Новые исследования смарт-контрактов Биткойн: RGB, RGB++ и Arch Network

Биткойн как лучшая по ликвидности и самой безопасной сеть в области блокчейна привлек большое количество разработчиков после бума на мемы. Эти разработчики быстро осознали программируемость Биткойна и проблемы масштабируемости и начали исследовать различные решения, такие как нулевые знания, доступность данных, сайдчейны, роллап и повторная ставка. Эти инновации сделали экосистему Биткойна все более процветающей, став основным фокусом текущего бычьего рынка.

Однако многие решения заимствовали опыт масштабирования платформ смарт-контрактов, таких как Эфириум, часто полагаясь на централизованные кроссчейн-мосты, что стало потенциальной слабостью системы. Немногие решения основаны на характеристиках самого Биткойна, что связано со сложностью среды разработки Биткойна. Биткойн сложно заставить работать смарт-контракты, основные причины включают:

1. Язык сценариев Биткойна ограничивает тьюрингом, чтобы обеспечить безопасность.
2. Биткойн блокчейн хранит данные, предназначенные для простых транзакций, не оптимизирован для сложных смарт-контрактов.
3. Биткойн недостаточно для работы смарт-контрактов.

В последние годы сеть Биткойн пережила важные обновления. В 2017 году сегрегация свидетельства (SegWit) увеличила лимиты размера блока; обновление Taproot в 2021 году обеспечило верификацию пакетных подписей, упростив операции, такие как атомарные обмены, мультиподписные кошельки и условные платежи. Эти достижения открыли новые пути для программируемости Биткойн.

В 2022 году разработчик Кейси Родармор предложил "Теорию ординалов", описывающую схему нумерации Сатоши, позволяющую встраивать изображения и любые другие данные в транзакции Биткойн. Это открыло новые возможности для прямого встраивания информационного состояния и метаданных в блокчейн Биткойн, создав новые идеи для приложений смарт-контрактов, которые требуют доступа к данным состояния и их проверки.

В настоящее время большинство проектов, расширяющих программные возможности Биткойна, полагаются на сети второго уровня (L2), что требует от пользователей доверия к кроссчейновым мостам и становится основной преградой для L2 в привлечении пользователей и ликвидности. Кроме того, Биткойн лишен родной виртуальной машины или программируемости, что не позволяет осуществлять связь между L2 и L1 без добавления дополнительных предположений о доверии.

RGB, RGB++ и Arch Network пытаются улучшить программируемость Биткойна, исходя из его врожденных свойств, предоставляя смарт-контракты и сложные торговые возможности различными способами:

1. RGB - это смарт-контракты решение, которое проверяется через оффлайн-клиент и записывает изменения состояния контракта в UTXO Биткойна. Хотя оно имеет определенные преимущества в области конфиденциальности, оно сложное в использовании, не хватает совместимости контрактов и развивается довольно медленно.

2. RGB++ является еще одним расширением на основе идеи RGB, по-прежнему основанным на привязке UTXO, но рассматривает саму цепь как клиента-валидатора с консенсусом, предоставляя решение для кросс-цепочных мета-данных активов, поддерживающее перемещение активов любой структуры UTXO.

3. Arch Network предоставляет нативное решение для смарт-контрактов для Биткойн, создав ZK виртуальную машину и сеть валидаторов, фиксируя изменения состояния и записи активов в транзакциях Биткойн через агрегацию транзакций.

! UTXO Binding: подробное объяснение схем смарт-контрактов BTC: RGB, RGB++ и Arch Network

RGB

RGB является ранним подходом к расширению смарт-контрактов в сообществе Биткойна, который использует UTXO для упаковки и записи данных состояния, что заложило важную основу для последующего родного масштабирования Биткойна.

RGB использует метод верификации вне цепи, перемещая проверку перевода токена с уровня консенсуса Биткойна на внецепочные механизмы, где проверяются только определенные клиенты, связанные с транзакцией. Это снижает потребность в широковещательной передаче по сети, повышая уровень конфиденциальности и эффективности. Однако такой способ повышения конфиденциальности также является двусторонним мечом. Позволяя только определенным узлам, связанным с транзакцией, участвовать в верификации, хотя и усиливается конфиденциальность, это делает действия невидимыми для третьих лиц, что усложняет фактические операции и разработку, а также ухудшает пользовательский опыт.

RGB ввел концепцию одноразовой запечатывающей ленты. Каждый UTXO может быть потрачен только один раз, что эквивалентно блокировке при создании и разблокировке при расходовании. Состояние смарт-контрактов инкапсулируется в UTXO и управляется запечатывающей лентой, что обеспечивает эффективный механизм управления состоянием.

RGB++

RGB++ является еще одним расширением на основе концепции RGB, по-прежнему основанным на привязке UTXO.

RGB++ использует Тьюринг-полную UTXO-цепь (например, CKB или другие цепи) для обработки оффчейн данных и смарт-контрактов, что дополнительно повышает программируемость Биткойна и обеспечивает безопасность через гомоморфное связывание BTC.

RGB++ использует Turing-complete UTXO-цепь. Используя такие Turing-complete UTXO-цепи, как CKB, в качестве цепи теней, RGB++ может обрабатывать данные вне цепи и смарт-контракты. Эта цепь не только может выполнять сложные смарт-контракты, но и может быть связана с UTXO Биткойна, что увеличивает программируемость и гибкость системы. UTXO Биткойна и UTXO цепи теней гомоморфно связаны, что обеспечивает согласованность состояния и активов между двумя цепями и гарантирует безопасность транзакций.

RGB++ расширяется на все Turing-полные UTXO-цепочки, более не ограничиваясь CKB, что повышает межцепочечную совместимость и ликвидность активов. Эта поддержка нескольких цепочек позволяет RGB++ интегрироваться с любой Turing-полной UTXO-цепочкой, увеличивая гибкость системы. В то же время RGB++ реализует безмостовой межцепочечный обмен через UTXO-изоморфные привязки, что позволяет избежать проблемы "фальшивых токенов" и гарантирует подлинность и согласованность активов.

Проверка верификации в цепочке с помощью теневой цепи, RGB++ упрощает процесс верификации клиента. Пользователям достаточно проверить соответствующие транзакции на теневой цепи, чтобы подтвердить правильность вычисления состояния RGB++. Этот способ верификации в цепочке не только упрощает процесс верификации, но и оптимизирует пользовательский опыт. Благодаря использованию тьюринг-полной теневой цепи, RGB++ избегает сложного управления UTXO RGB, предлагая более упрощенный и удобный для пользователя опыт.

! UTXO Binding: подробное объяснение решений смарт-контрактов BTC: RGB, RGB++ и Arch Network

Сеть Arch

Сеть Arch в основном состоит из Arch zkVM и сети валидационных узлов Arch, использует нулевые доказательства и децентрализованную сеть валидации для обеспечения безопасности и конфиденциальности смарт-контрактов, более удобна, чем RGB, и не требует привязки к другой UTXO-сети, как RGB++.

Arch zkVM использует RISC Zero ZKVM для выполнения смарт-контрактов и генерации нулевых доказательств, которые проверяются сетью децентрализованных узлов. Эта система работает на основе модели UTXO, заключая состояние смарт-контрактов в State UTXOs для повышения безопасности и эффективности.

Активы UTXOs используются для представления Биткойн или других токенов и могут управляться через делегирование. Сеть Arch проверяет содержимое ZKVM с помощью случайно выбранных узлов-лидеров и использует схему подписи FROST для агрегации подписей узлов, в конечном итоге транзакция передается в сеть Биткойн.

Arch zkVM предоставляет Биткойн с полнофункциональной виртуальной машиной, способной выполнять сложные смарт-контракты. После каждого выполнения контракта Arch zkVM генерирует доказательство нулевого разглашения для проверки правильности контракта и изменения состояния.

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

Хотя Arch не внедрил новую структуру блокчейна, он требует проверку сети узлов. В течение каждого Epoch Arch система случайным образом выбирает узел-Лидера на основе доли, который отвечает за распространение полученной информации среди всех других узлов-проверяющих в сети. Все доказательства с нулевым знанием проверяются децентрализованной сетью узлов-проверяющих, что обеспечивает безопасность системы и устойчивость к цензуре, и генерирует подпись для узла-Лидера. Как только транзакция подписана необходимым количеством узлов, она может быть распространена в сети Биткойн.

! Привязка UTXO: подробное объяснение решений для смарт-контрактов BTC RGB, RGB++ и Arch Network

Заключение

RGB, RGB++ и Arch Network имеют свои особенности в дизайне программируемости Биткойн и продолжают идею привязки UTXO. Атрибуты одноразового использования UTXO более подходят для записи состояния смарт-контрактов.

Тем не менее, у этих решений есть явные недостатки, такие как плохой пользовательский опыт, задержка подтверждения, аналогичная Биткойну, и низкая производительность. Они в основном расширили функциональность, но не улучшили производительность, что особенно заметно в Arch и RGB. Хотя дизайн RGB++ предлагает лучший пользовательский опыт за счет введения высокопроизводительной UTXO-цепочки, это также связано с дополнительными предположениями безопасности.

С увеличением числа разработчиков, присоединяющихся к сообществу Биткойн, мы увидим больше решений по масштабированию, таких как предложение о модернизации op-cat, которое активно обсуждается. Решения, соответствующие природным свойствам Биткойн, заслуживают особого внимания. Метод привязки UTXO является самым эффективным способом расширения его программирования без модернизации сети Биткойн. Если удастся решить проблемы с пользовательским опытом, это станет значительным шагом вперед для смарт-контрактов Биткойн.