Optimización de BitVM: Mejora de la capacidad de los contratos inteligentes de Bitcoin

Introducción

Bitcoin, como activo digital descentralizado, tiene un valor importante, pero presenta limitaciones en términos de escalabilidad. El modelo UTXO de Bitcoin hace que el sistema sea sin estado, lo que dificulta la ejecución de cálculos complejos. Para abordar este problema, recientemente se propuso la solución BitVM, que tiene como objetivo lograr contratos inteligentes completos en Bitcoin.

BitVM permite verificar cálculos de cualquier complejidad sin cambiar el consenso de Bitcoin. Utiliza scripts de Bitcoin y Taproot para implementar Rollup optimista, estableciendo conexiones entre UTXO a través de firmas de Lamport. BitVM amplía enormemente los escenarios de aplicación de Bitcoin, pero aún se encuentra en una etapa temprana, y su eficiencia y seguridad requieren optimización. Este artículo propone algunas ideas de mejora para aumentar aún más el rendimiento de BitVM.

Principio de BitVM

BitVM se posiciona como un sistema de contratos fuera de la cadena para Bitcoin. Utiliza la firma única de Lamport para implementar scripts de Bitcoin con estado y adopta un mecanismo de desafío y respuesta para apoyar la verificación de cálculos complejos. Los componentes principales incluyen:

• Compromiso de circuitos: compilar el programa en circuitos binarios y comprometerse en la dirección Taproot.
• Desafío y respuesta: prefirmar una serie de transacciones para implementar el juego de desafío-respuesta
• Penalización ambigua: cuando el probador actúa mal, el verificador puede obtener su depósito.

Plan de optimización de BitVM

basado en ZK para reducir el número de interacciones de OP

Combinando pruebas de conocimiento cero y pruebas de fraude, se construye ZK Fraud Proof para implementar ZK Proof bajo demanda. Se generan pruebas ZK solo cuando hay un desafío, reduciendo así los costos computacionales.

firma única amigable de Bitcoin

Explorar esquemas de firmas únicas más compactos como el de Winternitz para reducir la longitud de las firmas y las claves públicas, lo que a su vez disminuye los datos de transacción y las tarifas.

función hash amigable con Bitcoin

Investigar la implementación de funciones hash amigables con Bitcoin como BLAKE3, optimizando el tamaño de los scripts y la eficiencia de verificación. Explorar nuevas funciones hash amigables con Bitcoin.

Scripts sin guiones BitVM

Utilizar las firmas múltiples de Schnorr y las firmas adaptadoras para implementar compromisos de puertas lógicas en el circuito BitVM, ahorrando espacio en los scripts y mejorando la eficiencia.

desafío múltiple sin permiso

Diseño de un protocolo de desafío OP multiparte sin necesidad de permisos, ampliando el modelo de confianza de BitVM a 1-de-N. Aborda problemas como ataques de brujas y ataques de retraso.

Conclusión

La tecnología BitVM aún se encuentra en una etapa temprana y necesitará una optimización continua en múltiples direcciones en el futuro para lograr la mejora de la escalabilidad de Bitcoin y promover el próspero desarrollo del ecosistema de Bitcoin.