UTXO Binding: Explaining the BTC smart contract solutions RGB, RGB++ and Arch Network

Introduction

BTC est actuellement la blockchain la plus liquidité et la plus sûre. Après l’explosion de l’inscription, l’écosystème BTC a attiré un grand nombre de développeurs, qui ont rapidement suivi les problèmes de programmabilité et de scalabilité de BTC. En introduisant des approches différentes telles que ZK, DA, sidechain, rollup, restaking, etc., la prospérité de l’écosystème BTC atteint de nouveaux sommets, devenant ainsi le principal scénario du marché haussier en cours.

Cependant, dans ces conceptions, beaucoup d’entre elles sont basées sur l’expérience de mise à l’échelle des contrats intelligents tels que ETH, et doivent dépendre de bridges cross-chain centralisés, ce qui constitue un point faible du système. Peu de solutions sont conçues en fonction des caractéristiques de BTC lui-même, ce qui est lié à une expérience de développement peu conviviale pour BTC lui-même. Pour diverses raisons, il ne peut pas exécuter de contrats intelligents comme Ethereum :

• Le langage de script de BTC limite la complétude de Turing pour des raisons de sécurité, ce qui signifie qu’il ne peut pas exécuter de contrat intelligent comme Ethereum.
• En même temps, le stockage de la blockchain BTC est conçu pour des transactions simples et n’est pas optimisé pour les smart contracts complexes.
• Le plus important est que BTC n’a pas de Machine virtuelle pour exécuter les smart contracts.

En 2017, l’introduction de SegWit (Segregated Witness) a augmenté la limite de taille du bloc BTC ; la mise à niveau Taproot de 2021 rend la vérification des signatures en masse possible, permettant ainsi de traiter les transactions plus facilement et plus rapidement (déverrouillage des échanges atomiques, des portefeuilles multi-signatures et des paiements conditionnels). Tout cela rend possible la programmabilité de BTC.

En 2022, le développeur Casey Rodarmor a proposé sa «Théorie ordinale», qui décrit le schéma de numérotation de Satoshi, permettant d’incorporer n’importe quelle donnée telle que des images dans les transactions BTC, ouvrant de nouvelles possibilités pour intégrer des informations d’état et des métadonnées off-chain dans BTC, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour les applications telles que les Smart Contracts qui nécessitent un accès et une vérification des données d’état.

Actuellement, la plupart des projets visant à étendre la programmabilité de BTC dépendent du réseau de couche 2 (L2) de BTC, ce qui oblige les utilisateurs à faire confiance aux ponts cross-chain, ce qui constitue un grand défi pour l’obtention des utilisateurs et de la Liquidité de L2. De plus, BTC manque actuellement d’une Machine virtuelle native ou de programmabilité, ce qui l’empêche de communiquer entre L2 et L1 sans supposer de confiance supplémentaire.

Arch Network, RGB and RGB++ all attempt to enhance the programmability of BTC from its native properties, and provide the ability for Smart Contracts and complex transactions through different methods:

• RGB est une solution de Smart Contract vérifiée par le client off-chain, et les changements d’état du Smart Contract sont enregistrés dans le BTC UTXO. Bien qu’il présente certains avantages en termes de confidentialité, son utilisation est fastidieuse et manque de la combinaison de contrats, ce qui rend son développement actuel très lent.
• RGB++ est une autre voie d’extension de Nervos basée sur la réflexion de RGB, qui repose toujours sur la liaison UTXO, mais en faisant de la chaîne elle-même un validateur de client doté de consensus, cela fournit une solution de cross-chain Interaction de metadata d’actifs, et permet la transition de n’importe quelle structure de chaîne UTXO.
• Arch Network fournit une solution Smart Contract native pour BTC, créant une machine virtuelle ZK et un réseau de validateursNœud correspondant, en enregistrant les changements d’état et les étapes d’actif à travers des transactions agrégées dans les transactions BTC.

Arch Network

Le réseau ARCH est principalement composé de l’Arch zkVM et du réseau de validation des nœuds Arch, qui utilisent les preuves de connaissance nulle (zk-proofs) et la décentralisation pour garantir la sécurité et la confidentialité des smart contracts. Il est plus convivial que RGB et ne nécessite pas de chaîne UTXO supplémentaire comme RGB++.

ARCH zkVM utilise RISC Zero ZKVM pour exécuter des smart contracts et générer des preuves de connaissance nulle, vérifiées par le réseau de nœuds décentralisés. Le système fonctionne sur le modèle UTXO, encapsulant l’état des smart contracts dans les UTXO d’état pour une sécurité et une efficacité accrues.

Les UTXOs d’actifs sont utilisés pour représenter BTC ou d’autres jetons et peuvent être gérés par délégation. Le réseau de vérification Arch vérifie le contenu de ZKVM en le faisant valider par un nœud leader sélectionné au hasard, puis agrège les signatures des nœuds à l’aide du schéma de signature FROST, et finalement diffuse les transactions vers le réseau BTC.

ARCH zkVM fournit une machine virtuelle Turing complet pour BTC, capable d’exécuter des smart contracts complexes. Après chaque exécution de smart contract, ARCH zkVM génère des preuves de connaissance nulle, utilisées pour vérifier la validité du contrat et les changements d’état.

ARCH Le modèle UTXO de BTC est également utilisé, l’état et les actifs sont encapsulés dans UTXO et la transition d’état est réalisée par le concept d’utilisation unique. Les données d’état du contrat intelligent sont enregistrées comme état. UTXOs, tandis que les actifs de données d’origine sont enregistrés en tant qu’UTXOs d’actifs. ARCH garantit que chaque UTXO ne peut être dépensé qu’une seule fois, assurant ainsi une gestion sécurisée de l’état.

**Arch Bien qu’il n’y ait pas de structure de chaîne de blocs innovante, un réseau de validation Nœud est également nécessaire. **Dans chaque Arch Epoch Pendant cette période, le système sélectionnera aléatoirement un nœud Leader Nœud en fonction des droits, et ce dernier sera responsable de la diffusion des informations reçues à tous les autres validateurs Nœud du réseau. Tous les preuves zk Toutes les transactions sont vérifiées par le réseau de nœuds de décentralisation pour garantir la sécurité et l’anti-censure du système, et générer une signature pour le nœud leader. Une fois que la transaction est signée par le nombre requis de nœuds, elle peut être diffusée sur le réseau Bitcoin.

RGB

RGB est une extension précoce des contrats intelligents dans la communauté BTC, qui enregistre les données d’état par le biais d’une encapsulation UTXO, fournissant ainsi une idée importante pour l’extension native ultérieure de BTC.

RGB utilise la méthode de validation off-chain pour déplacer la validation du transfert de Jeton de la couche de consensus de Bitcoin (BTC) vers off-chain, où elle est vérifiée par un client spécifique lié à la transaction. Cette méthode réduit la nécessité de diffusion à l’ensemble du réseau, renforçant ainsi la confidentialité et l’efficacité. Cependant, cette amélioration de la confidentialité est également un double tranchant. En limitant la participation à la validation aux Nœuds spécifiquement liés à la transaction, cela renforce la protection de la confidentialité mais rend les tiers invisibles, ce qui complique et rend difficile le processus opérationnel et entraîne une expérience utilisateur médiocre.

De plus, RGB a introduit le concept de sceau à usage unique. Chaque UTXO ne peut être dépensé qu’une seule fois, ce qui équivaut à verrouiller lors de la création de l’UTXO et à déverrouiller lors de sa dépense. L’état du Smart Contract est encapsulé par UTXO et géré par des sceaux, fournissant ainsi un mécanisme efficace de gestion de l’état.

RGB++

RGB++ est une autre voie d’extension de Nervos dans l’esprit de RGB, toujours basée sur la liaison UTXO.

RGB++ utilise la chaîne UTXO Turing complète (comme CKB ou d’autres chaînes) pour traiter les données hors chaîne et les contrats intelligents, améliorant ainsi la programmabilité de BTC, et garantissant la sécurité par le biais du liage isomorphique de BTC.

RGB++ utilise une chaîne UTXO Turing complet. En utilisant une chaîne UTXO Turing complet comme une chaîne fantôme, comme CKB, RGB++ peut gérer les données off-chain et les smart contracts. Cette chaîne peut non seulement exécuter des smart contracts complexes, mais aussi être liée à l’UTXO de BTC, augmentant ainsi la programmabilité et la flexibilité du système. De plus, l’UTXO de BTC et l’UTXO de la chaîne fantôme sont liés de manière isomorphe, assurant la cohérence de l’état et des actifs entre les deux chaînes, garantissant ainsi la sécurité des transactions.

En plus de cela, RGB++ s’étend désormais à tous les UTXO chaînes Turing complet, plus limitées à CKB, améliorant ainsi l’Interaction cross-chain et la Liquidité des actifs. Ce support multi-chaînes permet à RGB++ de s’associer à n’importe quelle chaîne UTXO Turing complet, renforçant ainsi la flexibilité du système. De plus, RGB++ réalise une Interaction cross-chain sans ponts grâce à l’homomorphisme UTXO, évitant ainsi les problèmes de “fausse monnaie” associés aux ponts cross-chain traditionnels, garantissant ainsi l’authenticité et la cohérence des actifs.

En utilisant la vérification off-chain via la sidechain, RGB++ simplifie le processus de vérification du client. Les utilisateurs n’ont qu’à vérifier les transactions off-chain associées à la sidechain pour vérifier si le calcul de l’état de RGB++ est correct. Ce mode de vérification off-chain simplifie non seulement le processus de vérification, mais améliore également l’expérience utilisateur. En utilisant une sidechain Turing complet, RGB++ évite la gestion complexe des UTXO de RGB, offrant une expérience plus simple et conviviale.

Conclusion

En termes de conception de programmation BTC, RGB, RGB++ et Arch Network ont leurs propres caractéristiques, mais ils continuent tous sur la voie de l’UTXO lié, et les propriétés d’authentification à usage unique de l’UTXO sont plus adaptées à l’utilisation des smart contracts pour enregistrer l’état.

Mais ses inconvénients sont également très évidents, à savoir une mauvaise expérience utilisateur, une latence de confirmation et des performances faibles similaires à celles du BTC, c’est-à-dire une expansion des fonctionnalités sans amélioration des performances, ce qui est particulièrement évident dans Arch et RGB ; tandis que la conception de RGB++, bien qu’elle offre une meilleure expérience utilisateur en introduisant une chaîne UTXO à plus haute performance, pose également des hypothèses de sécurité supplémentaires.

Avec la participation de plus en plus de développeurs dans la communauté BTC, nous verrons plus de solutions de mise à l’échelle, comme la proposition de mise à niveau op-cat, qui est également en discussion active. Cependant, il est essentiel de suivre les solutions qui correspondent aux caractéristiques natives de BTC. La méthode de liaison UTXO est la manière la plus efficace d’étendre les méthodes de programmation BTC sans mettre à niveau le réseau BTC. Tant que les problèmes d’expérience utilisateur peuvent être résolus, cela représentera un énorme progrès pour les smart contracts BTC.