Нові ідеї смартконтрактів в екосистемі Біткойна

Біткойн як найбільш ліквідна та безпечна блокчейн-система на сьогодні залучив велику кількість розробників після буму інсcriptions. Вони швидко звернули увагу на програмованість Біткойна та проблеми масштабування. Завдяки впровадженню рішень, таких як ZK, DA, бокові ланцюги, rollup, restaking, екосистема Біткойна переживає новий розквіт, ставши основною темою поточного бичачого ринку.

Однак багато проектів використовують досвід масштабування платформ смартконтрактів, таких як Ефіріум, і часто покладаються на централізовані крос-ланцюгові мости, що стає потенційною слабкістю системи. Рідко коли рішення розробляються на основі особливостей самого Біткойна, що пов'язано з незручним досвідом розробки для Біткойна. Біткойн важко використовувати для виконання смартконтрактів, і основні причини цього такі:

1. Мова сценаріїв Біткойн обмежила Тюрінгову повноту з міркувань безпеки, не може виконувати складні смартконтракти.
2. Біткойн блокчейн зберігання спроектовано для простих транзакцій, не оптимізовано для складних смартконтрактів.
3. Біткойн не має віртуальної машини для виконання смартконтрактів.

Ізоляційне свідчення 2017 року ( SegWit ) розширило обмеження розміру блоку Біткойн; оновлення Taproot 2021 року дозволило перевірку масових підписів, що прискорило обробку транзакцій. Ці досягнення створили умови для програмованості Біткойн.

У 2022 році розробник Кейсі Родармор запропонував "Теорію Ординалів", яка описує схему нумерації Сатоші, що дозволяє вбудовувати будь-які дані в транзакції Біткойна. Це відкриває нові шляхи для безпосереднього вбудовування інформації про стан та метаданих в ланцюг Біткойна, пропонуючи нові ідеї для застосувань смартконтрактів, які потребують доступних та перевіряємих даних про стан.

На даний момент більшість проектів, що розширюють програмність Біткойну, покладаються на мережі другого рівня (L2), що вимагає від користувачів довіри до кросчейн-мостів, що є основною перешкодою для залучення користувачів і ліквідності до L2. Крім того, Біткойн позбавлений рідної віртуальної машини або програмності, що ускладнює реалізацію зв'язку між L2 і L1 без збільшення припущень про довіру.

RGB, RGB++ та Arch Network намагаються підвищити програмованість Біткойна, виходячи з його рідних властивостей, пропонуючи смартконтракти та складні торгові можливості різними способами:

1. RGB є схемою смартконтрактів, що підтверджується клієнтом поза ланцюгом, яка фіксує зміни стану смартконтракту в UTXO Біткойна. Хоча є певні переваги в конфіденційності, використання є складним, відсутня комбінаційність контрактів, розвиток відбувається повільно.

2. RGB++ є ще одним розширенням на основі концепції RGB, все ще базується на прив'язці UTXO, але використовує саму ланцюг як клієнтського валідатора з консенсусом, пропонуючи рішення для крос-ланцюгового перенесення метаданих активів, підтримуючи перенесення будь-якої структури UTXO.

3. Arch Network забезпечує для Біткойн рідне рішення смартконтрактів, створює ZK віртуальні машини та мережу валідаторів, шляхом агрегації транзакцій фіксує зміни стану та активи в транзакціях Біткойн.

RGB

RGB є ранньою концепцією розширення смартконтрактів у спільноті Біткойн, яка використовує UTXO для упаковки та запису даних про стан, що забезпечує важливі ідеї для подальшого рідного розширення Біткойн.

RGB використовує верифікацію поза мережею, переміщаючи верифікацію передачі токенів з рівня консенсусу Біткойн на поза мережу, де верифікацію виконують певні клієнти, пов'язані з транзакцією. Це зменшує потребу в широкій трансляції по всій мережі, підвищуючи конфіденційність та ефективність. Однак цей спосіб підвищення конфіденційності також є двосічним мечем. Дозволяючи лише певним вузлам, пов'язаним з транзакцією, брати участь у верифікації, хоча й підвищує конфіденційність, це робить третіх осіб невидимими, ускладнюючи операції та розробку, що погіршує користувацький досвід.

RGB впроваджує концепцію одноразового використання запечатаних стрічок. Кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що еквівалентно блокуванню під час створення та розблокуванню під час витрати. Стан смартконтракту упакований через UTXO і керується запечатаними стрічками, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

RGB++

RGB++ є ще одним розширенням на основі концепції RGB, яке все ще базується на прив'язці UTXO.

RGB++ використовує Тюрінг-повну UTXO-ланцюг (таку як CKB або інші ланцюги) для обробки даних поза ланцюгом та смартконтрактів, що подальшого підвищує програмованість Біткойна та забезпечує безпеку через ізоморфне зв'язування BTC.

RGB++ використовує Turing-complete UTXO-ланцюг. Використовуючи Turing-complete UTXO-ланцюг, такий як CKB, в якості тіньового ланцюга, RGB++ може обробляти позаштатні дані та смартконтракти. Цей ланцюг не лише виконує складні смартконтракти, але й може бути пов'язаний з UTXO Біткойна, що підвищує програмність і гнучкість системи. UTXO Біткойна та тіньового ланцюга зв'язані гомоморфно, що забезпечує узгодженість стану та активів між двома ланцюгами, гарантуючи безпеку транзакцій.

RGB++ розширено на всі Turing-здатні UTXO-ланцюги, більше не обмежуючись CKB, що підвищує міжланцюгову взаємодію та ліквідність активів. Така підтримка кількох ланцюгів дозволяє RGB++ поєднуватися з будь-яким Turing-здатним UTXO-ланцюгом, підвищуючи гнучкість системи. Водночас, реалізація безмостової міжланцюгової взаємодії через гомоморфне зв'язування UTXO уникає проблеми "підроблених монет", забезпечуючи автентичність та узгодженість активів.

За допомогою тіньового ланцюга для верифікації в ланцюзі, RGB++ спростив процес верифікації клієнтів. Користувачі можуть перевіряти лише транзакції, пов'язані з тіньовим ланцюгом, щоб підтвердити правильність обчислень стану RGB++. Цей метод верифікації в ланцюзі не тільки спрощує процес верифікації, але й оптимізує досвід користувачів. Використовуючи тюрінг-повний тіньовий ланцюг, RGB++ уникає складного управління UTXO RGB, забезпечуючи більш спрощений та дружній досвід користувачів.

Арочна мережа

Arch Network складається головним чином з Arch zkVM та мережі верифікаційних вузлів Arch, використовуючи нульові знання та децентралізовану верифікаційну мережу для забезпечення безпеки та конфіденційності смартконтрактів, є більш зручним у використанні, не потребує прив'язки до іншого UTXO-ланцюга, як RGB++.

Arch zkVM використовує RISC Zero ZKVM для виконання смартконтрактів і генерації нульових доказів, які перевіряються мережею децентралізованих верифікаційних вузлів. Ця система працює на базі моделі UTXO, упаковуючи стан смартконтрактів у State UTXOs, щоб підвищити безпеку та ефективність.

Asset UTXOs використовуються для представлення Біткойн або інших монет, які можна управляти через делегування. Arch верифікаційна мережа перевіряє ZKVM вміст через випадково обрані лідерські вузли, використовуючи FROST схему підпису для агрегації підписів вузлів, в кінцевому підсумку транслюючи транзакцію в мережу Біткойн.

Arch zkVM надає Біткойн Turing-готову віртуальну машину, яка може виконувати складні смартконтракти. Після кожного виконання контракту Arch zkVM генерує нульове знання доказ, що використовується для перевірки правильності контракту та зміни стану.

Arch також використовує UTXO-модель Біткойна, де стан і активи інкапсульовані в UTXO, а перехід стану відбувається за допомогою концепції одноразового використання. Дані стану смартконтрактів записуються як state UTXOs, а первинні активи записуються як Asset UTXOs. Arch забезпечує, що кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що забезпечує безпечне управління станом.

Arch хоч і не інновує структуру блокчейну, але потребує мережі верифікаційних вузлів. Під час кожного Arch Epoch система випадковим чином обирає вузол-лідера з урахуванням прав, який відповідає за передачу отриманої інформації до всіх інших верифікаційних вузлів у мережі. Усі zk-докази перевіряються децентралізованою мережею верифікаційних вузлів, що забезпечує безпеку системи та опір цензурі, і генерують підпис для вузла-лідера. Як тільки транзакцію підписує необхідна кількість вузлів, її можна транслювати в мережі Біткойн.

Висновок

У дизайні програмованості Біткойн RGB, RGB++ та Arch Network мають свої особливості, але всі вони продовжують ідею прив'язки UTXO; одноразова автентифікаційна властивість UTXO краще підходить для запису стану смартконтрактів.

Однак ці рішення також мають очевидні недоліки, а саме: поганий користувацький досвід, затримка підтвердження, що відповідає Біткойну, і низька продуктивність. Вони лише розширили функціональність, не підвищуючи продуктивність, що є особливо очевидним у Arch та RGB. Дизайн RGB++ забезпечує кращий користувацький досвід завдяки впровадженню високопродуктивної UTXO-ланцюга, але також висуває додаткові припущення про безпеку.

Зі збільшенням кількості розробників, які приєднуються до спільноти Біткойн, ми побачимо більше рішень для масштабування, таких як пропозиція оновлення op-cat, що активно обговорюється. Рішення, що відповідають природним властивостям Біткойн, заслуговують на особливу увагу. Метод прив'язки UTXO є найефективнішим способом розширення його програмного забезпечення без оновлення мережі Біткойн. Якщо вдасться вирішити питання з користувацьким досвідом, це стане значним кроком вперед для смартконтрактів Біткойн.