Exploration de la Programmabilité de l'écosystème Bitcoin

Bitcoin, en tant que blockchain avec la meilleure liquidité et la plus haute sécurité, a récemment attiré l'attention d'un grand nombre de développeurs. Avec l'explosion des inscriptions, la programmabilité et les problèmes d'évolutivité de l'écosystème Bitcoin sont devenus des points focaux. Les développeurs poussent l'écosystème Bitcoin vers un nouveau sommet de prospérité en introduisant des solutions innovantes telles que ZK, DA, chaînes latérales, rollup et restaking, ce qui devient le thème central de ce cycle haussier.

Cependant, de nombreuses solutions d'évolutivité existantes s'inspirent des expériences de plateformes de contrats intelligents telles qu'Ethereum, s'appuyant souvent sur des ponts inter-chaînes centralisés, ce qui constitue une faiblesse potentielle du système. Les solutions réellement conçues en fonction des caractéristiques de Bitcoin sont relativement rares, en raison d'un environnement de développement peu accueillant pour Bitcoin. Bitcoin fait face à plusieurs limitations clés :

1. Les langages de script limitent la complétude de Turing pour garantir la sécurité, et ne peuvent pas exécuter des contrats intelligents complexes comme Ethereum.
2. La structure de stockage de la blockchain est optimisée pour les transactions simples et n'est pas adaptée aux opérations complexes des contrats intelligents.
3. Manque d'une machine virtuelle spécialement conçue pour exécuter des contrats intelligents.

Malgré cela, les mises à niveau du réseau Bitcoin ces dernières années ont jeté les bases de l'amélioration de la Programmabilité. Le SegWit de 2017, (, a élargi la limite de taille des blocs, tandis que la mise à niveau Taproot de 2021 a permis la vérification des signatures groupées, simplifiant ainsi les opérations telles que les échanges atomiques, les portefeuilles multi-signatures et les paiements conditionnels.

En 2022, la "Théorie des Ordinals" proposée par le développeur Casey Rodarmor a ouvert de nouvelles voies pour l'incorporation de métadonnées sur la chaîne Bitcoin, ce qui revêt une importance significative pour les applications nécessitant des données d'état accessibles et vérifiables.

Actuellement, la plupart des projets améliorant la Programmabilité de Bitcoin dépendent des solutions de réseau de deuxième couche )L2(, ce qui nécessite que les utilisateurs fassent confiance aux ponts inter-chaînes, devenant ainsi le principal obstacle à l'acquisition d'utilisateurs et de liquidités pour L2. De plus, Bitcoin manque d'une machine virtuelle native ou de Programmabilité, rendant difficile la communication directe entre L2 et L1 sans hypothèses de confiance supplémentaires.

Dans ce contexte, des projets tels que RGB, RGB++ et Arch Network tentent d'améliorer la programmabilité de Bitcoin à partir de ses attributs natifs, en utilisant différentes méthodes :

1. RGB utilise la vérification par un client hors chaîne pour implémenter des contrats intelligents, en enregistrant les changements d'état dans les UTXO de Bitcoin. Bien qu'il présente des avantages en matière de confidentialité, son fonctionnement est complexe et il manque de combinabilité des contrats, ce qui entraîne un développement relativement lent.

2. RGB++ a amélioré RGB en utilisant des validateurs de clients disposant d'un consensus, fournissant une solution pour le transfert d'actifs de métadonnées inter-chaînes, prenant en charge le transfert d'actifs sur des chaînes de structure UTXO arbitraire.

3. Arch Network fournit une solution de contrat intelligent natif pour Bitcoin, créant une machine virtuelle ZK et un réseau de nœuds validateurs, en agrégeant les transactions pour enregistrer les changements d'état et les actifs dans les transactions Bitcoin.

![UTXO lié : Explication des solutions de contrat intelligent BTC RGB, RGB++ et Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB : Premières tentatives d'extension des contrats intelligents

RGB est une solution importante explorée par la communauté Bitcoin pour l'extension des contrats intelligents dès ses débuts, en encapsulant les données d'état à travers UTXO, fournissant ainsi des idées clés pour l'extension native de Bitcoin.

RGB utilise un mécanisme de validation hors chaîne, transférant la validation des transferts de jetons de la couche de consensus Bitcoin vers l'extérieur de la chaîne, exécuté par des clients spécifiques aux transactions. Cette méthode réduit les besoins de diffusion à l'échelle du réseau, améliorant la confidentialité et l'efficacité. Cependant, cette amélioration de la confidentialité a également entraîné des problèmes de complexité opérationnelle et de difficultés de développement, impactant l'expérience utilisateur.

RGB a introduit le concept de scellés à usage unique, chaque UTXO ne peut être dépensé qu'une seule fois, ce qui équivaut à être verrouillé lors de la création et déverrouillé lors de la dépense. L'état des contrats intelligents est encapsulé par des UTXO et géré par des scellés, offrant un mécanisme de gestion d'état efficace.

![UTXO liant : explication des solutions de contrat intelligent BTC RGB, RGB++ et Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

RGB++ : Solution inter-chaînes basée sur UTXO

RGB++ est une autre voie d'extension développée par Nervos sur la base de l'approche RGB, également basée sur la liaison UTXO. Il utilise une chaîne UTXO Turing-complete (comme CKB ou d'autres chaînes) pour traiter les données hors chaîne et les contrats intelligents, améliorant ainsi la Programmabilité de Bitcoin, et garantit la sécurité grâce à la liaison isomorphe avec BTC.

RGB++ utilise une chaîne UTXO Turing-complete comme chaîne d'ombre, capable d'exécuter des contrats intelligents complexes et d'être liée aux UTXO de Bitcoin, augmentant ainsi la flexibilité de programmation du système. Le lien isomorphe entre les UTXO de Bitcoin et les UTXO de la chaîne d'ombre garantit la cohérence des états et des actifs entre les deux chaînes, assurant la sécurité des transactions.

RGB++ étend le support à toutes les chaînes UTXO Turing-completes, améliorant l'interopérabilité entre chaînes et la liquidité des actifs. Grâce à l'homologie UTXO, il permet une interopérabilité sans pont, évitant ainsi le problème des "faux jetons" des ponts traditionnels, garantissant l'authenticité et la cohérence des actifs.

La vérification en chaîne via la chaîne d'ombre simplifie le processus de vérification client avec RGB++. Les utilisateurs n'ont qu'à vérifier les transactions pertinentes sur la chaîne d'ombre pour valider l'exactitude des calculs d'état. Cette méthode de vérification en chaîne optimise l'expérience utilisateur et évite la gestion complexe des UTXO de RGB.

Arch Network : solution de contrat intelligent basée sur ZK

Arch Network est principalement composé d'Arch zkVM et d'un réseau de nœuds de validation, utilisant des preuves à divulgation nulle de connaissance et un réseau de validation décentralisé pour garantir la sécurité et la confidentialité des contrats intelligents, plus facile à utiliser que RGB, et sans avoir besoin de lier une chaîne UTXO supplémentaire comme avec RGB++.

Arch zkVM utilise RISC Zero ZKVM pour exécuter des contrats intelligents et générer des preuves à divulgation nulle de connaissance, validées par un réseau de nœuds de validation décentralisés. Le système fonctionne sur la base du modèle UTXO, encapsulant l'état des contrats intelligents dans des State UTXOs, ce qui améliore la sécurité et l'efficacité.

Les UTXOs d'actifs sont utilisés pour représenter Bitcoin ou d'autres jetons, et peuvent être gérés par le biais d'une délégation. Le réseau de validation vérifie le contenu ZKVM via des nœuds leaders sélectionnés aléatoirement, utilisant le schéma de signature FROST pour agréger les signatures des nœuds, et diffuse finalement la transaction sur le réseau Bitcoin.

Arch zkVM fournit une machine virtuelle Turing complète pour Bitcoin, capable d'exécuter des contrats intelligents complexes. Après chaque exécution de contrat, une preuve à connaissance nulle est générée, utilisée pour vérifier la validité du contrat et les changements d'état.

Arch utilise le modèle UTXO de Bitcoin, où l'état et les actifs sont encapsulés dans des UTXOs, et la transformation de l'état se fait par le biais du concept d'utilisation unique. Les données d'état des contrats intelligents sont enregistrées sous forme de state UTXOs, tandis que les actifs de données d'origine sont enregistrés sous forme d'Asset UTXOs.

Bien qu'Arch n'innove pas dans la structure de la blockchain, il nécessite un réseau de nœuds de validation. À chaque époque Arch, le système choisit aléatoirement un nœud Leader en fonction des droits de propriété, responsable de la propagation des informations. Tous les zk-proofs sont validés par un réseau de nœuds de validation décentralisé, garantissant la sécurité du système et sa résistance à la censure, et génèrent une signature pour le nœud Leader. Une fois que les transactions ont été signées par un nombre suffisant de nœuds, elles peuvent être diffusées sur le réseau Bitcoin.

![Liens UTXO : Explication des solutions de contrats intelligents BTC RGB, RGB++ et Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

Résumé

RGB, RGB++ et Arch Network ont chacun leurs caractéristiques en matière de conception de la Programmabilité de Bitcoin, et continuent tous l'idée de lier les UTXO. La propriété d'utilisation unique des UTXO est plus adaptée à l'enregistrement de l'état des contrats intelligents.

Cependant, ces solutions sont également confrontées à des défis communs : une mauvaise expérience utilisateur et des améliorations de performance limitées. Arch et RGB étendent principalement les fonctionnalités plutôt que les performances ; RGB++ améliore l'expérience utilisateur en introduisant une chaîne UTXO haute performance, mais cela introduit également des hypothèses de sécurité supplémentaires.

Avec l'arrivée de plus de développeurs dans la communauté Bitcoin, nous verrons davantage de solutions innovantes d'extension, telles que la proposition de mise à niveau op-cat actuellement en discussion. Les solutions qui respectent les attributs natifs de Bitcoin méritent une attention particulière. La méthode de liaison UTXO est un moyen efficace d'étendre ses capacités de programmabilité sans mettre à niveau le réseau Bitcoin. Si les problèmes d'expérience utilisateur peuvent être résolus, cela constituera une percée majeure pour les contrats intelligents Bitcoin.