Исследование Программируемости экосистемы Биткойн

Биткойн как текущая наиболее ликвидная и безопасная блокчейн-система привлекает внимание большого количества разработчиков к своей Программируемость и проблемам масштабируемости. Благодаря внедрению различных решений, таких как ZK, DA, сайдчейн, rollup, restaking и другим, экосистема Биткойн встречает новый пик процветания, становясь основным фокусом этого бычьего рынка.

Однако многие проектные решения продолжают опыт масштабирования таких платформ, как Эфириум, и в основном полагаются на централизованные кроссчейн-мосты, что становится потенциальной слабостью системы. Лишь несколько решений разработаны с учетом особенностей Биткойна, что связано с трудностью разработки самого Биткойна. Биткойн по нескольким причинам не может напрямую выполнять смарт-контракты, как Эфириум:

1. Язык сценариев Биткойна ограничивает Тьюринг-полноту по соображениям безопасности, что делает невозможным выполнение сложных смарт-контрактов.
2. Биткойн блокчейн хранит данные, ориентируясь на простые транзакции и не оптимизирован для сложных смарт-контрактов.
3. У Биткойна отсутствует виртуальная машина для выполнения смарт-контрактов.

В 2017 году обновление SegWit( с использованием изоляционного свидетельства ) увеличило лимит размера блока; обновление Taproot в 2021 году реализовало верификацию пакетной подписи, что повысило эффективность обработки транзакций. Эти обновления создали условия для Программируемость Биткойна.

В 2022 году разработчик Кейси Родармор предложил «Теорию Ордналов», в которой описана схема нумерации Сатоши, что позволяет встраивать произвольные данные в сделки с Биткойном, предоставляя новые идеи для приложений, таких как умные контракты.

В настоящее время большинство проектов, расширяющих Программируемость Биткойна, зависят от вторичных сетей (L2), что требует от пользователей доверия к кросс-цепочечным мостам, что становится препятствием для получения пользователей и ликвидности на L2. Кроме того, Биткойн не имеет родной виртуальной машины или Программируемости, что делает невозможным осуществление связи между L2 и L1 без дополнительных предположений о доверии.

RGB, RGB++ и Arch Network пытаются исходить из родных свойств Биткойна, улучшая его Программируемость различными способами:

1. RGB реализует смарт-контракты через верификацию вне цепи, фиксируя изменения состояния в UTXO Биткойна. Несмотря на преимущества конфиденциальности, использование сложное и отсутствует комбинируемость контрактов, что замедляет развитие.

2. RGB++ на основе RGB использует полностью программируемую UTXO-цепь для обработки данных вне цепи и смарт-контрактов, обеспечивая безопасность через однородную привязку к Биткойн.

3. Arch Network предоставляет Биткойн оригинальное решение для смарт-контрактов, создавая ZK виртуальную машину и сеть валидаторов, записывая изменения состояния в транзакции Биткойна через агрегацию транзакций.

RGB

RGB — это ранняя идея расширения смарт-контрактов в сообществе Биткойн, которая использует UTXO для упаковки и записи данных состояния, предоставляя важные идеи для последующего нативного масштабирования.

RGB использует верификацию вне цепи, перемещая проверку трансфера токенов с уровня консенсуса на внецепную верификацию, выполняемую определенными клиентами, связанными с транзакциями. Это снижает требования к широковещательной передаче по сети, усиливает конфиденциальность и эффективность, но также делает третьи стороны невидимыми, операции сложными и увеличивает трудности разработки.

RGB вводит концепцию одноразовых пломб, каждый UTXO может быть использован только один раз, он блокируется при создании и разблокируется при расходовании. Состояние смарт-контракта упаковано в UTXO и управляется пломбой, что обеспечивает эффективный механизм управления состоянием.

RGB++

RGB++ основан на концепции RGB и развивается на основе привязки UTXO. Он использует Turing-полную цепочку UTXO для обработки данных вне цепи и смарт-контрактов, улучшая Программируемость Биткойна и обеспечивая безопасность через однородное связывание BTC.

RGB++ использует полностью программируемую UTXO цепь в качестве теневой цепи, обрабатывая данные вне цепи и смарт-контракты. Эта цепь может выполнять сложные смарт-контракты и связана с UTXO Биткойна, что увеличивает программируемость и гибкость системы. UTXO Биткойна и UTXO теневой цепи являются изоморфными, что обеспечивает согласованность состояния и активов между двумя цепями и гарантирует безопасность транзакций.

RGB++ расширение поддерживает все полностью программируемые UTXO цепи, улучшая межцепочечную совместимость и ликвидность активов. Реализуя безмостовой межцепочечный обмен с помощью UTXO гомоморфного связывания, оно предотвращает проблемы с "фальшивыми токенами", обеспечивая подлинность и согласованность активов.

Онлайн-проверка через теневую цепь упрощает процесс проверки клиента в RGB++. Пользователям достаточно проверить транзакции, связанные с теневой цепью, чтобы подтвердить правильность вычисления состояния RGB++. Этот метод упрощает процесс проверки, оптимизирует пользовательский опыт и избегает сложного управления UTXO в RGB.

Сеть Arch

Сеть Arch в основном состоит из Arch zkVM и сети узлов верификации, использующих нулевое знание и децентрализованную сеть верификации для обеспечения безопасности и конфиденциальности смарт-контрактов, проще в использовании, чем RGB, и не требует связывания с другой UTXO-цепью, как RGB++.

Arch zkVM использует RISC Zero ZKVM для выполнения смарт-контрактов и генерации нулевых доказательств, которые проверяются сетью децентрализованных узлов. Система работает на основе модели UTXO, завертывая состояние смарт-контрактов в State UTXOs, что повышает безопасность и эффективность.

Активы UTXOs представляют собой Биткойн или другие токены и могут управляться через делегирование. Сеть верификации случайным образом выбирает лидирующий узел для проверки содержимого ZKVM, используя схему подписания FROST для агрегирования подписей узлов, а затем окончательно транзакция транслируется в сеть Биткойна.

Arch zkVM предоставляет Биткойн тьюринг-полную виртуальную машину, выполняющую сложные смарт-контракты. После каждого выполнения контракта генерируется доказательство с нулевым разглашением для проверки корректности контракта и изменения состояния.

Arch использует модель UTXO Биткойна, состояние и активы инкапсулированы в UTXO, а переход состояния осуществляется через концепцию однократного использования. Данные состояния смарт-контрактов записываются как state UTXOs, а оригинальные данные активов записываются как Asset UTXOs. Arch гарантирует, что каждый UTXO может быть потрачен только один раз, обеспечивая безопасное управление состоянием.

Arch требует проверки сети узлов. В каждом Эпохе система случайным образом выбирает узел Лидера на основе доли, отвечающий за распространение информации. Все доказательства проверяются децентрализованной сетью узлов, что обеспечивает безопасность системы и антикоррупционность, а также генерирует подпись для узла Лидера. После подписания транзакции необходимыми узлами они могут быть распространены в сети Биткойн.

Заключение

RGB, RGB++ и Arch Network имеют свои особенности в дизайне программируемости Биткойна, продолжая идею привязки UTXO. Одноразовая аутентификационная функция UTXO лучше подходит для записи состояния смарт-контрактов.

Однако эти решения также сталкиваются с проблемами, такими как плохой пользовательский опыт, длительная задержка подтверждения и низкая производительность. Arch и RGB в основном расширяют функциональность, но не улучшают производительность; RGB++ улучшает пользовательский опыт за счет введения высокопроизводительной цепочки UTXO, но добавляет дополнительные предположения о безопасности.

С увеличением числа разработчиков, присоединяющихся к сообществу Биткойн, мы увидим больше решений для масштабирования, таких как предложение обновления op-cat, которое активно обсуждается. Решения, соответствующие врожденным свойствам Биткойн, стоит обратить внимание, метод привязки UTXO является эффективным способом расширения Программируемость без обновления сети. Если удастся решить проблемы с пользовательским опытом, это станет значительным шагом вперед для смарт-контрактов Биткойн.