege contra ataques de gasto duplo.

O RGB melhora a escalabilidade ao validar apenas transações relevantes. No entanto, esta abordagem pode resultar em problemas associados à fraca disponibilidade de dados, o que pode exigir a partilha de dados para otimizar a validação de pagamentos.

Selos de Uso Único Baseados em Bitcoin

Os selos físicos de uso único são laços de plástico numerados de forma única, comummente utilizados para detetar adulterações durante o armazenamento e envio. Por exemplo, permitem-nos saber se a porta de um contentor de transporte foi aberta durante o envio. Os selos digitais de uso único fecham um selo digital sobre uma mensagem para garantir que esta só pode ser utilizada uma vez, o que torna impossível aos vendedores venderem a mesma propriedade duas vezes.

Em vez de utilizar uma entidade confiável para certificar a abertura e o fecho de selos digitais, é possível utilizar os Outputs de Transação Não Gastos (UTXOs) do Bitcoin como selos. Um UTXO pode ser visto como um selo que é fechado quando é criado e aberto quando é gasto. À luz das regras de consenso do Bitcoin, um output só pode ser gasto uma vez; portanto, o selo só pode ser aberto uma vez. Desta forma, os selos de uso único são utilizados para associar os UTXOs do Bitcoin a estados de contrato fora da cadeia, permitindo a execução da próxima transição de estado através de transações RGB fora da cadeia (fechando o selo). Semelhante aos selos físicos de uso único utilizados para proteger contentores de transporte, um selo digital de uso único é um objeto único que sela com precisão uma informação para evitar o gasto duplo.

Aqui está uma analogia simples: Podemos pensar nos UTXOs como uma série de cheques, cada um com um valor diferente. Ao fazer um pagamento, você está essencialmente pagando alguém com um cheque não descontado. Além disso, qualquer saldo remanescente do cheque voltará para você na forma de um novo cheque. Neste cenário, os selos de uso único adicionam certos registros de transferência à caixa de informações adicionais do cheque. Como um cheque só pode ser descontado uma vez, essa abordagem impede o gasto duplo.

Vejamos como esse processo funciona entre Alice, Bob e Dave:

1. Para começar, Alice emitiu um ativo RGB (por exemplo, USDT Tether ou USDT) com um fornecimento total de 100 milhões e adicionou as informações de compromisso a um cheque válido (Cheque A) na caixa de informações adicionais. O impressor do cheque não precisa considerar essas informações adicionais, e o Cheque A pode ter qualquer valor nominal, desde que pertença a Alice e permaneça não descontado.
2. Quando Alice quer transferir 10 milhões de USDT para Bob, ela precisa descontar o Cheque A e indicar na caixa de informações adicionais que 10 milhões de USDT irão para um novo cheque (Cheque B) pertencente a Bob e 90 milhões de USDT irão para outro novo cheque (Cheque C) pertencente a Alice, que contém os 90 milhões de USDT restantes.
3. Se Bob desejar transferir 10 milhões de USDT para Dave, ele precisa descontar o Cheque B e anotar na caixa de informações adicionais que 10 milhões de USDT irão para um novo cheque (Cheque D) pertencente a Dave.
4. O mesmo processo é repetido para cada transferência subsequente. Mais especificamente, o detentor anterior endossa uma parte do valor para o novo receptor, e o receptor então verifica todo o histórico de transferências de ativos. Similar aos cheques circulantes, cada transferência cria um novo cheque, e cada cheque só pode ser descontado uma vez (UTXO). Enquanto isso, os cheques antigos (UTXOs) tornam-se inválidos, garantindo que o estado só possa avançar e não retroceder, o que também impede o gasto duplo. Desta forma, os registros on-chain refletem de forma confiável as mudanças de estado de um criptoativo.

O RGB utiliza o modelo de selo de uso único baseado em Bitcoin descrito acima, o que significa que quando ocorre uma transação RGB, o remetente cria uma transição de estado do contrato que define os direitos a serem transferidos. Vamos considerar o caso dos tokens. Primeiro, o emissor de um contrato estabelece o estado génesis que define os detalhes do contrato, como o nome do ativo, o fornecimento total e o UTXO com o direito de mover o fornecimento. Em seguida, à medida que os ativos são transferidos pela primeira vez, o proprietário do primeiro UTXO pode criar uma transição de estado que define qual novo UTXO passará a possuir o ativo. O RGB alcança transições de estado aproveitando o mecanismo de que os UTXOs só podem ser gastos uma vez, o que permite definir e rastrear de forma fiável a transferência de criptoativos e as mudanças nos direitos de propriedade.

O RGB mantém todas as informações de transação fora da rede Bitcoin, transferindo-as exclusivamente entre remetentes e destinatários. Entretanto, os dados de compromisso são ancorados aos UTXOs do Bitcoin. Uma vez que um UTXO é gasto, não pode ser gasto da mesma maneira novamente, sinalizando uma mudança no contrato.

O RGB aproveita a blockchain do Bitcoin para proteção contra gastos duplos, e isso é alcançado comprometendo cada transição de estado RGB dentro da transação Bitcoin que gasta o UTXO que possui os direitos a serem movidos. Múltiplas transições de estado podem ser incluídas numa única transação Bitcoin, mas cada transição de estado só pode ser submetida uma vez (caso contrário, o gasto duplo seria possível). Para permitir várias transições de estado num único compromisso, as transições de estado são agregadas várias vezes e então submetidas à transação Bitcoin através do Taproot ou OP_RETURN. Se existirem múltiplos compromissos numa transação Bitcoin, apenas o primeiro será relevante para as regras de validação RGB, e os outros serão ignorados, tornando inútil qualquer tentativa de gasto duplo. Características Principais do RGB

Escalabilidade

• Em comparação com protocolos alternativos que mantêm toda a lógica na cadeia, o CSV mantém os dados fora da cadeia, reduzindo custos e a carga computacional;
• O RGB está prontamente disponível no Bitcoin, sem a necessidade de modificação de código ou transações complexas na cadeia;
• O RGB suporta a Rede Lightning.

Privacidade

• Terceiros não podem observar as transações RGB ou seus selos de uso único;
• O RGB apresenta UTXOs ofuscados. Um UTXO ofuscado consiste no hash da concatenação entre o UTXO e um segredo aleatório de ofuscação. Desta forma, o remetente não sabe para onde os ativos foram, e o novo receptor só pode validar o UTXO ofuscado quando gasta o ativo;
• O RGB também utiliza um mecanismo de conhecimento zero chamado Bulletproof. Sob este mecanismo, os proprietários de ativos poderão ver todos os UTXOs que anteriormente possuíam um ativo, mas não poderão ver a quantidade de ativos transferidos em cada transição de estado.

Funções Versáteis e Casos de Uso do RGB

Esquemas

Os emissores podem usar esquemas RGB, que atuam como modelos de contratos que podem ser usados para direcionar casos de uso específicos.

Aqui estão alguns exemplos:

• Emissão de ativos fungíveis RGB20
• Emissão de ativos não fungíveis RGB21
• Identidades digitais descentralizadas RGB22
• Registro de histórico único verificável RGB23 para dados auditáveis
• Sistema de nomes de domínio global descentralizado RGB24
• Emissão de ativos colecionáveis RGB25

Qualquer pessoa é livre para desenvolver seu próprio esquema para diferentes aplicações sem precisar pedir permissão aos desenvolvedores do RGB. No entanto, espera-se que a maioria dos casos de uso possa ser coberta por alguns esquemas principais.

AluVM

O RGB emprega o AluVM, uma máquina virtual RISC baseada em registros especialmente projetada. O AluVM é Turing-completo e pode operar o estado global com as mesmas garantias de disponibilidade dos sistemas existentes baseados em blockchain. Semelhante ao EVM, o AluVM apresenta uma arquitetura que aninha um nó RGB sobre a Rede Lightning, alojando um cliente RGB nos nós RGB.

Totalmente Compatível com a Rede Lightning

Ao vincular canais de pagamento de tokens específicos à Rede Lightning, os ativos RGB podem oferecer a mesma experiência de utilizador e pressupostos de segurança que os pagamentos regulares da Rede Lightning. Isso garante pagamentos de baixo custo, rápidos e estáveis, podendo beneficiar todo o ecossistema, incluindo utilizadores, desenvolvedores e operadores de nós Lightning.

Comparação com Outras Soluções

RGB VS TARO

O TARO (agora Taproot Assets), um protocolo Taro suportado pelo Taproot, foi introduzido pela Lightning Labs em abril de 2022, após ter arrecadado 70 milhões de dólares em financiamento da Série B.

Tanto o RGB quanto o TARO são construídos sobre CSV. Como os dois compartilham designs semelhantes, alguns até argumentam que o TARO se inspirou no RGB. No entanto, agora parece que eles se concentram em aspectos diferentes: o TARO concentra-se em tokens, enquanto o RGB visa implementar funções de contrato inteligente.

Comparação com Outras Soluções Bitcoin

Ao contrário do Drivechain, que é baseado no BIP300 e BIP301 e requer hard forks, o RGB é compatível com a tecnologia Bitcoin existente e potenciais soft forks futuros, sem necessidade de modificações na camada base do Bitcoin.

Os Ordinals comprometem todos os dados na blockchain, enquanto o RGB mantém apenas os compromissos de dados na cadeia. Dada a segurança fornecida pelos UTXOs, o RGB consome espaço mínimo na cadeia, permitindo uma integração perfeita com a Rede Lightning.

RGB VS Rollup

O Rollup é uma solução de escalonamento do Ethereum que permite aos utilizadores depositar fundos nos contratos inteligentes do Ethereum e, em seguida, transacionar com outros utilizadores no mesmo Rollup. Essas transações são periodicamente agregadas e submetidas à blockchain.

• Além disso, o RGB não é uma blockchain independente. Desafios O ecossistema RGB ainda está em sua infância. Embora a infraestrutura já esteja implementada, o ecossistema oferece apenas um punhado de aplicações básicas, e pode levar algum tempo para que o RGB expanda suas ferramentas de desenvolvimento e base de usuários.
• Os clientes RGB armazenam dados massivos, e o gasto seria impossível se os dados off-chain para validação fossem perdidos. Portanto, não é apenas a chave que deve ser armazenada. Além disso, ao contrário do Bitcoin e outros sistemas de consenso global, os clientes RGB não precisam ver ou validar todas as transações globalmente. Em vez disso, eles só precisam validar as transações relacionadas às suas carteiras. Isso reduz significativamente os dados que cada cliente deve validar, tornando todo o sistema mais escalável. Embora a validação de dados massivos ao receber pagamentos possa parecer problemática porque a validação lenta significa transações lentas, isso só se torna um problema quando o histórico de transações é longo. Quando isso acontece, novas camadas de disponibilidade de dados serão necessárias, o que permitirá que os clientes compartilhem voluntariamente os dados de transição de estado de contratos específicos. Dessa forma, futuros receptores podem começar a validar parte do histórico de transações antecipadamente.
• Para tokens CSV populares, a adoção extensiva pode aumentar o custo de validação.
• O RGB é um desenvolvimento impulsionado pela comunidade e depende da pesquisa diligente da equipe, o que significa progresso lento e promoções de mercado limitadas.

Curva de aprendizado do desenvolvedor: Além do conhecimento sobre Bitcoin, os desenvolvedores também precisam se manter informados sobre as transições de estado e contratos do RGB.

Projetos do Ecossistema

DIBA

Website: https://diba.io/

DIBA é um mercado de NFT Bitcoin usando o Protocolo de Contrato Inteligente RGB.

Cosminmart

Site: https://www.cosminmart.com/

Cosminmart é um ecossistema baseado no protocolo RGB e oferece funções incluindo carteira, mercado, Launchpad e navegador.

Mycitadel

Site: https://mycitadel.io/

Mycitadel apresenta uma ampla gama de funções, incluindo multi-assinatura, condições de gasto com bloqueio temporal, Taproot, entre outras.

Bitmask

Site: https://bitmask.app/

Bitmask é uma extensão de carteira.

Sobre a CoinEx

Estabelecida em 2017, a CoinEx é uma bolsa global de criptomoedas comprometida em facilitar a negociação de criptomoedas. A plataforma oferece uma variedade de serviços, incluindo negociação à vista e com margem, futuros, swaps, conta AMM e serviços de gestão financeira para mais de 5 milhões de utilizadores em mais de 200 países e regiões. Fundada com a intenção inicial de criar um ambiente de criptomoedas igualitário e respeitoso, a CoinEx dedica-se a desmantelar as barreiras financeiras tradicionais, oferecendo produtos e serviços fáceis de usar para tornar a negociação de criptomoedas acessível a todos.

Referências

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