Розвиток програмованості екосистеми Біткойн

Біткойн як найбільш ліквідна та безпечна блокчейн-технологія після буму інгравування привернув велику кількість розробників. Вони швидко звернули увагу на програмованість та питання масштабованості Біткойна. Завдяки впровадженню різних рішень, таких як ZK, DA, бічні ланцюги, rollup, restaking, екосистема Біткойна переживає новий пік процвітання, стаючи основною темою поточного бика.

Однак багато проектів перейняли досвід масштабування платформ смарт-контрактів, таких як Ефіріум, і часто покладаються на централізовані міжланцюгові мости, що стає потенційною слабкістю системи. Дуже мало рішень розроблено на основі особливостей самого Біткойна, що пов'язано з недружнім досвідом розробки Біткойна. Біткойн важко запускає смарт-контракти, головними причинами є:

1. Мова сценаріїв Біткойн обмежує Тюрінгову повноту для забезпечення безпеки.
2. Біткойн блокчейн зберігає дані для простих транзакцій, не оптимізуючи їх для складних смарт-контрактів.
3. Біткойн не має віртуальної машини для виконання смарт-контрактів.

2017 року ізоляційне свідчення ( SegWit ) розширило обмеження розміру блоків Біткойн; оновлення Taproot 2021 року зробило можливим верифікацію масових підписів, спростивши обробку транзакцій. Ці оновлення проклали шлях до програмованості Біткойн.

У 2022 році розробник Кейсі Родармор запропонував "Теорію Ординалів", що описує спосіб вбудовування будь-яких даних у транзакції Біткойна. Це відкриває нові можливості для безпосереднього вбудовування інформації про стан та метаданих у ланцюг Біткойна, відкриваючи нові ідеї для застосувань, які потребують доступних та перевіряємих даних про стан.

Наразі більшість проектів, що розширюють програмованість Біткойну, покладаються на другий рівень мережі (L2), що вимагає від користувачів довіри до кросчейн-мостів, ставлячи основні перешкоди для L2 в отриманні користувачів та ліквідності. Крім того, Біткойн позбавлений рідної віртуальної машини або програмованості, що унеможливлює зв'язок між L2 та L1 без підвищення довірчих припущень.

RGB, RGB++ та Arch Network намагаються посилити програмованість Біткойна, виходячи з його рідних властивостей, пропонуючи можливості смарт-контрактів та складних угод різними способами:

1. RGB є схемою смарт-контрактів, яка перевіряється через клієнтську програму поза ланцюгом і реєструє зміни стану контракту в UTXO Біткойна. Хоча є певні переваги в конфіденційності, процес використання є складним і бракує комбінованості контрактів, тому розвиток наразі повільний.

2. RGB++ є ще одним розширенням Nervos, заснованим на концепції RGB, який все ще ґрунтується на прив'язці UTXO, але використовує саму ланцюг як клієнта-верифікатора з консенсусом, надаючи рішення для крос-ланцюгового переміщення метаданих активів, підтримуючи перенесення будь-якої структури UTXO.

3. Arch Network надає рідне рішення для смарт-контрактів для Біткойн, створює ZK віртуальну машину та мережу валідаторів, шляхом агрегації транзакцій фіксує зміни стану та етапи активів у транзакціях Біткойн.

RGB

RGB є раннім підходом до розширення смарт-контрактів у спільноті Біткойн, який упаковує дані стану через UTXO, забезпечуючи важливі ідеї для подальшого рідного розширення Біткойн.

RGB використовує перевірку поза блокчейном, переміщуючи перевірку передачі монет з рівня консенсусу Біткойн на позаблокчейн, де її перевіряють спеціалізовані клієнти, пов'язані з транзакціями. Це зменшує потребу в широкому розповсюдженні в мережі, покращуючи конфіденційність і ефективність. Однак такий спосіб покращення конфіденційності є двосічним мечем. Хоча він підвищує захист конфіденційності, він робить третіх сторін невидимими, ускладнюючи фактичні операції та розробку, що погіршує користувацький досвід.

RGB вводить концепцію одноразових пломб. Кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що еквівалентно блокуванню під час створення та розблокуванню під час витрачання. Стан смарт-контракту інкапсульований за допомогою UTXO і управляється пломбой, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

RGB++

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

RGB++ використовує туринг-повну UTXO-ланцюг (таку як CKB або інші ланцюги) для обробки позамежних даних та смарт-контрактів, що додатково підвищує програмованість Біткойна та забезпечує безпеку через гомоморфне зв'язування BTC.

RGB++ використовує Turing-complete UTXO-ланцюг як тіньовий ланцюг, здатний виконувати складні смарт-контракти та пов'язаний з Біткойн UTXO, що підвищує програмованість і гнучкість системи. UTXO Біткойн та UTXO тіньового ланцюга ізоморфно пов'язані, що забезпечує узгодженість стану та активів між обома ланцюгами, гарантуючи безпеку транзакцій.

RGB++ розширюється на всі тьюрінгові повноцінні UTXO-ланцюги, підвищуючи міжланцюгову взаємодію та ліквідність активів. Ця підтримка мульти-ланцюгів підвищує гнучкість системи. Водночас, завдяки однорідному зв'язуванню UTXO, реалізується безмостова міжланцюгова взаємодія, що усуває проблему "підроблених монет", забезпечуючи автентичність та узгодженість активів.

Онлайн-перевірка через тіньовий ланцюг спростила процес перевірки клієнта в RGB++. Користувачам потрібно лише перевірити транзакції, пов'язані з тіньовим ланцюгом, щоб підтвердити правильність обчислення стану RGB++. Цей спосіб онлайн-перевірки оптимізує користувацький досвід. Використання тіньового ланцюга з повною програмованістю уникає складного управління UTXO в RGB, пропонуючи спрощений та дружній до користувача досвід.

Арочна мережа

Arch Network складається в основному з Arch zkVM та мережі верифікаційних вузлів Arch, використовуючи нульові знання та децентралізовану мережу верифікації для забезпечення безпеки та конфіденційності смарт-контрактів, є більш зручним, ніж RGB, і не вимагає прив'язки до іншого UTXO-ланцюга, як RGB++.

Arch zkVM використовує RISC Zero ZKVM для виконання смарт-контрактів та генерації нульових доказів, які перевіряються мережею децентралізованих вузлів. Система працює на основі моделі UTXO, упаковуючи стан смарт-контрактів у State UTXOs, що підвищує безпеку та ефективність.

Активи UTXOs використовуються для представлення Біткойн або інших токенів, які можна управляти шляхом делегування. Мережа Arch перевіряє вміст ZKVM за допомогою випадково обраних лідер-нод, використовуючи схему підпису FROST для агрегації підписів вузлів, в кінцевому підсумку транзакція транслюється в мережу Біткойн.

Arch zkVM надає Біткойну тюрінг-повну віртуальну машину, здатну виконувати складні смарт-контракти. Після кожного виконання контракту генерується нульове знання, яке використовується для перевірки правильності контракту та зміни стану.

Arch використовує модель UTXO Біткойна, стан і активи інкапсульовані в UTXO, через концепцію одноразового використання здійснюється перетворення стану. Дані стану смарт-контракту записуються як state UTXOs, а оригінальні активи записуються як Asset UTXOs. Arch забезпечує, щоб кожен UTXO міг бути витрачений лише один раз, надаючи безпечне управління станом.

Arch хоч і не інноваційна структура блокчейну, але потребує мережі верифікаційних вузлів. Протягом кожного Arch Epoch система випадковим чином обирає вузол-лідер на основі прав власності, який відповідає за поширення інформації серед усіх верифікаційних вузлів мережі. Усі zk-докази верифікуються децентралізованою мережею верифікаційних вузлів, що забезпечує безпеку системи та стійкість до цензури, а також генерує підпис для вузла-лідера. Як тільки транзакція отримує необхідну кількість підписів вузлів, вона може бути транслювана в мережу Біткойн.

Підсумок

У дизайні програмованості Біткойн RGB, RGB++ та Arch Network мають свої особливості, але всі вони продовжують ідею прив'язки UTXO. Одноразова авторизаційна властивість UTXO краще підходить для запису стану смарт-контрактів.

Однак недоліки цих рішень також очевидні, в основному проявляються у поганому користувацькому досвіді, затримках підтвердження, які відповідають Біткойну, та низькій продуктивності. Вони лише розширили функціональність, не підвищивши продуктивність, що більш очевидно в Arch і RGB. RGB++ запропонувала кращий користувацький досвід, впровадивши високопродуктивний UTXO-ланцюг, але також внесла додаткові припущення щодо безпеки.

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, які відповідають рідним властивостям Біткойн, заслуговують особливої уваги. Метод прив'язки UTXO є найефективнішим способом розширення програмування Біткойн без оновлення мережі Біткойн. Якщо вдасться вирішити проблеми з користувацьким досвідом, це принесе величезний прогрес для смарт-контрактів Біткойн.