Дослідження програмованості екосистеми Біткойн

Біткойн як найліквідніший та найбезпечніший блокчейн, після буму інсcriptions, привернув велику кількість розробників. Ці розробники швидко зосередили свою увагу на Програмованість та питаннях масштабування Біткойна. Завдяки впровадженню різноманітних рішень, таких як ZK, DA, бічні ланцюги, rollup та restaking, екосистема Біткойна переживає новий пік процвітання, ставши центральною темою цього бичачого ринку.

Однак багато проектів продовжують використовувати досвід масштабування таких платформ, як Ethereum, покладаючись на централізовані крос-ланцюгові мости, що стає потенційною слабкістю системи. Рідко коли проекти розробляються на основі власних характеристик Біткойну, що пов'язано з поганим досвідом розробників Біткойну. Біткойн важко виконувати смарт-контракти, як це робить Ethereum, з наступних причин:

1. Мова сценаріїв Біткойна обмежує тюрінгову повноту для забезпечення безпеки, що ускладнює виконання складних смарт-контрактів.
2. Біткойн блокчейн зберігання розроблений для простих транзакцій, не оптимізований для складних смарт-контрактів.
3. Біткойн не має віртуальної машини для запуску смарт-контрактів.

У 2017 році впровадження SegWit ( із ізольованими свідками збільшило обмеження на розмір блоків Біткойна; оновлення Taproot 2021 року дозволило ефективніше обробляти транзакції (такі як атомарні обміни, багатопідписні гаманці та умовні платежі) завдяки можливості масової перевірки підписів. Ці досягнення проклали шлях до програмованості Біткойна.

У 2022 році розробник Кейсі Родармор представив "Теорію ординалів", в якій описується схема нумерації Сатоші, що дозволяє вбудовувати зображення та інші дані в транзакції Біткойна. Це відкриває нові можливості для безпосереднього вбудовування інформації про стан і метаданих у ланцюг Біткойна, надаючи нові ідеї для програм, які потребують доступних і перевірених даних про стан.

Наразі більшість проектів, що розширюють програмованість Біткойна, покладаються на мережі другого рівня (L2), що вимагає від користувачів довіри до крос-ланцюгових мостів, що є основною перешкодою для залучення користувачів і ліквідності до L2. Крім того, Біткойн наразі не має рідної віртуальної машини або програмованості, що унеможливлює комунікацію між L2 та L1 без збільшення додаткових припущень про довіру.

RGB, RGB++ та Arch Network намагаються зосередитися на рідних властивостях Біткойна, підвищуючи його Програмованість, пропонуючи можливості смарт-контрактів та складних транзакцій різними способами:

1. RGB є схемою смарт-контракту, яка перевіряється через клієнт на блокчейні, що реєструє зміни стану смарт-контракту в UTXO Біткойна. Хоча має певні переваги в конфіденційності, її використання є складним і вона має нестачу комбінованості контрактів, внаслідок чого її розвиток відбувається повільно.

2. RGB++ є ще одним розширенням на основі концепції RGB, все ще базується на прив'язці UTXO, але шляхом використання самого ланцюга як клієнта-верифікатора з консенсусом, пропонує рішення для крос-ланцюгових метаданих активів і підтримує передачу ланцюгів з будь-якою структурою UTXO.

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

! [Прив'язка UTXO: детальне пояснення схем смарт-контрактів BTC: RGB, RGB++ та Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB

RGB є ранньою ідеєю розширення смарт-контрактів в спільноті Біткойн, яка використовує UTXO для упаковки стану даних, надаючи важливі ідеї для подальшого рідного масштабування Біткойн.

RGB використовує верифікацію поза ланцюгом, переміщуючи верифікацію передачі монет з консенсусного рівня Біткойн на поза ланцюг, де її верифікують спеціалізовані клієнти, пов'язані з транзакціями. Цей підхід зменшує потребу в глобальному мовленні, підвищуючи конфіденційність і ефективність. Однак цей спосіб підвищення конфіденційності також є двосічним мечем. Хоча він покращує захист конфіденційності, він також робить третіх сторін невидимими, ускладнюючи фактичні операції та розробку, що погіршує досвід користувачів.

RGB впровадив концепцію одноразових пломбірів. Кожен UTXO можна витратити лише один раз, що еквівалентно блокуванню при створенні і розблокуванню під час витрати. Стан смарт-контракту інкапсульований через UTXO і керується пломбами, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

![UTXO прив'язка: детальний аналіз смарт-контрактів BTC RGB, RGB++ та Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

RGB++

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

RGB++ використовує Тюрінг-повну UTXO-ланцюг для обробки поза-ланцюгових даних та смарт-контрактів, що додатково підвищує Програмованість Біткойна, і забезпечує безпеку через гомоморфне зв'язування BTC.

RGB++ використовує Turing-здатний UTXO-ланцюг як тіньовий ланцюг, що дозволяє виконувати складні смарт-контракти та прив'язується до UTXO Біткойна, підвищуючи програмованість і гнучкість системи. UTXO Біткойна та UTXO тіньового ланцюга гомоморфно пов'язані, що забезпечує узгодженість стану та активів між двома ланцюгами, гарантує безпеку транзакцій.

RGB++ розширюється на всі Тюрінгово повні UTXO-ланцюги, підвищуючи міжланцюгову інтероперабельність та ліквідність активів. Ця підтримка багатьох ланцюгів дозволяє RGB++ поєднуватися з будь-яким Тюрінгово повним UTXO-ланцюгом, підвищуючи гнучкість системи. Водночас, реалізація безмісткового міжланцюгового зв'язку через ізоморфне зв'язування UTXO уникає проблеми "фальшивих монет", забезпечуючи достовірність та узгодженість активів.

Онлайн-верифікація через тіньовий ланцюг спростила процес верифікації клієнтів RGB++. Користувачам потрібно лише перевірити транзакції, пов'язані з тіньовим ланцюгом, щоб підтвердити правильність обчислення стану RGB++. Цей спосіб онлайн-верифікації спростив процес верифікації та оптимізував досвід користувачів. Використовуючи тюрінг-повний тіньовий ланцюг, RGB++ уникнув складного управління UTXO RGB, забезпечуючи більш спрощений і дружній до користувача досвід.

Арочна мережа

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

Arch zkVM використовує RISC Zero ZKVM для виконання смарт-контрактів і генерування нульових доказів, які перевіряються мережею децентралізованих вузлів. Ця система працює на основі моделі UTXO, упаковуючи стан смарт-контракту в State UTXOs для підвищення безпеки та ефективності.

Asset UTXOs використовуються для представлення Біткойн або інших токенів і можуть управлятися через делегування. Arch валідаційна мережа перевіряє вміст ZKVM через випадково обрані лідер-узли та використовує схему підпису FROST для агрегації підписів вузлів, в кінцевому рахунку транслюючи транзакцію до мережі Біткойн.

Arch zkVM надає Біткойну універсальну віртуальну машину, яка може виконувати складні смарт-контракти. Після кожного виконання контракту генерується доказ нульового розголошення для перевірки правильності контракту та зміни його стану.

Arch використовує модель UTXO Біткойна, де стан і активи упаковані в UTXO, і здійснює перехід стану за допомогою концепції одноразового використання. Дані стану смарт-контракту записуються як state UTXOs, а оригінальні дані активів записуються як Asset UTXOs. Arch забезпечує, щоб кожен UTXO можна було витратити лише один раз, що надає безпечне управління станом.

Arch хоча й не інновує структуру блокчейну, але потребує мережі верифікаційних вузлів. Протягом кожного Arch Epoch система випадковим чином обирає вузол-лідера на основі прав, відповідального за поширення інформації серед усіх інших верифікаційних вузлів у мережі. Усі zk-proofs верифікуються децентралізованою мережею верифікаційних вузлів, що забезпечує безпеку системи та її стійкість до цензури, а також генерує підпис для вузла-лідера. Коли транзакцію підписує необхідна кількість вузлів, її можна транслювати в мережі Біткойн.

![UTXO прив'язка: детальний розгляд рішення смарт-контрактів BTC RGB, RGB++ та Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

Висновок

У дизайні програмованості Біткойн RGB, RGB++ та Arch Network мають свої особливості, всі вони продовжують ідею прив'язки UTXO, одноразова використання UTXO більш підходить для запису стану смарт-контрактів.

Однак ці рішення також мають очевидні недоліки, а саме поганий користувацький досвід, затримку підтвердження, що відповідає Біткойну, та низьку продуктивність. Вони лише розширили функціональність, не покращивши продуктивність, що особливо помітно в Arch та RGB. Хоча дизайн RGB++ забезпечує кращий користувацький досвід завдяки впровадженню високопродуктивного UTXO-ланцюга, це також приносить додаткові вимоги до безпеки.

Зі збільшенням кількості розробників, які приєднуються до спільноти Біткойн, ми станемо свідками більшої кількості рішень для масштабування, таких як пропозиція оновлення op-cat, яка активно обговорюється. Рішення, що відповідають природним властивостям Біткойн, заслуговують на особливу увагу; метод прив'язки UTXO є найефективнішим способом розширення його програмованості без оновлення мережі Біткойн. Якщо вдасться вирішити проблеми з користувацьким досвідом, це стане значним кроком вперед для смарт-контрактів Біткойн.