Exploración de la Programabilidad del ecosistema Bitcoin

Bitcoin como la blockchain con mayor liquidez y seguridad en la actualidad, está experimentando nuevas oportunidades de desarrollo. Con el surgimiento de la tecnología de inscripciones, una gran cantidad de desarrolladores están ingresando al ecosistema de Bitcoin y comenzando a prestar atención a su Programabilidad y problemas de escalabilidad. A través de la introducción de soluciones innovadoras como pruebas de conocimiento cero, disponibilidad de datos, cadenas laterales, rollup y re-pledging, el ecosistema de Bitcoin está experimentando una prosperidad sin precedentes, convirtiéndose en el principal punto de atención en el mercado actual.

Sin embargo, muchos planes de escalabilidad aún se basan en la experiencia de plataformas de contratos inteligentes como Ethereum, a menudo dependiendo de puentes de cadena cruzada centralizados, lo que se convierte en una debilidad potencial del sistema. Hay muy pocos planes diseñados en función de las características propias de Bitcoin, lo que está relacionado con la falta de amigabilidad de la experiencia del desarrollador de Bitcoin. Debido a su intención de diseño, Bitcoin presenta algunas limitaciones en la ejecución de contratos inteligentes:

1. El lenguaje de script de Bitcoin limita la completitud de Turing para garantizar la seguridad, no pudiendo ejecutar contratos inteligentes complejos como lo hace Ethereum.
2. El diseño de almacenamiento de la blockchain de Bitcoin se centra principalmente en transacciones simples y no está optimizado para contratos inteligentes complejos.
3. Bitcoin carece de una máquina virtual diseñada específicamente para ejecutar contratos inteligentes.

En los últimos años, la red Bitcoin ha experimentado algunas actualizaciones importantes. La segregación de testigos (SegWit) de 2017 amplió el límite de tamaño de bloque; la actualización Taproot de 2021 hizo posible la verificación de firmas masivas, mejorando así la eficiencia del procesamiento de transacciones. Estas actualizaciones han creado condiciones para la programabilidad de Bitcoin.

En 2022, el desarrollador Casey Rodarmor propuso el concepto de "Teoría Ordinal", que abre nuevas posibilidades para incrustar directamente información de estado y metadatos en la cadena de Bitcoin, lo que ofrece nuevas ideas para aplicaciones de contratos inteligentes que requieren datos de estado accesibles y verificables.

Actualmente, la mayoría de los proyectos que mejoran la Programabilidad de Bitcoin dependen de redes de segunda capa (L2), lo que requiere que los usuarios confíen en puentes entre cadenas, convirtiéndose en un gran desafío para que L2 adquiera usuarios y liquidez. Además, Bitcoin carece de una máquina virtual nativa o Programabilidad, lo que dificulta la comunicación entre L2 y L1 sin aumentar supuestos de confianza adicionales.

Algunos proyectos intentan mejorar la Programabilidad de Bitcoin a partir de sus propiedades nativas. RGB, RGB++ y Arch Network ofrecen capacidades de contratos inteligentes y transacciones complejas a través de diferentes métodos:

1. RGB implementa contratos inteligentes mediante la verificación a través de un cliente fuera de la cadena, registrando los cambios de estado en el UTXO de Bitcoin. Este método tiene ciertas ventajas de privacidad, pero es complejo de operar y carece de la programabilidad de los contratos, lo que ralentiza su desarrollo.

2. RGB++ es un esquema de expansión basado en la idea de RGB, que sigue basado en el vínculo UTXO, pero utiliza la propia blockchain como un validador de clientes con consenso, proporcionando una solución para la transferencia de activos de metadatos entre cadenas y soportando la transferencia de activos de cualquier cadena con estructura UTXO.

3. Arch Network proporciona una solución de contratos inteligentes nativos para Bitcoin, creando una máquina virtual de conocimiento cero y una red de nodos validadores correspondiente, registrando cambios de estado y activos en las transacciones de Bitcoin a través de la agregación de transacciones.

RGB utiliza un método de verificación fuera de la cadena, trasladando la verificación de la transferencia de tokens de la capa de consenso de Bitcoin a un entorno fuera de la cadena, donde es validada por clientes específicos relacionados con la transacción. Este enfoque reduce la necesidad de difusión en toda la red, mejorando la privacidad y la eficiencia. Sin embargo, esta mejora en la privacidad también ha traído problemas como la complejidad operativa y la dificultad de desarrollo, afectando la experiencia del usuario.

RGB introdujo el concepto de sellos de un solo uso, donde cada UTXO solo puede ser gastado una vez, equivalente a estar bloqueado al momento de la creación y desbloqueado al momento de gastar. El estado del contrato inteligente está encapsulado a través de UTXO y gestionado por los sellos, proporcionando un mecanismo de gestión de estado efectivo.

RGB++ utiliza una cadena UTXO Turing completa para procesar datos fuera de la cadena y contratos inteligentes, mejorando aún más la programabilidad de Bitcoin, y garantiza la seguridad mediante la vinculación isomórfica de BTC. Soporta operaciones multicadena, ya no se limita a una única cadena de bloques, mejorando la interoperabilidad entre cadenas y la liquidez de activos.

RGB++ logra el cruce de cadenas sin puentes mediante la vinculación homomórfica UTXO, evitando el problema de "monedas falsas" de los puentes tradicionales, asegurando la autenticidad y consistencia de los activos. A través de la cadena sombra para la verificación en cadena, RGB++ simplifica el proceso de verificación del cliente y optimiza la experiencia del usuario.

Arch Network está compuesto por Arch zkVM y una red de nodos de validación, utilizando pruebas de cero conocimiento y una red de validación descentralizada para garantizar la seguridad y privacidad de los contratos inteligentes. Es más fácil de usar que RGB y no requiere vincular otra cadena UTXO como RGB++.

Arch zkVM utiliza RISC Zero ZKVM para ejecutar contratos inteligentes y generar pruebas de conocimiento cero, validadas por una red de nodos de verificación descentralizados. El sistema opera basado en el modelo UTXO, encapsulando el estado del contrato inteligente en State UTXOs para mejorar la seguridad y la eficiencia.

Los UTXOs de activos se utilizan para representar Bitcoin u otros tokens, y se pueden gestionar a través de delegación. La red de verificación Arch valida el contenido de ZKVM a través de nodos líderes seleccionados aleatoriamente, utilizando el esquema de firma FROST para agregar las firmas de los nodos, y finalmente transmite la transacción a la red de Bitcoin.

En general, RGB, RGB++ y Arch Network tienen características únicas en el diseño de la programabilidad de Bitcoin, pero todos continúan con la idea de vincular UTXO. La propiedad de uso único de UTXO es más adecuada para registrar el estado de los contratos inteligentes.

Sin embargo, estos planes también tienen desventajas evidentes, como una experiencia de usuario deficiente y una mejora sustancial en el rendimiento no lograda. Arch y RGB principalmente ampliaron la funcionalidad en lugar del rendimiento; RGB++ mejoró la experiencia del usuario al introducir una cadena UTXO de alto rendimiento, pero también aumentó las suposiciones de seguridad adicionales.

Con la incorporación de más desarrolladores a la comunidad de Bitcoin, veremos más soluciones innovadoras de escalado, como la propuesta de actualización op-cat que se está discutiendo activamente. Las soluciones que se alinean con las propiedades nativas de Bitcoin merecen especial atención; el método de vinculación UTXO es una forma eficaz de ampliar su capacidad de programabilidad sin actualizar la red de Bitcoin. Siempre que se puedan resolver bien los problemas de experiencia del usuario, esto será un gran avance en el desarrollo de contratos inteligentes de Bitcoin.