BitVM Teknoloji Optimizasyon Araştırması

1. Giriş

Bitcoin, merkeziyetsiz bir dijital varlık olarak önemli sınırlamalara sahiptir ve ölçeklenebilir bir ödeme ve uygulama ağı olma konusunda zorluklar yaşamaktadır. Bitcoin'in UTXO modeli, sistemin durumsuz olmasına neden olmakta, karmaşık hesaplamaları gerçekleştirme yeteneğini kısıtlamakta ve bunun sonucunda merkeziyetsiz uygulamalar ve karmaşık finansal araçlar geliştirme kapsamını sınırlamaktadır.

Bitcoin genişleme sorununu çözmek için durum kanalları, yan zincirler, istemci doğrulama gibi teknolojiler ortaya çıktı, ancak hepsinin belirli sınırlamaları var. Aralık 2023'te, ZeroSync projesi BitVM teknolojisini önerdi, bu teknoloji Bitcoin ağının konsensüsünü değiştirmeden Turing tam Bitcoin sözleşmelerini gerçekleştirmeyi sağlıyor ve Bitcoin'in potansiyel kullanım durumlarını büyük ölçüde genişletiyor.

Ancak, BitVM hala erken aşamada ve verimlilik ile güvenlik açısından bazı sorunlar var. Bu makalede, BitVM'nin verimliliğini ve güvenliğini artırmak için bu sorunlara yönelik bazı optimizasyon önerileri sunulmaktadır.

2. BitVM Prensibi

BitVM, Bitcoin'in zincir dışı sözleşmesi olarak konumlandırılmıştır ve Lamport tek seferlik imzaları aracılığıyla durumlu Bitcoin betiği gerçekleştirilir. BitVM programı hesaplamaları zincir dışı gerçekleştirir, hesaplama sonuçlarının doğrulanması ise zincir üstünde gerçekleşir. Doğrulama çok karmaşık olduğunda, daha yüksek karmaşıklıktaki hesaplama doğrulamasını desteklemek için meydan okuma yanıtı modu kullanılır.

BitVM esas olarak hash kilidi, zaman kilidi ve büyük Taproot ağaçları üzerine kuruludur, ana bileşenler şunlardır:

• Devre taahhüdü: Programı ikili devreye derleyip Taproot adresinde taahhüt etmek
• Zorluklar ve Yanıtlar: Zorluk-yanıt oyununu gerçekleştirmek için bir dizi işlemi ön imzalama
• Belirsiz ceza: Doğrulayıcı, doğrulayıcı kötü niyetli olduğunda, onun yatırımlarını alabilir.

3. BitVM Optimizasyonu

3.1 ZK Tabanlı OP Etkileşim Sayısını Azaltma

BitVM'nin zorlama sayılarını azaltmak ve verimliliği artırmak için sıfır bilgi kanıtları kullanmayı düşünün. BitVM zorlama süreci, artık temel algoritma değil, doğrulama algoritması olacak, böylece zorlama turlarını azaltacak ve zorlama sürelerini kısaltacaktır.

Sıfır bilgi kanıtını dolandırıcılık kanıtı ile birleştirerek ZK Dolandırıcılık Kanıtı oluşturabiliriz ve Talep Üzerine ZK Kanıtı gerçekleştirebiliriz. Sadece bir meydan okuma olduğunda ZK Kanıtı gereklidir, bu da sürekli ZK Kanıtı oluşturmanın hesaplama maliyetini önler.

3.2 Bitcoin dostu tek seferlik imza

Lamport imzası, BitVM'nin temel bileşenidir, ancak imza ve genel anahtar oldukça uzundur. Winternitz tek seferlik imza şemasını kullanarak, imza ve genel anahtar uzunluğunu önemli ölçüde azaltabilir ve BitVM'nin işlem ücretlerini en az %50 oranında düşürebilir.

Gelecekte Bitcoin script ile ifade edilen daha kompakt tek kullanımlık imza çözümleri keşfedilebilir.

3.3 Bitcoin dostu hash fonksiyonu

Mevcut Bitcoin script'ini kullanarak, Bitcoin dostu hash fonksiyonunu en iyi şekilde gerçekleştirmek ve merkle dahil olma kanıtı doğrulama işlevini desteklemek gerekir.

BLAKE3 hash fonksiyonu kullanılabilir, bu fonksiyonun sıkıştırma fonksiyonu turları daha azdır. Şu anda BLAKE3 hash fonksiyonu Bitcoin scripti yaklaşık 100kB'dir, bu da toy versiyonu BitVM oluşturmak için yeterlidir.

Gelecekte daha fazla hash fonksiyonu gerçekleştirilebilir, en Bitcoin dostu hash fonksiyonunu seçin ve yeni Bitcoin dostu hash fonksiyonlarını keşfedin.

3.4 Scriptless Scripts BitVM

Scriptless Scripts sayesinde, Schnorr çoklu imza ve adaptör imzası kullanarak BitVM devresindeki mantık kapısı taahhüdünü gerçekleştirmek, BitVM script alanını tasarruf etmek ve verimliliği artırmak mümkündür.

Gelecekte mevcut çözümler geliştirilecek ve Scripless Scripts'in belirli BitVM fonksiyon modüllerine entegre edilmesi denenecektir.

3.5 İzin gerektirmeyen çok taraflı meydan okuma

İzin gerektirmeyen çok taraflı OP meydan okuma protokolünü araştırmak, BitVM'nin güven modelini 1-of-N(N, n)'den çok daha büyük hale genişletmek. Cadı saldırıları ve gecikme saldırıları gibi sorunların çözülmesi gerekiyor.

Bitcoin özelliklerine uygun, izin gerektirmeyen BitVM çok taraflı meydan okuma modelini keşfetmek için ilgili araştırma sonuçlarına başvurulabilir.

4. Sonuç

BitVM teknolojisi keşfi daha yeni başladı, gelecekte Bitcoin'in ölçeklenmesi ve Bitcoin ekosisteminin canlanması için daha fazla optimizasyon yönü keşfedilecek ve uygulanacaktır.