Исследование программируемости экосистемы Биткойна

Биткойн как текущая самая ликвидная и безопасная блокчейн-система встречает новые возможности для развития. С возникновением технологии инскрипции большое количество разработчиков устремляется в экосистему Биткойн и начинает обращать внимание на ее Программируемость и проблемы масштабируемости. Благодаря внедрению инновационных решений, таких как нулевое знание, доступность данных, сайдчейны, роллап и повторное залоговое обеспечение, экосистема Биткойн переживает беспрецедентный рост и становится основным объектом внимания на текущем рынке.

Однако многие решения по масштабированию по-прежнему опираются на опыт таких платформ, как Эфириум, и часто зависят от централизованных кросс-цепочных мостов, что становится потенциальной слабостью системы. Очень немногие решения основаны на характеристиках Биткойна, что связано с неудобным опытом разработчиков Биткойна. Из-за изначального замысла Биткойна существуют некоторые ограничения в его способности запускать智能合约:

1. Язык сценариев Биткойна ограничен в отношении полноты Тьюринга для обеспечения безопасности и не может выполнять сложные смарт-контракты, как это делает Эфириум.
2. Хранение данных в блокчейне Биткойн в основном ориентировано на простые транзакции и не оптимизировано для сложных смарт-контрактов.
3. Биткойн не имеет специализированной виртуальной машины для выполнения смарт-контрактов.

В последние годы сеть Биткойн пережила несколько важных обновлений. Изоляция свидетельств (SegWit) в 2017 году увеличила ограничения на размер блока; обновление Taproot в 2021 году сделало возможной проверку пакетной подписи, что повысило эффективность обработки транзакций. Эти обновления создали условия для Программируемость Биткойн.

В 2022 году разработчик Кейси Родармор предложил концепцию "Ordinal Theory", которая открыла новые возможности для прямого встраивания статусной информации и метаданных в цепочку Биткойн, что предоставило новые идеи для приложений смарт-контрактов, нуждающихся в доступных и проверяемых статусных данных.

В настоящее время большинство проектов, усиливающих программируемость Биткойна, зависят от сетей второго уровня (L2), что требует от пользователей доверия к кросс-цепочным мостам, что становится большой проблемой для L2 в привлечении пользователей и ликвидности. Кроме того, Биткойн не имеет родной виртуальной машины или Программируемости, что затрудняет реализацию связи между L2 и L1 без увеличения дополнительных предположений о доверии.

Некоторые проекты пытаются улучшить свою Программируемость, исходя из исходных свойств Биткойна. RGB, RGB++ и Arch Network предоставляют возможности смарт-контрактов и сложных сделок различными способами:

1. RGB реализует смарт-контракты через верификацию вне цепи с помощью клиентской программы, записывая изменения состояния в UTXO Биткойна. Этот метод имеет определенные преимущества в области конфиденциальности, но сложен в реализации и страдает от нехватки Программируемость контрактов, что замедляет его развитие.

2. RGB++ является расширенной схемой на основе концепции RGB, которая по-прежнему основана на привязке UTXO, но использует саму блокчейн в качестве клиента-валидатора с консенсусом, предоставляя решение для кросс-цепочной передачи метаданных активов и поддерживая передачу активов любых цепочек с структурой UTXO.

3. Arch Network предоставляет Биткойн нативное решение для смарт-контрактов, создает виртуальную машину с нулевым знанием и соответствующую сеть узлов-валидаторов, агрегируя транзакции для записи изменений состояния и активов в транзакциях Биткойн.

RGB использует оффлайн-верификацию, перемещая проверку перевода токенов с уровня консенсуса Биткойн на оффлайн, где проверку выполняет специализированный клиент, связанный с транзакцией. Этот метод снижает потребность в широковещательной передаче по всей сети, повышая конфиденциальность и эффективность. Однако это улучшение конфиденциальности также привносит проблемы, такие как сложность операций и трудности в разработке, что влияет на пользовательский опыт.

RGB ввел концепцию одноразовых запечатанных штрихов, каждый UTXO может быть потрачен только один раз, что эквивалентно блокировке при создании и разблокировке при расходовании. Состояние смарт-контракта инкапсулируется в UTXO и управляется штрихом, обеспечивая эффективный механизм управления состоянием.

RGB++ использует Turing-полную UTXO-цепочку для обработки оффлайн-данных и смарт-контрактов, что дополнительно увеличивает Программируемость Биткойна и обеспечивает безопасность за счет гомоморфной привязки к BTC. Он поддерживает многосетевые операции и больше не ограничивается одной блокчейн-сетью, что повышает межсетевую совместимость и ликвидность активов.

RGB++ реализует межцепочечные связи без мостов через гомоморфную привязку UTXO, избегая проблемы "фальшивых токенов" традиционных межцепочечных мостов и обеспечивая подлинность и согласованность активов. Через теневую цепь осуществляется онлайновая проверка, RGB++ упрощает процесс проверки клиентом и оптимизирует пользовательский опыт.

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

Arch Network состоит из Arch zkVM и сети валидационных узлов, использующих нулевое знание и децентрализованную валидационную сеть для обеспечения безопасности и конфиденциальности смарт-контрактов. Он более удобен, чем RGB, и не требует привязки к другой цепочке UTXO, как RGB++.

Arch zkVM использует RISC Zero ZKVM для выполнения смарт-контрактов и генерации доказательств нулевого знания, которые проверяются сетью децентрализованных узлов. Система работает на основе модели UTXO, упаковывая 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 через случайно выбранные узлы-лидеры, используя схему подписи FROST для агрегации подписей узлов, а затем транзакция передается в сеть Биткойн.

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

В целом, RGB, RGB++ и Arch Network имеют свои особенности в дизайне Программируемость Биткойн, но все они продолжают идею привязки UTXO. Одноразовое использование UTXO более подходит для записи состояния смарт-контрактов.

Однако у этих решений также есть явные недостатки, такие как плохой пользовательский опыт и отсутствие существенного повышения производительности. Arch и RGB в основном расширили функциональность, а не производительность; RGB++ улучшил пользовательский опыт за счет введения высокопроизводительной UTXO-цепи, но также добавил дополнительные предпосылки безопасности.

С увеличением числа разработчиков, присоединившихся к сообществу Биткойна, мы увидим больше инновационных решений для масштабирования, таких как предложение по обновлению op-cat, которое активно обсуждается. Решения, соответствующие природным характеристикам Биткойна, заслуживают особого внимания. Метод привязки UTXO является эффективным способом расширения его Программируемость без обновления сети Биткойн. Если удастся решить проблемы с пользовательским опытом, это будет значительным шагом вперед в развитии смарт-контрактов Биткойна.