Khám phá khả năng lập trình của hệ sinh thái Bitcoin

Bitcoin là blockchain có tính thanh khoản tốt nhất và độ an toàn cao nhất, gần đây đã thu hút được sự chú ý của nhiều nhà phát triển. Với sự bùng nổ của các ký tự, khả năng lập trình và vấn đề mở rộng của hệ sinh thái Bitcoin đã trở thành tâm điểm chú ý. Các nhà phát triển đang thúc đẩy hệ sinh thái Bitcoin tiến tới đỉnh cao thịnh vượng mới thông qua việc giới thiệu các giải pháp đổi mới như ZK, DA, sidechain, rollup và restaking, trở thành chủ đề cốt lõi của đợt thị trường tăng giá này.

Tuy nhiên, nhiều giải pháp mở rộng hiện tại đã học hỏi từ kinh nghiệm của các nền tảng hợp đồng thông minh như Ethereum, thường phụ thuộc vào cầu nối chuỗi trung tâm, điều này trở thành điểm yếu tiềm ẩn của hệ thống. Các giải pháp thực sự được thiết kế dựa trên các đặc điểm của Bitcoin thì tương đối ít, điều này liên quan đến môi trường phát triển của Bitcoin không thân thiện. Bitcoin đang phải đối mặt với một số hạn chế quan trọng:

1. Ngôn ngữ kịch bản bị hạn chế tính đầy đủ Turing để đảm bảo tính an toàn, không thể thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp như Ethereum.
2. Cấu trúc lưu trữ blockchain được tối ưu hóa cho các giao dịch đơn giản, không phù hợp cho các hoạt động hợp đồng thông minh phức tạp.
3. Thiếu máy ảo chuyên dụng để chạy hợp đồng thông minh.

Dù vậy, việc nâng cấp mạng Bitcoin trong những năm gần đây đã đặt nền tảng cho khả năng lập trình. SegWit( vào năm 2017 đã mở rộng giới hạn kích thước khối, trong khi nâng cấp Taproot vào năm 2021 đã thực hiện xác minh chữ ký hàng loạt, đơn giản hóa các thao tác như trao đổi nguyên tử, ví đa chữ ký và thanh toán có điều kiện.

Năm 2022, nhà phát triển Casey Rodarmor đã đề xuất "Ordinal Theory" mở ra một con đường mới cho việc nhúng siêu dữ liệu trên chuỗi Bitcoin, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với các ứng dụng cần dữ liệu trạng thái có thể truy cập và xác minh.

Hiện tại, hầu hết các dự án tăng cường khả năng lập trình Bitcoin đều phụ thuộc vào giải pháp mạng lớp hai )L2(, điều này yêu cầu người dùng phải tin tưởng vào cầu nối chuỗi chéo, trở thành rào cản chính để L2 thu hút người dùng và thanh khoản. Hơn nữa, Bitcoin thiếu máy ảo bản địa hoặc khả năng lập trình, khó khăn trong việc thực hiện giao tiếp trực tiếp giữa L2 và L1 mà không cần giả định tin tưởng bổ sung.

Trong bối cảnh này, các dự án như RGB, RGB++ và Arch Network cố gắng tăng cường khả năng lập trình của Bitcoin thông qua các phương pháp khác nhau:

1. RGB thông qua khách hàng bên ngoài chuỗi xác thực hợp đồng thông minh, ghi lại sự thay đổi trạng thái trong UTXO của Bitcoin. Mặc dù có lợi thế về tính riêng tư, nhưng thao tác phức tạp và thiếu tính kết hợp hợp đồng, phát triển tương đối chậm.

2. RGB++ đã được cải tiến trên cơ sở RGB, sử dụng các xác thực viên khách hàng có sự đồng thuận để cung cấp giải pháp cho việc chuyển giao tài sản metadata giữa các chuỗi, hỗ trợ chuyển giao tài sản của bất kỳ chuỗi có cấu trúc UTXO nào.

3. Arch Network cung cấp giải pháp hợp đồng thông minh gốc cho Bitcoin, tạo ra máy ảo ZK và mạng nút xác thực, thông qua việc tổng hợp giao dịch để ghi lại sự thay đổi trạng thái và tài sản trong giao dịch Bitcoin.

![UTXO绑定：详解BTC智能合约方案RGB、RGB++和Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB: Nỗ lực mở rộng hợp đồng thông minh đầu tiên

RGB là một giải pháp quan trọng trong việc mở rộng hợp đồng thông minh mà cộng đồng Bitcoin đã khám phá từ sớm, thông qua việc đóng gói dữ liệu trạng thái bằng UTXO, cung cấp ý tưởng then chốt cho việc mở rộng nguyên bản Bitcoin sau này.

RGB áp dụng cơ chế xác minh ngoại tuyến, chuyển việc xác minh chuyển nhượng token từ lớp đồng thuận của Bitcoin sang ngoại tuyến, do các khách hàng liên quan đến giao dịch cụ thể thực hiện. Cách thức này giảm nhu cầu phát sóng toàn mạng, nâng cao tính riêng tư và hiệu quả. Tuy nhiên, việc tăng cường tính riêng tư này cũng mang lại những vấn đề như phức tạp trong hoạt động và khó khăn trong phát triển, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

RGB đã giới thiệu khái niệm con dấu sử dụng một lần, mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, tương đương với việc bị khóa khi tạo ra và được mở khóa khi chi tiêu. Trạng thái hợp đồng thông minh được đóng gói qua UTXO và được quản lý bởi con dấu, cung cấp cơ chế quản lý trạng thái hiệu quả.

![Ràng buộc UTXO: Giải thích các giải pháp hợp đồng thông minh BTC RGB, RGB++ và Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

RGB++: Giải pháp chuỗi chéo dựa trên UTXO

RGB++ là một hướng mở rộng khác được phát triển trên cơ sở ý tưởng RGB của Nervos, cũng dựa trên việc gắn kết UTXO. Nó sử dụng chuỗi UTXO có khả năng lập trình Turing (như CKB hoặc các chuỗi khác) để xử lý dữ liệu ngoài chuỗi và hợp đồng thông minh, nâng cao khả năng lập trình của Bitcoin, và đảm bảo tính an toàn thông qua việc gắn kết đồng nhất BTC.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO đầy đủ khả năng lập trình làm chuỗi bóng, có thể thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp và gắn bó với UTXO Bitcoin, tăng cường tính linh hoạt lập trình của hệ thống. Sự liên kết đồng cấu giữa UTXO Bitcoin và UTXO chuỗi bóng đảm bảo tính nhất quán về trạng thái và tài sản giữa hai chuỗi, đảm bảo an toàn giao dịch.

RGB++ mở rộng hỗ trợ tất cả các chuỗi UTXO có khả năng lập trình Turing, nâng cao khả năng tương tác giữa các chuỗi và tính thanh khoản của tài sản. Thông qua việc liên kết đồng nhất UTXO để thực hiện việc chuyển giao giữa các chuỗi mà không cần cầu nối, tránh được vấn đề "tiền giả" của cầu nối truyền thống, đảm bảo tính xác thực và tính nhất quán của tài sản.

Thông qua chuỗi bóng để xác thực trên chuỗi, RGB++ đã đơn giản hóa quy trình xác thực của khách hàng, người dùng chỉ cần kiểm tra các giao dịch liên quan trên chuỗi bóng để xác thực tính chính xác của tính toán trạng thái. Cách xác thực trên chuỗi này đã tối ưu hóa trải nghiệm người dùng, tránh việc quản lý UTXO phức tạp của RGB.

Arch Network: Giải pháp hợp đồng thông minh dựa trên ZK

Arch Network chủ yếu được cấu thành từ Arch zkVM và mạng lưới nút xác thực, sử dụng chứng minh không kiến thức và mạng xác thực phi tập trung để đảm bảo an toàn và quyền riêng tư cho hợp đồng thông minh, dễ sử dụng hơn RGB và không cần phải ràng buộc với chuỗi UTXO bổ sung như RGB++.

Arch zkVM sử dụng RISC Zero ZKVM để thực thi hợp đồng thông minh và tạo ra chứng minh không kiến thức, được xác minh bởi mạng lưới nút xác minh phi tập trung. Hệ thống này hoạt động dựa trên mô hình UTXO, đóng gói trạng thái hợp đồng thông minh trong State UTXOs, tăng cường tính bảo mật và hiệu quả.

Asset UTXOs được sử dụng để đại diện cho Bitcoin hoặc các token khác, có thể được quản lý theo cách ủy thác. Mạng xác thực thông qua các nút leader được chọn ngẫu nhiên để xác thực nội dung ZKVM, sử dụng phương án ký FROST để tổng hợp chữ ký của các nút, cuối cùng phát tán giao dịch đến mạng Bitcoin.

Arch zkVM cung cấp cho Bitcoin một máy ảo hoàn chỉnh Turing, có khả năng thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp. Mỗi lần thực hiện hợp đồng, nó sẽ tạo ra bằng chứng không biết để xác minh tính chính xác của hợp đồng và sự thay đổi trạng thái.

Arch áp dụng mô hình UTXO của Bitcoin, trạng thái và tài sản được đóng gói trong UTXO, thông qua khái niệm sử dụng một lần để thực hiện chuyển đổi trạng thái. Dữ liệu trạng thái của hợp đồng thông minh được ghi lại dưới dạng state UTXOs, trong khi tài sản dữ liệu gốc được ghi lại dưới dạng Asset UTXOs.

Mặc dù Arch không có cấu trúc blockchain đổi mới, nhưng cần có mạng lưới nút xác thực. Trong mỗi Epoch Arch, hệ thống sẽ ngẫu nhiên chọn nút Leader dựa trên quyền lợi, chịu trách nhiệm truyền thông tin. Tất cả zk-proofs được mạng lưới nút xác thực phi tập trung xác thực, đảm bảo tính an toàn và khả năng chống kiểm duyệt của hệ thống, và tạo chữ ký cho nút Leader. Sau khi giao dịch nhận được chữ ký từ đủ nút, nó có thể được phát sóng trên mạng Bitcoin.

![UTXO绑定：详解Bitcoin智能合约方案RGB、RGB++和Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

Tóm tắt

RGB, RGB++ và Arch Network đều có những đặc điểm nổi bật trong thiết kế khả năng lập trình của Bitcoin, tất cả đều tiếp tục theo hướng liên kết UTXO. Tính chất sử dụng một lần của UTXO thì phù hợp hơn cho việc ghi lại trạng thái hợp đồng thông minh.

Tuy nhiên, những giải pháp này cũng phải đối mặt với những thách thức chung: trải nghiệm người dùng kém và sự cải thiện hiệu suất hạn chế. Arch và RGB chủ yếu mở rộng chức năng hơn là hiệu suất; RGB++ cải thiện trải nghiệm người dùng bằng cách giới thiệu chuỗi UTXO hiệu suất cao, nhưng cũng đưa ra giả định an ninh bổ sung.

Với việc ngày càng nhiều nhà phát triển tham gia cộng đồng Bitcoin, chúng ta sẽ thấy nhiều giải pháp mở rộng sáng tạo hơn, chẳng hạn như đề xuất nâng cấp op-cat đang được thảo luận. Những giải pháp phù hợp với các thuộc tính gốc của Bitcoin xứng đáng được chú ý. Phương pháp liên kết UTXO là một cách hiệu quả để mở rộng khả năng lập trình của nó mà không cần nâng cấp mạng Bitcoin. Nếu có thể giải quyết vấn đề trải nghiệm người dùng, điều này sẽ mang lại bước đột phá lớn cho hợp đồng thông minh Bitcoin.