استكشاف تحسينات تقنية BitVM

1. المقدمة

تواجه البيتكوين كأصل رقمي لامركزي قيودًا كبيرة، مما يجعل من الصعب أن تصبح شبكة مدفوعات وتطبيقات قابلة للتوسع. يؤدي نموذج UTXO الخاص بالبيتكوين إلى نظام بلا حالة، مما يفتقر إلى القدرة على تنفيذ حسابات معقدة، مما يحد من نطاق بناء التطبيقات اللامركزية والأدوات المالية المعقدة عليها.

لحل مشكلة توسيع شبكة البيتكوين، ظهرت تقنيات مثل قنوات الحالة، والشبكات الجانبية، والتحقق من صحة العميل، ولكن كل منها له حدود معينة. في ديسمبر 2023، اقترح مشروع ZeroSync تقنية BitVM، التي تحقق عقود بيتكوين كاملة التوافق مع إمكانية التنفيذ دون تغيير توافق شبكة البيتكوين، مما يوسع بشكل كبير من حالات استخدام البيتكوين المحتملة.

ومع ذلك، لا يزال BitVM في مرحلة مبكرة، وهناك بعض المشكلات المتعلقة بالكفاءة والأمان. تقدم هذه المقالة بعض الأفكار التحسينية لمعالجة هذه المشكلات، بهدف تعزيز كفاءة وأمان BitVM.

2. مبادئ BitVM

تم تحديد BitVM كعقد خارج السلسلة لبيتكوين، من خلال توقيع لمبورت لمرة واحدة لتحقيق سكربت بيتكوين ذو حالة. تحدث حسابات برنامج BitVM خارج السلسلة، وتحدث تحقق النتائج على السلسلة. عند تعقيد التحقق بشكل زائد، يتم استخدام وضع التحدي والاستجابة لدعم تحقق الحسابات الأكثر تعقيدًا.

تستند BitVM بشكل رئيسي إلى قفل التجزئة، قفل الوقت وشجرة Taproot الكبيرة، المكونات الرئيسية تشمل:

• التزام الدائرة: تحويل البرنامج إلى دائرة ثنائية والالتزام بذلك في عنوان Taproot
• التحدي والاستجابة: توقيع مسبق لسلسلة من المعاملات لتحقيق لعبة التحدي والاستجابة
• عقوبة غير واضحة: يمكن للمحققين سحب ودائعهم عندما يرتكب المدعى عليهم جريمة.

3. تحسين BitVM

3.1 تقليل تكرار تفاعلات OP بناءً على ZK

النظر في استخدام إثباتات المعرفة الصفرية لتقليل عدد تحديات BitVM وزيادة الكفاءة. لنجعل تحديات BitVM ليست خوارزميات أصلية، بل خوارزميات تحقق، مما يقلل من عدد التحديات ويقصر دورة التحدي.

يمكن دمج إثبات المعرفة الصفرية مع إثبات الاحتيال لبناء إثبات الاحتيال ZK، وتنفيذ إثبات ZK عند الطلب. يحتاج إثبات ZK فقط عندما تكون هناك تحديات، مما يجنب تكاليف الحساب الناتجة عن إنشاء إثبات ZK بشكل مستمر.

3.2 توقيع لمرة واحدة صديق للبيتكوين

توقيع لامبورت هو المكون الأساسي لـ BitVM، لكن التوقيع والمفتاح العام طويلان. يمكن استخدام خطة توقيع وينترنيت الأحادية، مما يقلل بشكل كبير من طول التوقيع والمفتاح العام، ويخفض رسوم معاملات BitVM بمقدار لا يقل عن 50٪.

يمكن استكشاف خطة توقيع لمرة واحدة أكثر كفاءة يتم التعبير عنها باستخدام نصوص بيتكوين في المستقبل.

3.3 دالة هاش صديقة لبيتكوين

يجب استخدام نصوص بيتكوين الحالية لتحقيق دالة تجزئة صديقة للبيتكوين بأفضل طريقة، ودعم وظيفة التحقق من إثبات الإدراج في ميركل.

يمكن استخدام دالة تجزئة BLAKE3، والتي تحتوي على عدد أقل من جولات دالة الضغط. حاليًا، يبلغ حجم دالة تجزئة BLAKE3 في نصوص بيتكوين حوالي 100 كيلوبايت، وهو ما يكفي لبناء نسخة تجريبية من BitVM.

في المستقبل، يمكن تحقيق المزيد من دوال التجزئة، واختيار أكثر دوال التجزئة صداقة لبيتكوين، واستكشاف دوال تجزئة جديدة صديقة لبيتكوين.

3.4 سكريبت بدون سكريبتات BitVM

يمكن استخدام Scripts بدون نصوص، مع استخدام توقيعات Schnorr متعددة التوقيع وتوقيعات المحول لتحقيق التزام بوابات المنطق في دائرة BitVM، مما يوفر مساحة نصية لـ BitVM ويزيد من الكفاءة.

في المستقبل، سيتم تحسين الحلول الحالية، ومحاولة إدخال Scripless Scripts في وحدات وظيفة BitVM المحددة.

3.5 تحديات متعددة الأطراف بدون إذن

دراسة بروتوكولات تحدي OP متعددة الأطراف التي لا تتطلب إذن، وتوسيع نموذج الثقة في BitVM إلى 1 من N(N أكبر بكثير من n). يجب معالجة مشكلات هجمات الساحرات وهجمات التأخير.

يمكن الرجوع إلى نتائج الدراسات ذات الصلة لاستكشاف نموذج تحدي متعدد الأطراف غير المصرح به BitVM المناسب لخصائص البيتكوين.

4. الخاتمة

بدأ استكشاف تقنية BitVM للتو، وفي المستقبل سيتم استكشاف وممارسة المزيد من اتجاهات التحسين، لتحقيق توسيع بيتكوين وازدهار بيئة بيتكوين.