BitVM優化:提高比特幣智能合約能力

引言

比特幣作爲去中心化數字資產具有重要價值,但在可擴展性方面存在局限。比特幣的UTXO模型導致系統無狀態,難以執行復雜計算。爲解決這一問題,近期提出了BitVM方案,旨在實現比特幣上的圖靈完備合約。

BitVM允許在不改變比特幣共識的情況下驗證任意復雜計算。它利用比特幣腳本和Taproot實現樂觀Rollup,通過Lamport籤名在UTXO間建立聯繫。BitVM極大拓展了比特幣的應用場景,但仍處於早期階段,在效率和安全性方面有待優化。本文提出幾點改進思路,以進一步提升BitVM的性能。

BitVM原理

BitVM定位爲比特幣的鏈下合約系統。它通過Lamport一次性籤名實現有狀態的比特幣腳本,並採用挑戰響應機制支持復雜計算的驗證。主要組件包括:

• 電路承諾:將程序編譯爲二進制電路並承諾在Taproot地址中
• 挑戰和響應:預籤一系列交易實現挑戰-響應遊戲
• 模棱兩可懲罰:證明者作惡時驗證者可獲得其存款

BitVM優化方案

基於ZK降低OP交互次數

結合零知識證明和欺詐證明,構建ZK Fraud Proof,實現On-Demand ZK Proof。僅在有挑戰時生成ZK證明,降低計算成本。

比特幣友好的一次性籤名

探索Winternitz等更緊湊的一次性籤名方案,以降低籤名和公鑰長度,從而減少交易數據和手續費。

比特幣友好的哈希函數

研究BLAKE3等比特幣友好的哈希函數實現,優化腳本大小和驗證效率。探索新的比特幣友好哈希函數。

Scriptless Scripts BitVM

利用Schnorr多重籤名和適配器籤名實現BitVM電路中的邏輯門承諾,節省腳本空間並提高效率。

無需許可的多方挑戰

設計無需許可的多方OP挑戰協議,將BitVM的信任模型擴展至1-of-N。解決女巫攻擊和延遲攻擊等問題。

結論

BitVM技術仍處於早期階段,未來需要在多個方向持續優化,以實現比特幣的可擴展性提升,促進比特幣生態的繁榮發展。