Розширення смартконтрактів в екосистемі Біткойн

Біткойн як найбільш ліквідний та безпечний блокчейн після виникнення інсайтов залучив велику кількість розробників. Ці розробники швидко звернули увагу на програмованість Біткойну та проблеми масштабування. Завдяки впровадженню інноваційних рішень, таких як нульові знання, доступність даних, бічні ланцюги, rollup та restaking, екосистема Біткойну переживає безпрецедентний розквіт, ставши центром уваги на нинішньому ринку.

Однак багато проектів розширення запозичили досвід платформ смартконтрактів, таких як Ефіріум, і часто покладаються на централізовані кросчейн мости, що стало слабким місцем системи. Дуже мало рішень, які були б розроблені на основі властивостей самого Біткойна, що пов'язано з поганим досвідом розробників у Біткойні. Біткойн через певні обмеження не може працювати зі смартконтрактами так, як це робить Ефіріум:

1. Мова сценаріїв Біткойн пожертвувала Тюрінговою повнотою для забезпечення безпеки, не здатна виконувати складні смартконтракти.
2. Біткойн блокчейн зберігання оптимізований для простих транзакцій, не підходить для складних смартконтрактів.
3. Біткойн не має віртуальної машини для роботи зі смартконтрактами.

Ізоляційне свідчення 2017 року та оновлення Taproot 2021 року додали програмованість до Біткойну. У 2022 році розробник Кейсі Родармор запропонував "Теорію Ордіналів", яка відкрила нові можливості для вбудовування інформації про стан і метаданих у ланцюг Біткойна.

Наразі більшість проектів, що розширюють програмність Біткойна, залежать від другого рівня мережі, що вимагає від користувачів довіри до крос-ланцюгових мостів, що стає перешкодою для залучення користувачів і ліквідності. Крім того, Біткойн не має рідної віртуальної машини або програмності, що ускладнює реалізацію комунікації між другим і першим рівнем без додаткової довіри.

RGB, RGB++ та Arch Network намагаються покращити програмованість Біткойна, виходячи з його первісних властивостей, пропонуючи смартконтракти та складні торгові можливості різними способами:

1. RGB за допомогою офлайн-клієнта перевіряє виконання смартконтрактів, фіксуючи зміни стану в UTXO Біткойна. Хоча це має переваги в плані конфіденційності, процес є складним і не вистачає комбінованості контрактів, розвиток повільний.

2. RGB++ на основі ідеї RGB використовує Тюринг-повну UTXO-ланцюг для обробки даних поза мережею та смартконтрактів, забезпечуючи безпеку через гомоморфне зв'язування BTC.

3. Arch Network надає рідне рішення смартконтрактів для Біткойн, створюючи мережу ZK віртуальної машини та валідаторів, через агрегацію транзакцій фіксуючи зміни стану та записи активів у транзакціях Біткойн.

RGB

RGB є ранньою ідеєю розширення смартконтрактів у спільноті Біткойн, що використовує UTXO для упаковки та запису стану даних, забезпечуючи важливу концепцію для подальшого рідного розширення Біткойн.

RGB використовує верифікацію поза блокчейном, переміщуючи верифікацію переміщення монет з консенсусного рівня Біткойн до поза блокчейну, де її перевіряють спеціалізовані клієнти, пов'язані з транзакціями. Це зменшує потреби в широкій трансляції по всій мережі, підвищуючи конфіденційність та ефективність. Проте, цей спосіб підвищення конфіденційності є подвійним мечем. Хоча він покращує захист конфіденційності, це призводить до невидимості для третіх сторін, ускладнюючи операції та розробку, що погіршує досвід користувачів.

RGB вводить концепцію одноразового використання пломби. Кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що еквівалентно блокуванню під час створення та розблокуванню під час витрати. Стан смартконтракту упакований через UTXO і управляється пломбою, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

RGB++

RGB++ є ще одним розширенням на базі концепції RGB, яке також ґрунтується на прив'язці UTXO.

RGB++ використовує Тюрінг-повну UTXO-ланцюг для обробки позашляхових даних та смартконтрактів, що підвищує програмованість Біткойна та забезпечує безпеку через гомоморфне зв'язування BTC.

RGB++ використовує повноцінний UTXO ланцюг як тіньовий ланцюг, що дозволяє виконувати складні смартконтракти та зв'язувати їх з Біткойн UTXO, збільшуючи програмність і гнучкість системи. Біткойн UTXO та UTXO тіньового ланцюга гомоморфно зв'язані, що забезпечує узгодженість стану та активів між двома ланцюгами, гарантуючи безпеку транзакцій.

RGB++ розширюється на всі Тюрінг-повні UTXO-ланцюги, підвищуючи міжланцюгову взаємодію та ліквідність активів. Підтримка багатьох ланцюгів дозволяє RGB++ поєднуватися з будь-яким Тюрінг-повним UTXO-ланцюгом, підвищуючи гнучкість системи. Завдяки UTXO-однорідному зв'язуванню реалізується безмістковий міжланцюговий зв'язок, що запобігає проблемі "фальшивих монет", забезпечуючи автентичність та узгодженість активів.

Верифікація в ланцюзі тіней спростила процес верифікації клієнта. Користувачам потрібно лише перевірити пов’язані транзакції в ланцюзі тіней, щоб підтвердити правильність розрахунків стану RGB++. Ця верифікація в ланцюзі спростила процес і оптимізувала користувацький досвід. Використання тюрінгового повного ланцюга тіней уникнуло складного управління UTXO RGB, надаючи більш спрощений і зручний для користувача досвід.

Арочна мережа

Arch Network складається в основному з Arch zkVM та мережі валідаційних вузлів, які використовують нульові знання та децентралізовану валідаційну мережу для забезпечення безпеки та конфіденційності смартконтрактів, є більш зручними, ніж RGB, і не вимагають прив'язки до іншого UTXO-ланцюга, як RGB++.

Arch zkVM використовує RISC Zero ZKVM для виконання смартконтрактів і генерації нульових доказів, які перевіряються мережею децентралізованих вузлів. Система працює на основі моделі UTXO, упаковуючи стан смартконтракту в State UTXOs, що підвищує безпеку та ефективність.

Активи UTXO представляють Біткойн або інші монети, які можна управляти через делегування. Мережа Arch випадковим чином обирає лідер-нод для верифікації ZKVM, використовуючи схему підпису FROST для агрегації підписів нод, а в кінцевому підсумку транслює транзакцію в мережу Біткойн.

Arch zkVM надає Біткойну тьюрінг-повну віртуальну машину для виконання складних смартконтрактів. Після кожного виконання контракту генерується нульове знання доказу для перевірки правильності контракту та змін стану.

Arch використовує модель UTXO Біткойна, стан та активи упаковані в UTXO, шляхом концепції одноразового використання здійснюється перехід стану. Дані стану смартконтрактів записуються як state UTXOs, а дані активів записуються як Asset UTXOs. Arch забезпечує, щоб кожен UTXO міг бути витрачений лише один раз, що забезпечує безпечне управління станом.

Arch хоч і не інноваційна структура блокчейн, але потребує перевірки мережі вузлів. Протягом кожного архіпелагу Epoch система випадковим чином обирає лідера з правами, який відповідає за передачу інформації іншим вузлам-верифікаторам у мережі. Усі нульові знання підтверджуються децентралізованою мережею вузлів-верифікаторів, що забезпечує безпеку системи та її стійкість до цензури, і генеруються підписи для вузла-лідера. Як тільки угоду підпише необхідна кількість вузлів, її можна транслювати в мережі Біткойн.

Підсумок

RGB, RGB++ та Arch Network мають свої особливості в дизайні програмованості Біткойн, продовжуючи ідею прив'язки UTXO. Одноразове використання UTXO з його властивістю авторизації краще підходить для запису стану смартконтрактів.

Однак ці рішення також мають очевидні недоліки, такі як поганий досвід користування, затримка підтвердження, що відповідає Біткойну, та низька продуктивність. Arch і RGB в основному розширюють функціональність, а не підвищують продуктивність; RGB++ покращує досвід користування шляхом впровадження високопродуктивного UTXO-ланцюга, але вводить додаткові припущення щодо безпеки.

Зі збільшенням кількості розробників, які приєднуються до спільноти Біткойн, ми побачимо більше рішень для масштабування, таких як пропозиція оновлення op-cat, що активно обговорюється. Рішення, які відповідають природи Біткойн, заслуговують на увагу; метод прив’язки UTXO є ефективним способом розширення програмування без оновлення мережі Біткойн. Якщо буде вирішено питання користувацького досвіду, це принесе значний прогрес для смартконтрактів Біткойн.