Развитие Программируемости экосистемы Биткойн

Биткойн как наиболее ликвидная и безопасная блокчейн-система привлекла множество разработчиков после бума мемов. Они быстро обратили внимание на Программируемость Биткойна и проблемы масштабируемости. Внедряя различные решения, такие как ZK, DA, боковые цепи, rollup и restaking, экосистема Биткойна встречает новое время процветания, становясь главной темой текущего бычьего рынка.

Однако многие проекты продолжают использовать опыт масштабируемости таких платформ, как Эфириум, и часто зависят от централизованных кросс-чейн мостов, что становится потенциальной слабостью системы. Очень мало решений разработаны на основе особенностей Биткойна, что связано с неудобным опытом разработки Биткойна. Биткойн сложно запускать смарт-контракты, основные причины включают:

1. Язык скриптов Биткойна ограничивает Тьюринг-полноту для обеспечения безопасности.
2. Биткойн блокчейн хранит данные, предназначенные для простых транзакций, не оптимизирован для сложных смарт-контрактов.
3. Биткойн лишен виртуальной машины для выполнения смарт-контрактов.

Изоляция свидетельств 2017 года ( SegWit ) расширила ограничения размера блока Биткойн; обновление Taproot 2021 года сделало возможной проверку массовой подписи, что упростило обработку транзакций. Эти обновления проложили путь для Программируемость Биткойн.

В 2022 году разработчик Кейси Родармор предложил "Теорию Ординалов", описав схему встраивания произвольных данных в транзакции Биткойна. Это открыло новые возможности для прямого встраивания информационных и метаданных в цепочку Биткойна, открыв новые перспективы для приложений, которым нужны доступные и проверяемые состояния данных.

В настоящее время большинство проектов, расширяющих Программируемость Биткойна, зависят от второго уровня сети (L2), что требует от пользователей доверия к мостам между цепями и становится основной преградой для получения пользователей и ликвидности на L2. Кроме того, Биткойн не имеет родной виртуальной машины или Программируемости, что делает невозможным установить связь между L2 и L1 без увеличения предположений о доверии.

RGB, RGB++ и Arch Network пытаются улучшить Программируемость Биткойна, исходя из его нативных свойств, предоставляя возможности для смарт-контрактов и сложных транзакций различными способами:

1. RGB является схемой смарт-контрактов, проверяемой через клиент за пределами сети, которая записывает изменения состояния контракта в UTXO Биткойна. Хотя у нее есть некоторые преимущества в области конфиденциальности, использование сложное, и не хватает программируемости контрактов, в настоящее время развитие идет медленно.

2. RGB++ — это еще одно расширение концепции RGB от Nervos, которое по-прежнему основано на привязке UTXO, но рассматривает саму цепь как клиента-валидатора с консенсусом, предлагая решение для кросс-цепочного перемещения метаданных активов и поддерживая перенос для любой структуры UTXO.

3. Arch Network предоставляет Биткойну нативное решение для смарт-контрактов, создавая ZK виртуальную машину и сеть валидаторов, записывая изменения состояния и стадии активов в транзакциях Биткойна через агрегацию транзакций.

RGB

RGB — это ранняя идея расширения смарт-контрактов в сообществе Биткойн, которая использует UTXO для инкапсуляции состояния данных и предоставляет важные идеи для дальнейшего нативного масштабирования Биткойн.

RGB использует оффлайн-верификацию, перемещая проверку передачи токенов с уровня консенсуса Биткойн на оффлайн, где проверяется определенными клиентами, связанными с транзакциями. Это снижает потребность в широковещательной передаче по сети, улучшая конфиденциальность и эффективность. Однако этот способ улучшения конфиденциальности также является мечом с двумя лезвиями. Хотя это усиливает защиту конфиденциальности, это делает третьи стороны невидимыми, что усложняет фактические операции и затрудняет разработку, ухудшая пользовательский опыт.

RGB вводит концепцию одноразовых пломб. Каждый UTXO может быть использован только один раз, что эквивалентно блокировке при создании и разблокировке при использовании. Состояние смарт-контракта инкапсулируется через UTXO и управляется пломбой, что обеспечивает эффективный механизм управления состоянием.

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

RGB++

RGB++ является еще одним расширением Nervos, основанным на идее RGB, по-прежнему базируясь на привязке UTXO.

RGB++ использует Тьюрингово полное UTXO-цепь (например, CKB или другие цепи) для обработки внецепочных данных и смарт-контрактов, тем самым повышая Программируемость Биткойна и обеспечивая безопасность через гомоморфное связывание BTC.

RGB++ использует Turing-полную UTXO-цепь в качестве теневой цепи, что позволяет выполнять сложные смарт-контракты и связываться с UTXO Биткойна, увеличивая программируемость и гибкость системы. UTXO Биткойна и UTXO теневой цепи гомоморфно связаны, что обеспечивает согласованность состояния и активов между двумя цепями, гарантируя безопасность транзакций.

RGB++ расширяется на все Тьюринг-полные UTXO-цепочки, увеличивая межцепочечную совместимость и ликвидность активов. Эта поддержка многосетей усиливает гибкость системы. В то же время, благодаря гомоморфной привязке UTXO реализуется межцепочечная связь без мостов, избегая проблемы "фальшивых токенов" и обеспечивая подлинность и согласованность активов.

Проверка в цепочке через теневую цепь упрощает процесс проверки клиента в RGB++. Пользователи могут проверить связанные с теневой цепью транзакции, чтобы подтвердить правильность вычисления состояния RGB++. Этот способ верификации в цепочке оптимизирует пользовательский опыт. Использование тьюринг-полной теневой цепи избегает сложного управления UTXO в RGB, обеспечивая более упрощенный и удобный для пользователя опыт.

Сеть Arch

Сеть Arch в основном состоит из Arch zkVM и сети узлов валидации Arch, используя нулевые доказательства и децентрализованную сеть валидации для обеспечения безопасности и конфиденциальности смарт-контрактов, более удобна, чем RGB, и не требует привязки к другой UTXO-цепи, 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, упаковывая состояние смарт-контрактов в State UTXOs, что повышает безопасность и эффективность.

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, используя схему подписи FROST для агрегации подписей узлов, и в конечном итоге транзакция транслируется в сеть Биткойн.

Arch zkVM предоставляет Биткойн тьюринг-полноценную виртуальную машину, способную выполнять сложные смарт-контракты. После каждого выполнения контракта генерируется нулевая доказательство, используемое для проверки правильности контракта и изменения состояния.

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

Хотя Arch не внедрил инновационную структуру блокчейна, необходима сеть узлов для верификации. В течение каждого Epoch Arch система случайным образом выбирает узел-лидера в зависимости от доли, который отвечает за распространение информации среди всех узлов-верификаторов в сети. Все zk-доказательства проверяются децентрализованной сетью узлов-верификаторов, что обеспечивает безопасность системы и устойчивость к цензуре, а также генерирует подпись для узла-лидера. Как только транзакция получает необходимое количество подписей от узлов, она может быть распространена в сети Биткойн.

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

Резюме

В дизайне Программируемость Биткойн, RGB, RGB++ и Arch Network имеют свои особенности, но все они продолжают идею привязки UTXO, а однократное использование UTXO с атрибутом аутентификации лучше подходит для записи состояния смарт-контрактов.

Однако недостатки этих решений также очевидны, в первую очередь проявляющиеся в плохом пользовательском опыте, задержке подтверждения, аналогичной Биткойн, и низкой производительности. Они лишь расширили функциональность, не повысив производительность, что более заметно в Arch и RGB. RGB++ предлагает лучший пользовательский опыт, вводя высокопроизводительную UTXO-цепь, но также вводит дополнительные предположения о безопасности.

С увеличением числа разработчиков, присоединяющихся к сообществу Биткойна, мы увидим больше решений для масштабирования, таких как предложение об обновлении op-cat, которое активно обсуждается. Решения, соответствующие первичным свойствам Биткойна, заслуживают особого внимания. Метод привязки UTXO является самым эффективным способом расширения программируемости Биткойна без обновления сети Биткойн. Если удастся решить проблемы пользовательского опыта, это приведет к огромному прогрессу в смарт-контрактах Биткойна.