Analisis Rencana Perluasan Programmabilitas Ekosistem Bitcoin

Bitcoin sebagai blockchain dengan likuiditas tertinggi dan keamanan terkuat, baru-baru ini menarik banyak perhatian dari para pengembang. Dengan munculnya teknologi inskripsi, programmabilitas dan masalah skalabilitas Bitcoin menjadi topik hangat. Para pengembang sedang mengeksplorasi berbagai solusi inovatif, seperti bukti nol-pengetahuan, ketersediaan data, rantai samping, rollup, dan restaking, untuk mendorong kemakmuran ekosistem Bitcoin lebih lanjut.

Namun, banyak solusi skalabilitas yang ada saat ini terinspirasi oleh pengalaman platform kontrak pintar seperti Ethereum, dan seringkali perlu bergantung pada jembatan lintas rantai yang terpusat, yang dapat menjadi titik risiko potensial bagi sistem. Sebaliknya, solusi yang benar-benar dirancang berdasarkan karakteristik Bitcoin itu sendiri relatif sedikit, yang sebagian terkait dengan lingkungan pengembangan Bitcoin yang cukup kompleks. Bitcoin menghadapi beberapa batasan utama:

1. Untuk memastikan keamanan, bahasa skrip Bitcoin membatasi turing completeness, sehingga sulit untuk menjalankan kontrak pintar yang kompleks.
2. Struktur penyimpanan blockchain Bitcoin terutama dirancang untuk transaksi sederhana, tidak cocok untuk menyimpan dan memproses kontrak pintar yang kompleks.
3. Bitcoin kurang memiliki mesin virtual yang khusus untuk menjalankan kontrak pintar.

Meskipun demikian, jaringan Bitcoin telah terus melakukan perbaikan dalam beberapa tahun terakhir. Peningkatan SegWit pada tahun 2017 menambah batas ukuran blok; peningkatan Taproot pada tahun 2021 mengoptimalkan proses verifikasi tanda tangan, mendukung fitur seperti pertukaran atom, dompet multi-tanda tangan, dan pembayaran bersyarat. Peningkatan ini menciptakan lebih banyak kemungkinan untuk Programmabilitas Bitcoin.

Pada tahun 2022, pengembang Casey Rodarmor mengusulkan "Teori Ordinal" yang membuka jalan baru untuk penyisipan data di rantai Bitcoin, memberikan ide baru untuk aplikasi yang memerlukan akses dan verifikasi data status.

Saat ini, sebagian besar proyek yang meningkatkan kemampuan pemrograman Bitcoin dibangun di atas jaringan lapisan dua (L2). Cara ini mengharuskan pengguna untuk mempercayai jembatan lintas rantai, yang menjadi hambatan utama bagi solusi L2 dalam menarik pengguna dan likuiditas. Selain itu, Bitcoin kekurangan mesin virtual asli atau Programmabilitas, sehingga sulit untuk mencapai komunikasi tanpa batas antara L2 dan L1 tanpa menambah asumsi kepercayaan tambahan.

Dalam konteks ini, proyek seperti RGB, RGB++, dan Arch Network berusaha untuk meningkatkan programmabilitasnya melalui berbagai metode berdasarkan karakteristik asli Bitcoin, untuk mendukung kontrak pintar dan transaksi kompleks:

1. RGB menggunakan solusi kontrak pintar yang divalidasi oleh klien off-chain, mencatat perubahan status kontrak dalam UTXO Bitcoin. Meskipun metode ini memiliki keuntungan tertentu dalam perlindungan privasi, operasinya kompleks, dan kontrak kurang memiliki kemampuan untuk dikombinasikan, saat ini perkembangannya relatif lambat.

2. RGB++ adalah solusi ekstensi yang dikembangkan oleh Nervos berdasarkan pemikiran RGB. Ini juga berbasis pada pengikatan UTXO, tetapi dengan menjadikan blockchain itu sendiri sebagai validator klien yang memiliki konsensus, menyediakan solusi untuk aset metadata lintas rantai, dan mendukung pemindahan aset di mana saja pada rantai dengan struktur UTXO.

3. Arch Network menyediakan solusi kontrak pintar asli untuk Bitcoin. Ini menciptakan mesin virtual tanpa pengetahuan dan jaringan node validator yang sesuai, dengan mengagregasi transaksi untuk mencatat perubahan status dan tahap aset dalam transaksi Bitcoin.

Skema RGB menggunakan mekanisme verifikasi off-chain, memindahkan verifikasi transfer token dari lapisan konsensus Bitcoin ke off-chain, yang dilakukan oleh klien terkait transaksi tertentu. Cara ini mengurangi kebutuhan untuk siaran di seluruh jaringan, meningkatkan privasi dan efisiensi. Namun, mekanisme peningkatan privasi ini juga menghadirkan beberapa tantangan. Meskipun hanya node yang terkait dengan transaksi tertentu yang terlibat dalam verifikasi dapat meningkatkan perlindungan privasi, hal ini juga membuat pihak ketiga sulit melihat transaksi, sehingga proses operasional menjadi rumit, meningkatkan kesulitan pengembangan, dan mempengaruhi pengalaman pengguna.

RGB memperkenalkan konsep meterai sekali pakai, di mana setiap UTXO hanya dapat dibelanjakan sekali, yang setara dengan mengunci saat membuat UTXO dan membukanya saat membelanjakannya. Status kontrak pintar dibungkus oleh UTXO dan dikelola melalui meterai, menyediakan mekanisme manajemen status yang efektif.

RGB++ adalah sebuah solusi ekstensi lain yang didasarkan pada pemikiran RGB, yang juga berbasis pada pengikatan UTXO. Ini memanfaatkan rantai UTXO yang Turing lengkap (seperti CKB atau rantai lainnya) untuk memproses data off-chain dan kontrak pintar, lebih lanjut meningkatkan Programmabilitas Bitcoin, dan memastikan keamanan dengan mengikat BTC secara isomorfik.

RGB++ menggunakan rantai UTXO yang lengkap Turing sebagai rantai bayangan, mampu mengeksekusi kontrak pintar yang kompleks, dan terikat dengan UTXO Bitcoin, meningkatkan fleksibilitas pemrograman sistem. UTXO Bitcoin diikat secara isomorfik dengan UTXO pada rantai bayangan, memastikan konsistensi status dan aset antara kedua rantai, sehingga menjamin keamanan transaksi.

RGB++ diperluas ke semua rantai UTXO yang Turing lengkap, tidak lagi terbatas pada satu rantai, meningkatkan interoperabilitas lintas rantai dan likuiditas aset. Dukungan multi-rantai ini memungkinkan RGB++ untuk digabungkan dengan rantai UTXO Turing lengkap mana pun, meningkatkan fleksibilitas sistem. Pada saat yang sama, RGB++ mencapai lintas rantai tanpa jembatan melalui ikatan UTXO isomorfik, menghindari masalah "koin palsu" yang mungkin ditimbulkan oleh jembatan lintas rantai tradisional, memastikan keaslian dan konsistensi aset.

Melalui verifikasi on-chain menggunakan shadow chain, RGB++ menyederhanakan proses verifikasi klien. Pengguna hanya perlu memeriksa transaksi terkait di shadow chain untuk memverifikasi apakah perhitungan status RGB++ benar. Metode verifikasi on-chain ini tidak hanya menyederhanakan proses verifikasi tetapi juga mengoptimalkan pengalaman pengguna. Karena menggunakan shadow chain yang Turing lengkap, RGB++ menghindari manajemen UTXO RGB yang kompleks, memberikan pengalaman yang lebih sederhana dan ramah pengguna.

Arch Network terutama terdiri dari Arch zkVM dan jaringan node verifikasi Arch, memanfaatkan bukti nol pengetahuan dan jaringan verifikasi terdesentralisasi untuk memastikan keamanan dan privasi kontrak pintar, lebih mudah digunakan dibandingkan RGB, dan tidak perlu bergantung pada rantai UTXO lain untuk mengikat seperti RGB++.

Arch zkVM menggunakan RISC Zero ZKVM untuk mengeksekusi kontrak pintar dan menghasilkan bukti nol pengetahuan, yang diverifikasi oleh jaringan node verifikasi terdesentralisasi. Sistem ini berjalan berdasarkan model UTXO, membungkus status kontrak pintar dalam State UTXOs untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi. Asset UTXOs digunakan untuk mewakili Bitcoin atau koin lainnya, dan dapat dikelola melalui cara delegasi.

Jaringan Arch verifikasi melalui node pemimpin yang dipilih secara acak untuk memverifikasi konten ZKVM, dan menggunakan skema tanda tangan FROST untuk mengagregasi tanda tangan node, kemudian akhirnya menyiarkan transaksi ke jaringan Bitcoin. Arch zkVM menyediakan mesin virtual yang Turing lengkap untuk Bitcoin, yang mampu mengeksekusi kontrak pintar yang kompleks. Setiap kali kontrak pintar dieksekusi, Arch zkVM akan menghasilkan bukti nol-pengetahuan untuk memverifikasi kebenaran kontrak dan perubahan status.

Arch juga menggunakan model UTXO Bitcoin, di mana status dan aset dibungkus dalam UTXO, melakukan transisi status melalui konsep penggunaan tunggal. Data status kontrak pintar dicatat sebagai state UTXOs, sementara aset data asli dicatat sebagai Asset UTXOs. Arch memastikan setiap UTXO hanya dapat digunakan sekali, sehingga menyediakan manajemen status yang aman.

Meskipun Arch tidak memiliki struktur blockchain yang inovatif, ia juga memerlukan jaringan node verifikasi. Selama setiap Epoch Arch, sistem secara acak memilih satu node Leader berdasarkan kepemilikan, yang bertanggung jawab untuk menyebarkan informasi yang diterima ke semua node verifikasi lainnya di jaringan. Semua bukti nol pengetahuan diverifikasi oleh jaringan node verifikasi terdesentralisasi, memastikan keamanan dan ketahanan sistem terhadap sensor, dan menghasilkan tanda tangan untuk node Leader. Setelah transaksi ditandatangani oleh jumlah node yang diperlukan, transaksi tersebut dapat disiarkan di jaringan Bitcoin.

Dalam desain programmabilitas Bitcoin, RGB, RGB++, dan Arch Network memiliki karakteristik masing-masing, tetapi semuanya melanjutkan pemikiran pengikatan UTXO. Karakteristik penggunaan sekali saja dari UTXO lebih cocok untuk kontrak pintar dalam mencatat status.

Namun, solusi-solusi ini juga memiliki beberapa kekurangan yang jelas, terutama dalam hal pengalaman pengguna. Mereka memiliki masalah keterlambatan konfirmasi dan performa rendah yang konsisten dengan Bitcoin, terutama terlihat pada Arch dan RGB. Meskipun solusi-solusi ini memperluas fungsionalitas, mereka tidak secara signifikan meningkatkan performa. Desain RGB++ menawarkan pengalaman pengguna yang lebih baik dengan memperkenalkan rantai UTXO yang lebih berkinerja tinggi, tetapi juga membawa asumsi keamanan tambahan.

Seiring dengan lebih banyak pengembang yang bergabung dengan komunitas Bitcoin, kita akan melihat lebih banyak solusi inovatif untuk perluasan, seperti proposal peningkatan op-cat yang sedang aktif dibahas. Khususnya, solusi yang sesuai dengan sifat asli Bitcoin sangat menarik untuk diperhatikan. Tanpa meningkatkan jaringan Bitcoin, metode pengikatan UTXO adalah cara paling efektif untuk memperluas kemampuan pemrograman Bitcoin. Selama dapat secara efektif menyelesaikan masalah pengalaman pengguna, ini akan membawa terobosan besar bagi pengembangan kontrak pintar Bitcoin.