Exploración de la programabilidad del ecosistema Bitcoin

Bitcoin como la blockchain con la mejor liquidez y mayor seguridad, ha atraído recientemente la atención de muchos desarrolladores. Con la explosión de las inscripciones, la programabilidad y los problemas de escalabilidad del ecosistema Bitcoin se han convertido en el foco. Los desarrolladores están impulsando el ecosistema Bitcoin hacia nuevas cumbres de prosperidad mediante la introducción de innovaciones como ZK, DA, cadenas laterales, rollup y restaking, convirtiéndose en el tema central de este ciclo alcista.

Sin embargo, muchas de las soluciones de escalabilidad existentes se basan en la experiencia de plataformas de contratos inteligentes como Ethereum, y a menudo dependen de puentes intercadena centralizados, lo que se convierte en una debilidad potencial del sistema. Las soluciones diseñadas realmente en base a las características propias de Bitcoin son relativamente escasas, lo que está relacionado con un entorno de desarrollo poco amigable para Bitcoin. Bitcoin enfrenta varias limitaciones clave:

1. El lenguaje de script limita la completitud de Turing para garantizar la seguridad, y no puede ejecutar contratos inteligentes complejos como Ethereum.
2. La estructura de almacenamiento de blockchain está optimizada para transacciones simples y no es adecuada para operaciones complejas de contratos inteligentes.
3. Falta de una máquina virtual especializada para ejecutar contratos inteligentes.

A pesar de ello, las actualizaciones de la red Bitcoin en los últimos años han sentado las bases para mejorar la Programabilidad. La SegWit de 2017 ( amplió el límite de tamaño de bloque, mientras que la actualización Taproot de 2021 logró la verificación de firmas múltiples, simplificando operaciones como intercambios atómicos, billeteras multifirma y pagos condicionados.

En 2022, el desarrollador Casey Rodarmor propuso la "Teoría Ordinal" que abrió nuevas vías para incrustar metadatos en la cadena de Bitcoin, lo cual tiene una gran importancia para las aplicaciones que requieren datos de estado accesibles y verificables.

Actualmente, la mayoría de los proyectos que mejoran la Programabilidad de Bitcoin dependen de soluciones de red de segunda capa )L2(, lo que exige a los usuarios confiar en puentes entre cadenas, convirtiéndose en el principal obstáculo para que L2 adquiera usuarios y liquidez. Además, Bitcoin carece de una máquina virtual nativa o Programabilidad, lo que dificulta la comunicación directa entre L2 y L1 sin suposiciones de confianza adicionales.

En este contexto, proyectos como RGB, RGB++ y Arch Network intentan mejorar la programabilidad de Bitcoin a partir de sus propiedades nativas, mediante diferentes métodos:

1. RGB implementa contratos inteligentes a través de la verificación de clientes fuera de la cadena, registrando los cambios de estado en el UTXO de Bitcoin. Aunque tiene ventajas de privacidad, la operación es compleja y carece de la combinabilidad de contratos, lo que lleva a un desarrollo relativamente lento.

2. RGB++ ha mejorado sobre la base de RGB, utilizando validadores de clientes con consenso, proporcionando una solución para la transferencia de activos de metadatos entre cadenas, y soportando la transferencia de activos en cadenas con cualquier estructura UTXO.

3. Arch Network proporciona una solución de contratos inteligentes nativos para Bitcoin, creando una máquina virtual ZK y una red de nodos validadores, registrando los cambios de estado y los activos en las transacciones de Bitcoin a través de la agregación de transacciones.

![UTXO vinculado: Explicación detallada del esquema de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ y Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB: Primer intento de expansión de contratos inteligentes

RGB es un importante plan exploratorio en la comunidad de Bitcoin para la expansión de contratos inteligentes, que encapsula datos de estado a través de UTXO, proporcionando una idea clave para la futura expansión nativa de Bitcoin.

RGB utiliza un mecanismo de verificación fuera de la cadena, trasladando la verificación de la transferencia de tokens de la capa de consenso de Bitcoin a fuera de la cadena, ejecutada por clientes específicos relacionados con la transacción. Este enfoque reduce la necesidad de difusión en toda la red, mejorando la privacidad y la eficiencia. Sin embargo, esta mejora en la privacidad también ha traído problemas como la complejidad operativa y las dificultades de desarrollo, lo que afecta la experiencia del usuario.

RGB introdujo el concepto de sellos de uso único, donde cada UTXO solo puede ser gastado una vez, lo que equivale a estar bloqueado al momento de la creación y desbloqueado al momento del gasto. El estado del contrato inteligente está encapsulado en el UTXO y gestionado por el sello, proporcionando un mecanismo efectivo de gestión de estado.

![Vinculación UTXO: Explicación detallada de las soluciones de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ y Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

RGB++: solución de cadena cruzada basada en UTXO

RGB++ es una ruta de expansión desarrollada por Nervos basada en la idea de RGB, que también se basa en el enlace UTXO. Utiliza cadenas UTXO completas (como CKB u otras cadenas) para procesar datos fuera de la cadena y contratos inteligentes, mejorando aún más la programabilidad de Bitcoin y garantizando la seguridad a través del enlace homogéneo con BTC.

RGB++ utiliza una cadena UTXO Turing completa como cadena sombra, capaz de ejecutar contratos inteligentes complejos y vincularse con el UTXO de Bitcoin, aumentando la flexibilidad de programación del sistema. La vinculación isomórfica entre el UTXO de Bitcoin y el UTXO de la cadena sombra asegura la consistencia de estados y activos entre ambas cadenas, garantizando la seguridad de las transacciones.

RGB++ extiende el soporte a todas las cadenas UTXO que son Turing completas, mejorando la interoperabilidad entre cadenas y la liquidez de activos. A través del enlace isomórfico UTXO, se logra la interoperabilidad entre cadenas sin puentes, evitando el problema de "monedas falsas" de los tradicionales puentes entre cadenas, asegurando la autenticidad y consistencia de los activos.

A través de la cadena de sombras para la verificación en cadena, RGB++ simplifica el proceso de verificación del cliente, los usuarios solo necesitan verificar las transacciones relevantes en la cadena de sombras para validar la corrección del cálculo del estado. Este método de verificación en cadena optimiza la experiencia del usuario, evitando la compleja gestión de UTXO de RGB.

Arch Network: Solución de contrato inteligente basada en ZK

Arch Network está compuesto principalmente por Arch zkVM y una red de nodos de validación, utilizando pruebas de cero conocimiento y una red de validación descentralizada para garantizar la seguridad y privacidad de los contratos inteligentes, es más fácil de usar que RGB y no requiere vincular una cadena UTXO adicional como RGB++.

Arch zkVM utiliza RISC Zero ZKVM para ejecutar contratos inteligentes y generar pruebas de conocimiento cero, que son verificadas por una red de nodos de validación descentralizados. El sistema funciona sobre el modelo UTXO, encapsulando el estado del contrato inteligente en State UTXOs, mejorando la seguridad y la eficiencia.

Los UTXOs de activo se utilizan para representar Bitcoin u otros tokens, y se pueden gestionar mediante delegación. La red de validación verifica el contenido de ZKVM a través de nodos líderes seleccionados al azar, utilizando el esquema de firma FROST para agregar las firmas de los nodos, y finalmente transmite la transacción a la red Bitcoin.

Arch zkVM proporciona a Bitcoin una máquina virtual Turing completa, capaz de ejecutar contratos inteligentes complejos. Después de cada ejecución del contrato, se genera una prueba de conocimiento cero para verificar la corrección del contrato y los cambios de estado.

Arch utiliza el modelo UTXO de Bitcoin, donde el estado y los activos están encapsulados en UTXOs, realizando la conversión de estado a través del concepto de uso único. Los datos de estado del contrato inteligente se registran como UTXOs de estado, y los activos de datos originales se registran como UTXOs de activos.

Aunque Arch no tiene una estructura de blockchain innovadora, necesita una red de nodos de validación. Durante cada Epoch de Arch, el sistema selecciona aleatoriamente un nodo Leader basado en la participación, que es responsable de la difusión de información. Todas las zk-proofs son validadas por una red de nodos de validación descentralizada, asegurando la seguridad y resistencia a la censura del sistema, y generando firmas para el nodo Leader. Una vez que la transacción recibe suficientes firmas de nodos, puede ser transmitida en la red Bitcoin.

![UTXO vinculado: explicación detallada de las soluciones de contratos inteligentes BTC RGB, RGB++ y Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

Resumen

RGB, RGB++ y Arch Network tienen características únicas en el diseño de la Programabilidad de Bitcoin, y continúan con la idea de vincular UTXO. La propiedad de uso único de UTXO es más adecuada para el registro de estados de contratos inteligentes.

Sin embargo, estas soluciones también enfrentan desafíos comunes: la experiencia del usuario es deficiente y la mejora del rendimiento es limitada. Arch y RGB principalmente ampliaron las funcionalidades en lugar de mejorar el rendimiento; RGB++ mejoró la experiencia del usuario al introducir una cadena UTXO de alto rendimiento, pero también introdujo suposiciones de seguridad adicionales.

A medida que más desarrolladores se unan a la comunidad de Bitcoin, veremos más soluciones innovadoras de escalado, como la propuesta de actualización op-cat que se está discutiendo. Las soluciones que se alinean con las propiedades nativas de Bitcoin merecen atención especial. El método de vinculación UTXO es una forma efectiva de ampliar su capacidad de programación sin la necesidad de actualizar la red de Bitcoin. Si se pueden resolver los problemas de experiencia del usuario, esto representará un gran avance para los contratos inteligentes de Bitcoin.