Eksplorasi Programmabilitas Ekosistem Bitcoin

Bitcoin sebagai blockchain dengan likuiditas terbaik dan keamanan tertinggi, baru-baru ini menarik perhatian banyak pengembang. Dengan ledakan inskripsi, programmabilitas dan masalah skalabilitas ekosistem Bitcoin menjadi fokus. Para pengembang sedang mendorong ekosistem Bitcoin menuju puncak kemakmuran baru dengan memperkenalkan inovasi seperti ZK, DA, sidechain, rollup, dan restaking, menjadi tema inti dari bull market kali ini.

Namun, banyak solusi skalabilitas yang ada saat ini mengadaptasi pengalaman platform kontrak pintar seperti Ethereum, seringkali bergantung pada jembatan lintas rantai terpusat, yang menjadi kelemahan potensial sistem. Solusi yang dirancang benar-benar berdasarkan karakteristik Bitcoin itu sendiri relatif sedikit, yang berkaitan dengan lingkungan pengembangan Bitcoin yang kurang ramah. Bitcoin menghadapi beberapa keterbatasan kunci:

1. Bahasa skrip membatasi ketepatan Turing demi keamanan, sehingga tidak dapat menjalankan kontrak pintar yang kompleks seperti Ethereum.
2. Struktur penyimpanan blockchain dioptimalkan untuk transaksi sederhana, tidak cocok untuk operasi kontrak pintar yang kompleks.
3. Kurangnya mesin virtual yang dirancang khusus untuk menjalankan kontrak pintar.

Meskipun demikian, peningkatan jaringan Bitcoin dalam beberapa tahun terakhir telah meletakkan dasar untuk meningkatkan programmabilitas. Segregated Witness ( SegWit ) pada tahun 2017 memperluas batas ukuran blok, sementara peningkatan Taproot pada tahun 2021 mewujudkan verifikasi tanda tangan massal, menyederhanakan operasi seperti pertukaran atom, dompet multi-tanda tangan, dan pembayaran bersyarat.

Pada tahun 2022, pengembang Casey Rodarmor mengusulkan "Teori Ordinal" yang membuka jalan baru untuk menyematkan metadata di blockchain Bitcoin, yang memiliki arti penting bagi aplikasi yang memerlukan data status yang dapat diakses dan diverifikasi.

Saat ini, sebagian besar proyek yang meningkatkan kemampuan pemrograman Bitcoin bergantung pada solusi jaringan lapisan kedua (L2), yang mengharuskan pengguna untuk mempercayai jembatan lintas rantai, menjadi hambatan utama bagi L2 dalam mendapatkan pengguna dan likuiditas. Selain itu, Bitcoin kekurangan mesin virtual asli atau programmabilitas, sehingga sulit untuk mewujudkan komunikasi langsung antara L2 dan L1 tanpa asumsi kepercayaan tambahan.

Dalam konteks ini, proyek-proyek seperti RGB, RGB++, dan Arch Network mencoba untuk meningkatkan Programmabilitas mereka melalui berbagai metode berdasarkan sifat asli Bitcoin:

1. RGB melalui klien off-chain validate untuk mengimplementasikan kontrak pintar, mencatat perubahan status dalam UTXO Bitcoin. Meskipun memiliki keuntungan privasi, namun operasinya kompleks dan kurang memiliki kombinabilitas kontrak, sehingga perkembangannya cukup lambat.

2. RGB++ telah ditingkatkan dari RGB, menggunakan validator klien yang memiliki konsensus, menyediakan solusi untuk aset metadata lintas rantai, mendukung transfer aset dari rantai dengan struktur UTXO apa pun.

3. Arch Network menyediakan solusi kontrak pintar asli untuk Bitcoin, menciptakan mesin virtual ZK dan jaringan node validator, dengan mengagregasi transaksi untuk mencatat perubahan status dan aset dalam transaksi Bitcoin.

RGB: Upaya Perluasan Kontrak Cerdas Awal

RGB adalah solusi penting yang dieksplorasi oleh komunitas Bitcoin pada awalnya untuk memperluas kontrak pintar, dengan membungkus data status melalui UTXO, memberikan pemikiran kunci untuk perluasan asli Bitcoin di masa mendatang.

RGB menggunakan mekanisme verifikasi off-chain, yang memindahkan verifikasi transfer koin dari lapisan konsensus Bitcoin ke off-chain, yang dieksekusi oleh klien yang terkait dengan transaksi tertentu. Cara ini mengurangi kebutuhan siaran di seluruh jaringan, meningkatkan privasi dan efisiensi. Namun, peningkatan privasi ini juga membawa masalah seperti kompleksitas operasi dan kesulitan pengembangan, yang berdampak pada pengalaman pengguna.

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

RGB++: Solusi lintas rantai berbasis UTXO

RGB++ adalah jalur pengembangan lain yang dikembangkan oleh Nervos berdasarkan pemikiran RGB, 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 menjamin keamanan melalui pengikatan isomorfik BTC.

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

RGB++ memperluas dukungan untuk semua rantai UTXO yang Turing lengkap, meningkatkan interoperabilitas lintas rantai dan likuiditas aset. Melalui pengikatan homomorfik UTXO, memungkinkan lintas rantai tanpa jembatan, menghindari masalah "koin palsu" dari jembatan lintas rantai tradisional, dan memastikan keaslian serta konsistensi aset.

Melalui shadow chain untuk verifikasi on-chain, RGB++ menyederhanakan proses verifikasi klien, pengguna hanya perlu memeriksa transaksi terkait di shadow chain untuk memverifikasi keakuratan perhitungan status. Metode verifikasi on-chain ini mengoptimalkan pengalaman pengguna, menghindari manajemen UTXO RGB yang kompleks.

Arch Network: Solusi kontrak pintar berbasis ZK

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

Arch zkVM menggunakan RISC Zero ZKVM untuk mengeksekusi kontrak pintar dan menghasilkan bukti nol pengetahuan, yang divalidasi oleh jaringan node verifikasi terdesentralisasi. Sistem ini berjalan berdasarkan model UTXO, membungkus status kontrak pintar dalam State UTXOs, meningkatkan keamanan dan efisiensi.

Asset UTXOs digunakan untuk mewakili Bitcoin atau token lainnya, yang dapat dikelola melalui cara delegasi. Jaringan verifikasi memverifikasi konten ZKVM melalui node pemimpin yang dipilih secara acak, menggunakan skema tanda tangan FROST untuk menggabungkan tanda tangan node, dan akhirnya menyiarkan transaksi ke jaringan Bitcoin.

Arch zkVM menyediakan mesin virtual yang Turing lengkap untuk Bitcoin, mampu menjalankan kontrak pintar yang kompleks. Setiap kali kontrak dieksekusi, bukti nol pengetahuan dihasilkan untuk memverifikasi keabsahan kontrak dan perubahan status.

Arch menggunakan model UTXO Bitcoin, status dan aset dibungkus dalam UTXO, melakukan transisi status melalui konsep penggunaan tunggal. Data status kontrak pintar dicatat sebagai state UTXOs, dan aset data asli dicatat sebagai Asset UTXOs.

Meskipun Arch tidak memiliki struktur blockchain yang inovatif, perlu ada jaringan node verifikasi. Setiap periode Arch Epoch, sistem secara acak memilih node Leader berdasarkan hak suara, yang bertanggung jawab untuk penyebaran informasi. Semua zk-proofs diverifikasi oleh jaringan node verifikasi terdesentralisasi, memastikan keamanan dan ketahanan sistem terhadap sensor, serta menghasilkan tanda tangan untuk node Leader. Setelah transaksi mendapatkan tanda tangan dari cukup banyak node, transaksi tersebut dapat disiarkan di jaringan Bitcoin.

Ringkasan

RGB, RGB++, dan Arch Network memiliki karakteristik unik dalam desain kemampuan pemrograman Bitcoin, semuanya melanjutkan pemikiran pengikatan UTXO. Sifat penggunaan sekali pakai dari UTXO lebih cocok untuk pencatatan status kontrak pintar.

Namun, solusi-solusi ini juga menghadapi tantangan bersama: pengalaman pengguna yang kurang baik dan peningkatan kinerja yang terbatas. Arch dan RGB terutama memperluas fungsionalitas daripada kinerja; RGB++ meningkatkan pengalaman pengguna dengan memperkenalkan rantai UTXO berkinerja tinggi, tetapi juga memperkenalkan asumsi keamanan tambahan.

Seiring dengan semakin banyaknya pengembang yang bergabung dengan komunitas Bitcoin, kita akan melihat lebih banyak solusi inovatif untuk skalabilitas, seperti proposal peningkatan op-cat yang sedang didiskusikan. Solusi yang sesuai dengan sifat asli Bitcoin patut mendapatkan perhatian khusus. Metode pengikatan UTXO adalah cara efektif untuk memperluas kemampuan pemrograman tanpa meningkatkan jaringan Bitcoin. Jika masalah pengalaman pengguna dapat diatasi, ini akan membawa terobosan besar bagi kontrak pintar Bitcoin.