比特币DFINITY网络调查报告与BTC网络直接整合进度调查报告

2021年9月15日，互联网计算机治理系统NNS第20586号提案获得通过，DFINITY基金会将继续开发密码学部分，让互联网计算机网络与BTC网络直接融合。 这种集成可以让互联网计算机的软件容器（）直接持有和发送比特币主网的BTC，也可以将智能合约带入比特币网络。

更重要的是，互联网计算机密码学的创新可以在不需要私钥的情况下为合同创建签名。 所以，除了为比特币主网带来智能合约能力之外，这也是互联网计算机的软件容器（）与以太坊主网直接交互的基础。 我们将不再依赖高度中心化的资产桥梁，而是依靠IC的网络共识，实现多链节点直接端到端的融合。

▍什么是直接集成

直接在比特币网络上收集和持有比特币；

允许他们在比特币网络中跟踪和查询自己的 UTXO；

能够创建比特币交易，并接受来自其他人的比特币交易，这些交易被转发到比特币网络。

你可以直接持有比特币之后，因为它是图灵完备的，你可以写一个业务来决定什么时候与其他比特币用户进行交易，包括使用比特币网络与其他人进行比特币交易，业务在IC网络中运行。

因此，可以利用比特币网络上的流动性在互联网上的计算机上执行智能合约，而无需任何中介和桥梁。

完成比特币的直接集成之后，下一步会尝试让容器持有ETH，让容器在以太坊主网上发送交易，让IC与以太坊主网智能合约进行交互。

▍需要门限ECDSA签名

ECDSA 签名在比特币和以太坊网络中被广泛使用，因此互联网上的计算机应该能够拥有比特币或以太坊公钥并能够在其他公链网络中发送交易之前创建 ECDSA 签名。

显然，比特币公钥对应的密钥不应该存储在容器状态。 即使可以设置pirvate对数据进行封装，key仍然有可能暴露给所有节点。 因为内部状态会在子网的节点之间共享，就像所有的区块链一样，在互联网计算机的信任模型下调查比特币的接受和使用情况实践，可能存在恶意节点，恶意节点可能通过攻击获取签名密钥来窃取资产。

为此，首先要进行门限ECDSA签名，即**私钥在子网上运行的所有节点之间共享，并通过门限加密**创建签名。 也就是说，如果一个阈值节点参与并正确完成了一个签名协议，那么该协议的输出就是一个有效的签名。 另一方面，一些不符合阈值的节点不能自己签署未经授权的消息。 这是互联网计算机与比特币和以太坊整合的先决条件。

▍风险与挑战

这里的主要挑战是定义和实施安全的多方计算协议以实施阈值 ECDSA 签名方案并将它们与计算机协议集成。

围绕阈值 ECDSA 签名协议的进一步挑战是安全的分布式密钥生成协议，以及私有签名密钥的安全密钥备份和恢复方案。

同时子网不能容忍超过1/3的恶意节点。 阈值 ECDSA 功能也是基于子网中存在太多恶意勾结的假设，可以在未经容器批准的情况下代表容器创建签名。

▍解决方案

让我们回顾一下上面的三个要求：

直接在比特币网络上收集和持有比特币；

允许他们在比特币网络中跟踪和查询自己的 UTXO；

能够创建比特币交易，并接受来自其他人的比特币交易，这些交易被转发到比特币网络。

对于函数（1），需要有一个阈值ECDSA公钥，它的比特币地址就是从这个公钥推导出来的。

对于功能 (2)，需要通过将比特币块提取到互联网计算机来验证和跟踪比特币区块链。 一旦区块链上的后续区块中有足够的工作量，交易及其 UTXO 就可以撤回并根据要求提供；

对于功能（3），互联网计算机必须建立一个出站通信通道（channel），基于该通道，来自比特币智能合约容器的出站交易可以可靠地发送到比特币网络。

Threshold ECDSA 在功能上完全独立于比特币，作为 IC 上的独立功能构建，通过它获取公钥并签署交易 API，从而允许支持比特币的智能合约。

就IC网络本身的易用性而言，按照目前的计划，所有使用比特币网络的API调用都是异步的。 值得注意的是，此设置中的异步调用速度非常快，因为发送比特币的交易在功能上应该在同一子网上运行，并且没有跨子网延迟。

▍如何查看比特币网络状态

互联网计算机从其他网络引入块并验证其正确性（格式、难度等），并在一定数量的确认后处理交易以确保最终性。 由于互联网计算机上的副本直接从比特币网络提取区块，因此安全性取决于互联网计算机和比特币网络的正常运行，仅此而已。 比特币的状态主要用于跟踪每个已加载比特币的当前余额。

但是，比特币和以太坊的节点不会在副本上运行，只是在副本上配置了特殊的适配器，从比特币和以太坊的 P2P 网络中获取区块。 适配器将与其主网络处于相同的共识之下，因此副本将具有相同的状态，并且系统将保持所需的安全属性。

互联网计算机和比特币网络之间的中继以尽可能分散的方式在 IC 节点上实现：IC 子网中支持比特币集成的每个节点将随机连接到比特币网络的一组节点。 这种方法还允许交易以高度分散的方式快速分散到比特币网络的多个节点。

在一个相关的安全问题上，DFINITY 计划对执行危险任务的代码进行沙箱处理，例如在高度受限的沙箱中解析不受信任的内容，这样即使有人通过提供恶意网络（例如，我们连接到攻击者的比特币节点）来响应成功发起了远程代码执行攻击调查比特币的接受和使用情况实践，他们无法突破沙箱造成任何真正的破坏。

Bitcoin's() 在适配器的 API 中有解释。 对于API返回的比特币地址，可以从UTXO集合中获取一定总量作为UTXO元数据，比特币的确定性将进一步抽象为账户模型下的余额。

▍整合比特币后

上面提到的适配器网络架构是用非常通用的方式构建的。 所有这些功能都在一个统一的架构中提供，该架构是 I2C 协议栈的一部分。 所以比特币调查报告，除了比特币整合之外，还可以用于多种目的：

不同的协议（BTC、ETH、http、TCP...）将共享大部分架构组件，例如在网络级别，每个协议都有自己的协议适配器。 这样，我们可以保持架构高度模块化但功能强大，尽可能少地与 I2C 协议耦合。

目前的计划是先整合比特币，再整合以太坊。 我们将为这些区块链引入特定代码，例如连接比特币或以太坊 P2P 网络的专用适配器。 目前仅添加了对这两个区块链的支持。 如果整合取得巨大成功并受到社区和其他网络的要求，我们当然可以对其进行投票。

与比特币的集成将为启用外部 HTTP 调用的功能奠定基础，DFINITY 可能会在明年开始开发。

▍最新动态： 9月15日更新： 9月22日更新： 10月4日更新： 10月19日更新： 10月31日更新： 11月4日更新： 11月6日更新： 11月12日更新： 11月19日更新： 更新于11 月 20 日：11 月 26 日更新：

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