تُعتبر البيتكوين كأصل رقمي غير مركزي معترف به على نطاق واسع، لكن قابلية التوسع والمرونة الخاصة بها كانت دائمًا عائقًا أمام تطبيقاتها. يؤدي نموذج UTXO للبيتكوين إلى عدم وجود حالة في النظام، مما يجعل من الصعب تنفيذ حسابات معقدة تعتمد على الحالة. هذا يحد من إمكانية بناء تطبيقات لامركزية وأدوات مالية معقدة على البيتكوين.
تشمل الحلول الرئيسية الحالية لتوسيع نطاق البيتكوين قنوات الحالة، السلاسل الجانبية والتحقق من العميل. لكن هذه الحلول تعاني إلى حد ما من قيود وظيفية، وانخفاض في الأمان، أو مخاطر مركزية.
إن خطة BitVM التي تم طرحها في نهاية عام 2023 قد جلبت إمكانيات جديدة لبرمجة البيتكوين. تستخدم BitVM نصوص البيتكوين و Taproot لتحقيق Rollup المتفائل، من خلال توقيع Lamport لإنشاء ارتباطات بين UTXO، مما يحقق نصوص بيتكوين ذات الحالة. هذا يوسع بشكل كبير من المشاهد المحتملة لتطبيقات البيتكوين.
ومع ذلك، لا تزال تقنية BitVM في مرحلة مبكرة، وهناك بعض القضايا التي تحتاج إلى تحسين فيما يتعلق بالكفاءة والأمان. ستستكشف هذه المقالة بعض الاتجاهات الممكنة للتحسين، من أجل زيادة فعالية BitVM.
2. مبدأ BitVM
يهدف BitVM إلى تحقيق وظائف العقود خارج السلسلة لبيتكوين. من خلال توقيع Lamport لمرة واحدة، تجعل BitVM نصوص بيتكوين تتمتع بالحالة، مما يسمح لمختلف النصوص بمشاركة نفس قيم المتغيرات. يتم إجراء حسابات BitVM خارج السلسلة، بينما يتم التحقق من النتائج على السلسلة.
مثل Rollup المتفائل، يعتمد BitVM على إثبات الاحتيال وبروتوكول التحدي والاستجابة، ولكن دون الحاجة إلى تعديل قواعد إجماع البيتكوين. تشمل مكوناته الأساسية:
تعهد الدائرة: تجميع البرنامج إلى دائرة ثنائية والتعهد بها في عنوان Taproot
التحديات والاستجابة: تحقيق ذلك من خلال توقيع مسبق لسلسلة من المعاملات
آلية العقوبات: فرض عقوبات على الموثقين الذين يقدمون إعلانات غير صحيحة
3. خطة تحسين BitVM
3.1 تقليل عدد التفاعلات OP بناءً على ZK
ن考虑引入 إثباتات المعرفة الصفرية لتقليل عدد التحديات في BitVM وزيادة الكفاءة. تعقيد خوارزمية تحقق إثبات المعرفة الصفرية ثابت، مقارنةً بطريقة القسمة الثنائية لفتح الخوارزمية الأصلية، فإن تعقيد الحساب أقل.
يمكن استكشاف بناء ZK Fraud Proof，实现 On-Demand ZK Proof. في هذا النموذج، يتم إنشاء ZK Proof فقط عند حدوث تحدي، مما يحافظ على تفاؤل تصميم Rollup الشامل، وفي الوقت نفسه يقلل من تكاليف الحساب.
3.2 توقيع لمرة واحدة صديق للبيتكوين
توقيع لامبورت هو المكون الأساسي لـ BitVM، لكنه يتمتع بأطوال توقيع ومفتاح عام طويلة. يمكن النظر في استخدام خطة توقيع لمرة واحدة من وينترنيتس، حيث يمكن تقصير طول المفتاح العام والتوقيع بحوالي 4 مرات عند d=15، على الرغم من أن تعقيد التحقق من التوقيع سيزداد، إلا أن ذلك سيقلل من تكاليف المعاملات بشكل عام.
يمكن استكشاف حلول توقيع لمرة واحدة أكثر كفاءة في المستقبل ، مع التعبير عن ذلك من خلال نصوص البيتكوين.
3.3 دالة هاش صديقة للبيتكوين
لا يدعم شبكة البيتكوين الحالية OP_CAT، ولا يمكن إجراء تحقق مركل مباشرة. تحتاج إلى تصميم دالة هاش صديقة للبيتكوين لتحقيق وظيفة إثبات الإدراج المركل بأفضل حجم نصي.
دالة هاش BLAKE3 هي خيار محتمل، حيث أن عدد جولات دالة الضغط أقل، وتتطلب فقط دالة ضغط واحدة عند حجم إدخال معين. حتى الآن، تم تنفيذ محاولات قائمة على سكريبت بيتكوين لـ BLAKE3، ويمكن تحسينها واستكشاف دوال هاش أخرى صديقة لبيتكوين في المستقبل.
3.4 سكريبتات بدون سكريبت BitVM
تساعد Scripts بدون نصوص على زيادة تعقيد العقود وتحسين الخصوصية وزيادة الكفاءة من خلال تنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة باستخدام توقيعات Schnorr. يمكن أن يؤدي إدخال Scripts بدون نصوص إلى BitVM إلى توفير مساحة النص وزيادة الكفاءة العامة.
في المستقبل، يجب تحسين الحلول الحالية، وتقليل عدد التفاعلات بين المبرهنين والم challengers، واستكشاف تطبيق Scriptless Scripts في الوحدات الوظيفية المحددة لـ BitVM.
3.5 تحدي متعدد الأطراف بدون إذن
تستخدم BitVM حاليًا نموذج تحدٍ ثنائي مرخص، مما يسبب مخاطر أمان محتملة. يمكن أن يؤدي البحث عن بروتوكولات تحدٍ متعددة الأطراف غير المرخصة إلى توسيع نموذج الثقة في BitVM من 1-of-n إلى 1-of-N (حيث N أكبر بكثير من n)، مما يقلل من افتراضات الثقة بشكل أكبر.
تتطلب تحقيق تحديات متعددة الأطراف بدون إذن حل القضايا التالية:
هجوم الساحرات: تصميم خوارزمية لحل النزاعات بحيث تزداد تكاليف المشاركين الشرفاء بشكل لوغاريتمي مع زيادة عدد الخصوم
هجوم التأخير: يتطلب من المتحدي الرهان، ويحدد خوارزمية تقيد الحد الأقصى للتأخير في أسوأ الحالات.
4. الاستنتاج
تكنولوجيا BitVM لا تزال في مرحلة مبكرة، وهناك مجال واسع للتحسين في المستقبل. من خلال استكشاف وتجربة اتجاهات التحسين المذكورة أعلاه، من المتوقع تحقيق المزيد من التوسع في البيتكوين، مما يعزز ازدهار وتطوير نظام البيتكوين البيئي.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تحسين تقنية BitVM: خمسة اتجاهات لتعزيز قابلية برمجة البيتكوين
مناقشة تحسينات تقنية BitVM
1. المقدمة
تُعتبر البيتكوين كأصل رقمي غير مركزي معترف به على نطاق واسع، لكن قابلية التوسع والمرونة الخاصة بها كانت دائمًا عائقًا أمام تطبيقاتها. يؤدي نموذج UTXO للبيتكوين إلى عدم وجود حالة في النظام، مما يجعل من الصعب تنفيذ حسابات معقدة تعتمد على الحالة. هذا يحد من إمكانية بناء تطبيقات لامركزية وأدوات مالية معقدة على البيتكوين.
تشمل الحلول الرئيسية الحالية لتوسيع نطاق البيتكوين قنوات الحالة، السلاسل الجانبية والتحقق من العميل. لكن هذه الحلول تعاني إلى حد ما من قيود وظيفية، وانخفاض في الأمان، أو مخاطر مركزية.
إن خطة BitVM التي تم طرحها في نهاية عام 2023 قد جلبت إمكانيات جديدة لبرمجة البيتكوين. تستخدم BitVM نصوص البيتكوين و Taproot لتحقيق Rollup المتفائل، من خلال توقيع Lamport لإنشاء ارتباطات بين UTXO، مما يحقق نصوص بيتكوين ذات الحالة. هذا يوسع بشكل كبير من المشاهد المحتملة لتطبيقات البيتكوين.
ومع ذلك، لا تزال تقنية BitVM في مرحلة مبكرة، وهناك بعض القضايا التي تحتاج إلى تحسين فيما يتعلق بالكفاءة والأمان. ستستكشف هذه المقالة بعض الاتجاهات الممكنة للتحسين، من أجل زيادة فعالية BitVM.
2. مبدأ BitVM
يهدف BitVM إلى تحقيق وظائف العقود خارج السلسلة لبيتكوين. من خلال توقيع Lamport لمرة واحدة، تجعل BitVM نصوص بيتكوين تتمتع بالحالة، مما يسمح لمختلف النصوص بمشاركة نفس قيم المتغيرات. يتم إجراء حسابات BitVM خارج السلسلة، بينما يتم التحقق من النتائج على السلسلة.
مثل Rollup المتفائل، يعتمد BitVM على إثبات الاحتيال وبروتوكول التحدي والاستجابة، ولكن دون الحاجة إلى تعديل قواعد إجماع البيتكوين. تشمل مكوناته الأساسية:
3. خطة تحسين BitVM
3.1 تقليل عدد التفاعلات OP بناءً على ZK
ن考虑引入 إثباتات المعرفة الصفرية لتقليل عدد التحديات في BitVM وزيادة الكفاءة. تعقيد خوارزمية تحقق إثبات المعرفة الصفرية ثابت، مقارنةً بطريقة القسمة الثنائية لفتح الخوارزمية الأصلية، فإن تعقيد الحساب أقل.
يمكن استكشاف بناء ZK Fraud Proof，实现 On-Demand ZK Proof. في هذا النموذج، يتم إنشاء ZK Proof فقط عند حدوث تحدي، مما يحافظ على تفاؤل تصميم Rollup الشامل، وفي الوقت نفسه يقلل من تكاليف الحساب.
3.2 توقيع لمرة واحدة صديق للبيتكوين
توقيع لامبورت هو المكون الأساسي لـ BitVM، لكنه يتمتع بأطوال توقيع ومفتاح عام طويلة. يمكن النظر في استخدام خطة توقيع لمرة واحدة من وينترنيتس، حيث يمكن تقصير طول المفتاح العام والتوقيع بحوالي 4 مرات عند d=15، على الرغم من أن تعقيد التحقق من التوقيع سيزداد، إلا أن ذلك سيقلل من تكاليف المعاملات بشكل عام.
يمكن استكشاف حلول توقيع لمرة واحدة أكثر كفاءة في المستقبل ، مع التعبير عن ذلك من خلال نصوص البيتكوين.
3.3 دالة هاش صديقة للبيتكوين
لا يدعم شبكة البيتكوين الحالية OP_CAT، ولا يمكن إجراء تحقق مركل مباشرة. تحتاج إلى تصميم دالة هاش صديقة للبيتكوين لتحقيق وظيفة إثبات الإدراج المركل بأفضل حجم نصي.
دالة هاش BLAKE3 هي خيار محتمل، حيث أن عدد جولات دالة الضغط أقل، وتتطلب فقط دالة ضغط واحدة عند حجم إدخال معين. حتى الآن، تم تنفيذ محاولات قائمة على سكريبت بيتكوين لـ BLAKE3، ويمكن تحسينها واستكشاف دوال هاش أخرى صديقة لبيتكوين في المستقبل.
3.4 سكريبتات بدون سكريبت BitVM
تساعد Scripts بدون نصوص على زيادة تعقيد العقود وتحسين الخصوصية وزيادة الكفاءة من خلال تنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة باستخدام توقيعات Schnorr. يمكن أن يؤدي إدخال Scripts بدون نصوص إلى BitVM إلى توفير مساحة النص وزيادة الكفاءة العامة.
في المستقبل، يجب تحسين الحلول الحالية، وتقليل عدد التفاعلات بين المبرهنين والم challengers، واستكشاف تطبيق Scriptless Scripts في الوحدات الوظيفية المحددة لـ BitVM.
3.5 تحدي متعدد الأطراف بدون إذن
تستخدم BitVM حاليًا نموذج تحدٍ ثنائي مرخص، مما يسبب مخاطر أمان محتملة. يمكن أن يؤدي البحث عن بروتوكولات تحدٍ متعددة الأطراف غير المرخصة إلى توسيع نموذج الثقة في BitVM من 1-of-n إلى 1-of-N (حيث N أكبر بكثير من n)، مما يقلل من افتراضات الثقة بشكل أكبر.
تتطلب تحقيق تحديات متعددة الأطراف بدون إذن حل القضايا التالية:
4. الاستنتاج
تكنولوجيا BitVM لا تزال في مرحلة مبكرة، وهناك مجال واسع للتحسين في المستقبل. من خلال استكشاف وتجربة اتجاهات التحسين المذكورة أعلاه، من المتوقع تحقيق المزيد من التوسع في البيتكوين، مما يعزز ازدهار وتطوير نظام البيتكوين البيئي.