Préface

Le sujet de la prochaine mise à jour de Bitcoin a été largement discuté, mais en décembre 2024, la communauté n'a pas encore trouvé un consensus sur la nécessité de la mise à jour, les problèmes à traiter ou les fonctionnalités à apporter. La situation reste divisée, ressemblant à une impasse politique.

Dans cette impasse, de nombreux phénomènes intéressants ont émergé :

1. Certains membres de la communauté poussent activement pour des mises à niveau, et en raison d'une asymétrie d'information ou d'intérêts commerciaux, certains membres mentionnent fréquemment des opcodes spécifiques, tandis que certains projets dépendent d'opcodes "potentiellement à venir".
2. Un nombre important de développeurs pragmatiques de l'écosystème ont réalisé un travail cryptographique et d'ingénierie approfondi pour étendre le potentiel de Bitcoin, sur la base de la prémisse de l'absence de mise à niveau du protocole.
3. Il y a aussi des voix qui plaident en faveur de mises à jour lentes ou s'opposent totalement aux mises à jour.

Ces phénomènes indiquent que le sujet des mises à niveau est très pertinent dans la communauté Bitcoin. Cependant, ils soulignent également qu'une partie considérable de la communauté ne comprend pas pleinement le processus complet d'une mise à niveau Bitcoin et ignore le rôle que des outils cryptographiques innovants pourraient jouer pour exploiter le potentiel de Bitcoin. L'objectif principal de cet article est de rompre cette asymétrie d'information, en alignant les connaissances de tous pour permettre des discussions plus approfondies.
Cet article définira les mises à niveau de Bitcoin, résumera les principaux modèles à travers une analyse historique, puis analysera les propositions de mise à niveau actuelles et les alternatives potentielles. Enfin, l'auteur fournira plusieurs points à retenir pour les lecteurs. L'objectif est d'équiper les lecteurs d'une meilleure compréhension des mises à niveau de Bitcoin - son concept, son histoire et ses progrès - posant ainsi les bases pour une discussion ultérieure et aidant à façonner le consensus final au sein de la communauté.
Tout en présentant des faits, l'auteur, en tant que développeur de l'écosystème Bitcoin, espère plus de possibilités pour Bitcoin et exprimera des opinions claires sur certains sujets. Les lecteurs doivent être conscients de la distinction entre les faits et les opinions dans cet article.

Introduction aux mises à niveau : quoi et pourquoi

Qu'est-ce qu'une mise à niveau Bitcoin

Le livre blanc Bitcoindéfinit un protocole suivi par des milliers de nœuds qui composent le réseau de la blockchain Bitcoin. \
Il existe plusieurs versions de l'implémentation du protocole (souvent appelées clients). Selon les données provenant dehttps://bitnodes.io/nodes/, le client avec la plus grande part de marché est Bitcoin CoreEn conséquence, les développeurs qui maintiennent le code Bitcoin Core (appelés Bitcoin-Core-Devs) ont une influence significative au sein de l'écosystème Bitcoin.

quoi-pourquoi-1

quoi-pourquoi-1

Le logiciel du nœud Bitcoin est composé de plusieurs modules et les propositions de mise à niveau connexes sont définies à traversBIPs (Bitcoin Improvement Proposals), qui sont classés en plusieurs types.

Généralement, lorsque les gens discutent des améliorations de Bitcoin, ils font référence aux « mises à niveau du protocole de consensus ». Étant donné que les mises à niveau du protocole de consensus nécessitent que la majorité des nœuds du réseau parviennent à un accord (sinon, une fourche peut se produire), ces mises à niveau doivent être abordées avec une grande prudence. Comme le montre le diagramme ci-dessus, les modules liés au protocole de consensus dans le système Bitcoin et les BIP concernant la couche de consensus sont particulièrement importants et méritent une attention particulière.

quoi-pourquoi-2

quoi-pourquoi-2

En fait, selon statistiquesDu dépôt GitHub de Bitcoin, les changements sont très actifs. Cependant, comme la plupart de ces changements ne sont pas liés au protocole de consensus, ils n'ont pas suscité une attention généralisée.

Statistiques de Github Bitcoin-core

Statistiques Bitcoin Core GitHub

Types de mises à niveau du protocole de consensus

Selon la définition dans [BIP-123]https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0123.mediawiki), les mises à niveau du protocole de consensus sont principalement divisées en deux types : les fourchettes douces et les fourchettes dures.

• De plus, il existe une autre manière moins intuitive d'interpréter et de comparer ces deux types de mises à niveau, ce qui est assez intéressant :
  Soft Fork : Ajoute ou renforce les règles (par exemple, en ajoutant une nouvelle fonctionnalité comme le support des adresses Taproot).

  Hard Fork: Supprime ou assouplit les règles (par exemple, enlevant une restriction telle que l'élimination de la limite de récompense de bloc).

Processus BIP et Soft Fork

Les deux mises à niveau réussies du protocole de consensus (Taproot/SegWit) ont utilisé la méthode du soft fork, permettant des mises à niveau sans provoquer de scissions importantes au sein de la communauté. Cet article se concentre sur les soft forks, c'est-à-dire les mises à niveau compatibles avec les anciennes versions du logiciel. Après qu'une proposition BIP a été soumise, le processus suit généralement les étapes décrites dans le diagramme ci-dessous :

état-bip

bip-state

Source: https://river.com/learn/what-is-a-bitcoin-improvement-proposal-bip/

Typiquement, une proposition de soft fork combinera plusieurs BIPs. Par exemple, Taproot se compose de trois BIPs :

1. Signature Schnorr :BIP-340
2. Taproot: BIP-341
3. Tapscript: BIP-342

Passons en revue la chronologie de la mise à niveau Taproot :

Calendrier de Taproot

Chronologie de Taproot

Source : Kraken Intelligence, GitHub, CoinDesk,https://www.argoblockchain.com/articles/bitcoin-taproot-upgrade-explained

Les jalons du processus de fourchette douce Taproot comprennent :

1. Les BIP correspondants sont proposés et le plan de mise en œuvre fait l'objet d'un examen.
2. Les développeurs de Bitcoin-Core initient une demande de tirage GitHub pour la mise à niveau.
3. Les développeurs de Bitcoin-Core examinent et fusionnent la demande de tirage GitHub, en décidant de la méthode d'activation.
4. Une nouvelle version du code Bitcoin-Core est publiée.
5. Les mineurs votent sur la blockchain pour approuver la hauteur de bloc d'activation pour le BIP.
6. La mise à niveau est terminée lorsque la hauteur du bloc atteint la hauteur convenue.

Il est important de noter que ce processus est un résumé rétrospectif, et il n'y a pas de consensus formel sur ces étapes.

Tout au long du processus, le Bitcoin Liste de diffusion pour le développementa joué un rôle clé dans la consolidation du consensus entre les différentes parties.

Pourquoi mettre à niveau

Comme mentionné au début de l'article, il y a trois voix principales dans la communauté actuelle concernant les mises à niveau :

1. Pro-Upgraders: Ils proposent un grand nombre de mises à niveau, qui seront analysées plus tard dans l'article.
2. Constructeurs pragmatiques: ils se concentrent sur l'amélioration du protocole existant en mettant en œuvre la Preuve de Fraude (comme BitVM et ses extensions), le chiffrement des fonctions (contrats et preuves zk à traversBitcoin PIPEs), et des collisions de hachage (contrats implémentés via ColliderScript), entre autres.
3. Mainteneurs de l'État actuel : Ce groupe estime que les mises à niveau doivent être très lentes et prudentes (avec un cycle de 10 ans), représenté par TeamSlowAndSteady, et ceux qui préconisent aucune mise à niveau à moins que des attaques quantiques n'apparaissent, connus sous le nom d'Ossifiers ( référence.

L'auteur a fourni une analyse des avantages et des inconvénients de la mise à jour par rapport à la non mise à jour:

En tant que développeur pragmatique de l'écosystème Bitcoin, l'auteur estime qu'il est essentiel d'explorer pleinement le potentiel de Bitcoin grâce à des innovations cryptographiques ou d'ingénierie dans le cadre du protocole existant. Du point de vue de la "durabilité" et de l'"adaptabilité", l'auteur soutient qu'après avoir évalué minutieusement la portée de l'impact et les risques de sécurité, il est conseillé de continuer à effectuer les mises à niveau nécessaires.

Regard approfondi sur les mises à niveau

Parties prenantes dans les mises à niveau

Les principaux participants de l'histoire de Bitcoin, en particulier lors du Consensus de Hong Kong (signé lors de l'événement Bitcoin Roundtable en février 2016,@bitcoinroundtable/bitcoin-roundtable-consensus-266d475a61ff">reference), étaient:

1. Bitcoin-Core-Devs: Les développeurs qui maintiennent la base de code Bitcoin Core.
2. Pools de minage : Entités responsables du minage et de la sécurisation du réseau Bitcoin.
3. Utilisateurs et développeurs de l'écosystème : principalement des échanges, des fabricants de puces et d'autres acteurs clés de l'écosystème Bitcoin.

Avec l'adoption rapide de Bitcoin, les parties prenantes des mises à niveau de Bitcoin ont évolué. Le modèle initial d'une simple séparation des pouvoirs s'est progressivement transformé en un environnement plus complexe et compétitif, souvent décrit comme une "bataille pour l'influence." Pour une analyse détaillée, reportez-vous au rapport Analyse du consensus Bitcoin : Risques liés aux mises à jour du protocole.

parties prenantes

Parties prenantes

Plusieurs rôles clés dans les mises à niveau de Bitcoin méritent d'être soulignés :

1. Noeuds économiques: Ce groupe fait principalement référence aux principales bourses centralisées (CEX), aux institutions de paiement, aux gardiens, etc. Leur position sur les forks logiciels joue un rôle crucial dans la détermination de la version de Bitcoin considérée comme « légitime » et a un impact significatif sur les taux d'adoption.
2. Investisseurs : Alors que des stratégies Bitcoin telles que les ETF, les réserves institutionnelles et les réserves nationales deviennent de plus en plus populaires à l'échelle mondiale, le rôle des investisseurs est devenu de plus en plus complexe.
3. Utilisateurs et développeurs d'écosystèmes : Après la mise à niveau de Taproot, l'écosystème Bitcoin a prospéré, avec de nouveaux protocoles d'actifs tels que Ordinals émergeant, ainsi qu'une vague d'applications natives et de solutions de mise à l'échelle.

Quelques conclusions intéressantes concernant ces rôles:

1. Différentes parties prenantes jouent des rôles différents à différentes étapes : par exemple, les développeurs d’écosystèmes ont tendance à être plus proactifs dans la proposition d’idées, les développeurs de protocoles détiennent souvent l’autorité d’examiner les BIP, et les pools de minage et les nœuds économiques ont une influence significative sur l’activation.
2. Les développeurs de l'écosystème sont plus susceptibles de proposer et de soutenir des mises à niveau liées à leurs propres intérêts commerciaux.

Histoire et résumé des mises à niveau

Selon les informations publiques, il y a eu de nombreuses mises à jour de type soft fork depuis le lancement du réseau Bitcoin.

fourchettes douces

bifurcations douces

Source de données :

https://blog.bitmex.com/un-historique-complet-des-fourches-de-consensus-de-bitcoin-2022-update/

https://www.drivechain.info/media/slides/mit-2023.pdf

À partir du diagramme ci-dessus, on peut tirer quelques conclusions intéressantes :

1. Le protocole Bitcoin est devenu quelque peu rigide et au fil du temps, la fréquence des softforks a diminué.
2. Il faut de plus en plus de temps pour parvenir à un consensus sur les mises à niveau

Préoccupations concernant le Soft Fork

En analysant le BIP inclus dans les forks souples passés, nous pouvons résumer les domaines d'intérêt suivants :

Qu'est-ce qui fait une bonne proposition de mise à niveau

En se basant sur les faits et l'analyse présentés précédemment, nous pouvons tenter de définir une bonne proposition de mise à niveau pour Bitcoin :

1. En adhérant à l'identité fondamentale de Bitcoin en tant que système de paiement : Bitcoin a une position unique.
2. Équilibrer le potentiel d'application et les risques: le rendre aimé par la plupart, sans forte opposition.
3. Échelle de mise à niveau appropriée : ni trop simple (pas d'effort), ni trop complexe (difficile à faire avancer).
4. Bon timing : Il doit y avoir une forte demande, résolvant des problèmes spécifiques. Par exemple, pendant la phase de mise à niveau de SegWit, la scalabilité était une forte demande.

Améliorer la perspective

Classification de proposition

L'auteur a recueilli la plupart des propositions actives, les a étiquetées en fonction des domaines d'intérêt et les a placées dans un quadrant pour une visualisation et une compréhension plus faciles.

Notes importantes pour la classification :

1. Les quatre domaines de concentration ne sont pas entièrement indépendants les uns des autres. Par exemple, un BIP qui améliore la programmabilité peut également contribuer dans une certaine mesure à la scalabilité.
2. Une proposition peut avoir plusieurs domaines d'intérêt. Par exemple, OP_CAT vise principalement à améliorer la programmabilité, mais elle est davantage poussée en raison de son potentiel à permettre des rollups de validité.
3. La catégorisation des domaines d'intérêt d'une proposition nécessite un certain niveau de «consensus» (qui est intrinsèquement politique). Il est important de noter qu'il n'y a pas de définition unique, car différents participants peuvent avoir des perspectives différentes.
4. Le deuxième diagramme n'est pas un système de coordonnées. Les propositions sont catégorisées en fonction des étiquettes, et les attributs des cercles (taille, position, couleur, etc.) n'ont pas de signification spéciale.

catégorie de proposition-2

catégorie de proposition-2

catégorie de proposition-1

catégorie de proposition-1

Voix de la communauté

D’après le diagramme ci-dessus, on peut voir qu’il existe un certain consensus au sein de la communauté concernant les problèmes que les mises à niveau devraient résoudre, en se concentrant principalement sur l’extension des fonctionnalités nécessaires au système de paiement. Ceux-ci peuvent être classés dans les deux catégories principales suivantes :

1. Programmabilité: Amélioration de la programmabilité des UTXO, telle que par l'intermédiaire de la vérification de contrats/vault/introspection de transaction/paiements conditionnels/améliorations de script, etc.
2. Scalabilité : Pour la scalabilité L2, l'approche globale est divisée en validation on-chain et validation off-chain, toutes deux ayant activement soutenu des propositions.

L’énigme du consensus

L'auteur estime que la communauté Bitcoin est piégée dans un labyrinthe de consensus concernant la prochaine mise à niveau pour les raisons suivantes:

1. Rigidité : Avec un système logiciel proche d'une capitalisation boursière de 2 000 milliards de dollars, une partie importante des parties prenantes tend à préférer la stabilité, et aucune partie n'est disposée à assumer la responsabilité des éventuelles défaillances.
2. Stakeholders highly fragmented: Les parties prenantes ont des demandes différentes et jouent des rôles différents à différents stades. Les gouvernements sont également devenus des parties prenantes clés.
3. Mécanisme de gouvernance imparfait : En tant que l'une des premières blockchains, Bitcoin manque d'un mécanisme de gouvernance pleinement développé. La communauté n'a pas été en mesure de parvenir à un consensus sur la manière d'activer les forks souples.
4. Rôle dynamique des développeurs de protocoles : bien qu'ils puissent mettre leur veto à certaines propositions, leur rôle ne peut pas simplement être décrit comme conservateur ou progressiste.
5. Manque d'urgence : Avec l'infrastructure de la blockchain de plus en plus mature, il n'y a pas une forte demande de mises à niveau de Bitcoin pour le moment.

Résumé et conclusion

Cet article présente les concepts de base des mises à niveau de Bitcoin, fournit une analyse approfondie des mises à niveau historiques et se penche enfin sur les propositions actives pour la prochaine mise à niveau, résumant les raisons du labyrinthe actuel de consensus.

Après avoir passé en revue et en regardant vers l'avenir, on pense que les lecteurs ont maintenant une certaine compréhension de l'état actuel des mises à jour. Enfin, voici plusieurs points clés à retenir :

1. Progrès pragmatiques et prudents dans les mises à niveau, avec une préférence pour les forks doux.
2. Des acteurs très fragmentés, avec la communauté tendant vers le conservatisme.
3. Les mises à niveau doivent être discutées dans le cadre du respect de la position de valeur fondamentale de Bitcoin.
4. La scalabilité n'est qu'un aspect de l'objectif de mise à niveau.
5. Un meilleur timing est nécessaire; une bonne proposition de mise à niveau obtiendra rapidement un consensus.
6. La communauté doit explorer de meilleurs mécanismes de gouvernance.

Remerciements

Pendant le processus de recherche, d'écriture et de révision de cet article, j'ai reçu une aide précieuse de nombreuses personnes, y compris des membres de la communauté qui, pour diverses raisons, préfèrent ne pas être nommés. Je tiens à leur exprimer ma gratitude à tous.

Il est important de noter que, étant donné que certains des points de vue de cet article reflètent des préférences personnelles, la liste de reconnaissance suivante n'implique pas un accord total avec le contenu, et cet article n'a pas l'intention d'impliquer ces membres de la communauté de soutien dans des disputes.

• Édition et révision collaborative (ordre alphabétique)

Adrien Lacombe

Bob Bodily

Équipe de recherche Bitlayer

une maison

Jeffrey Hu

Rouge

Ren Zhang

Scott Odell

Super réseau de test

Will Foxley

• Fournir des commentaires et de l'assistance (ordre alphabétique)

Ajian

Andrew Fenton

Ben77

David Tse

C'est-à-dire, Ben-Sasson

Mi Zeng

Travail futur

Tout au long du processus, l'auteur a identifié de nombreux problèmes qui méritent d'être approfondis, tels que des solutions pour certaines fonctionnalités, des recherches sur des propositions spécifiques et un soutien de données pour certains points de vue. Ces sujets seront approfondis dans les prochaines séries d'articles.

Références

https://bitcoinops.org/

https://opnext.dev/

https://groups.google.com/g/bitcoindev

https://github.com/TABConf/6.tabconf.com

https://petertodd.org/2024/covenant-dependent-layer-2-review

https://blog.bitmex.com/a-complete-history-of-bitcoins-consensus-forks-2022-update/

https://blog.bitmex.com/bitcoins-consensus-forks/

https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0123.mediawiki

https://river.com/learn/what-is-a-bitcoin-improvement-proposal-bip/

https://bitnodes.io/nodes/

https://github.com/bitcoin/bitcoin/pulse/monthly

https://river.com/learn/what-is-a-bitcoin-improvement-proposal-bip/

https://trustmachines.co/learn/bitcoin-taproot-upgrade-basic-breakdown/

https://www.argoblockchain.com/articles/bitcoin-taproot-upgrade-explained

https://medium.com/@bitcoinroundtable/bitcoin-roundtable-consensus-266d475a61ff

https://github.com/bitcoin-cap/bcap

https://newsletter.blockspacemedia.com/p/four-takeaways-from-op-next

https://blog.bitfinex.com/education/is-ossification-good-or-bad-for-bitcoin/

https://arxiv.org/abs/2305.04079

https://www.allocin.it/uploads/placeholder-bitcoin.pdf

https://eprint.iacr.org/2024/1802

https://en.bitcoin.it/wiki/Covenants_support

Avertissement:

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