Дослідження програмованості екосистеми Біткойн

Біткойн як найбільш ліквідна та безпечна блокчейн-система сьогодні отримує нові можливості для розвитку. Зі зростанням технології гравіювання, велика кількість розробників входить в екосистему Біткойн та починає звертати увагу на її Програмованість та проблеми масштабування. Завдяки впровадженню інноваційних рішень, таких як нульові знання, доступність даних, бічні ланцюги, rollup та повторне заставлення, екосистема Біткойн переживає безпрецедентний розквіт, стаючи основною темою обговорення на сьогоднішньому ринку.

Проте, багато рішень для розширення все ще спираються на досвід платформ смарт-контрактів, таких як Ефіріум, часто покладаючись на централізовані крос-чейн мости, що стає потенційною слабкістю системи. Дуже мало рішень, які спроектовані на основі самих характеристик Біткойна, що пов'язано з незручним досвідом розробників Біткойна. Через своє первісне призначення Біткойн має деякі обмеження в реалізації смарт-контрактів:

1. Мова сценаріїв Біткойн обмежила свою Тюрінгівську повноту для забезпечення безпеки, тому не може виконувати складні смарт-контракти, як це робить ефір.
2. Зберігання блокчейну Біткойн в основному призначене для простих транзакцій, не оптимізовано для складних смарт-контрактів.
3. Біткойн не має спеціалізованої віртуальної машини для виконання смарт-контрактів.

Останніми роками мережа Біткойн зазнала кількох важливих оновлень. У 2017 році ізоляційне свідчення (SegWit) розширило обмеження на розмір блоку; оновлення Taproot 2021 року дозволило верифікацію масових підписів, що підвищило ефективність обробки транзакцій. Ці оновлення створили умови для програмованості Біткойн.

У 2022 році розробник Кейсі Родармор запропонував концепцію "Ordinal Theory", яка відкрила нові можливості для безпосереднього вбудовування інформації про стан і метаданих у блокчейн Біткойн. Це надало нові ідеї для застосувань смарт-контрактів, які потребують доступних і перевіряємих даних про стан.

Наразі більшість проектів, які покращують програмованість Біткойна, покладаються на другий рівень мережі (L2), що вимагає від користувачів довіри до міжланцюгових мостів, що стає великою проблемою для залучення користувачів і ліквідності до L2. Крім того, Біткойн не має рідної віртуальної машини або програмованості, що ускладнює реалізацію комунікації між L2 і L1 без додавання додаткових припущень про довіру.

Деякі проекти намагаються підвищити свою Програмованість, виходячи з рідних властивостей Біткойн. RGB, RGB++ та Arch Network пропонують можливості смарт-контрактів і складних угод різними способами:

1. RGB через офлайн-клієнт верифікації реалізує смарт-контракти, фіксуючи зміни стану в UTXO Біткойн. Цей метод має певні переваги в конфіденційності, але є складним у використанні та має нестачу комбінаційності контрактів, що уповільнює його розвиток.

2. RGB++ є розширенням на основі концепції RGB, все ще базується на прив'язці UTXO, але використовує саму блокчейн як клієнта-валідатора з консенсусом, що забезпечує рішення для крос-ланцюгового переміщення метаданих активів і підтримує переміщення активів у будь-якій структурі UTXO.

3. Arch Network надає рідне рішення для смарт-контрактів для Біткойн, створює віртуальну машину з нульовими знаннями та відповідну мережу валідаторів, шляхом агрегування транзакцій змінює стан та записує активи в транзакціях Біткойн.

RGB використовує метод верифікації поза ланцюгом, переміщуючи верифікацію передачі токенів з рівня консенсусу Біткойн на поза ланцюг, де верифікацію здійснюють специфічні клієнти, пов'язані з транзакцією. Цей метод зменшує потребу в широкій трансляції по всій мережі, підвищуючи конфіденційність та ефективність. Однак, покращення конфіденційності також призвело до складності в експлуатації, труднощів у розробці та інших проблем, які впливають на користувацький досвід.

RGB впровадив концепцію одноразових пломб, де кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що еквівалентно блокуванню під час створення та розблокуванню під час витрачання. Стан смарт-контракту упакований через UTXO та керується пломбами, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

RGB++ використовує Turing-здатний UTXO-ланцюг для обробки позамежних даних і смарт-контрактів, що покращує програмованість Біткойна, а також забезпечує безпеку за допомогою ізоморфного зв'язування BTC. Він підтримує операції з кількома ланцюгами, більше не обмежуючись єдиним блокчейном, що підвищує міжланцюгову взаємодію та ліквідність активів.

RGB++ реалізує безмостове кросчейн-з'єднання через гомоморфне зв'язування UTXO, уникаючи проблеми "фальшивих монет" традиційних кросчейн-мостів, що забезпечує автентичність і узгодженість активів. Через тіньовий ланцюг для перевірки в мережі RGB++ спрощує процес перевірки клієнта, оптимізуючи користувацький досвід.

Arch Network складається з Arch zkVM та мережі верифікаційних вузлів, що використовує нульові знання та децентралізовану мережу верифікації для забезпечення безпеки та конфіденційності смарт-контрактів. Це простіше в використанні, ніж RGB, і не потребує прив'язки до іншої UTXO-ланцюга, як RGB++.

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

Активи UTXOs використовуються для представлення Біткойн або інших монет, які можна адмініструвати через делегування. Мережа Arch перевіряє зміст ZKVM через випадково обрані лідерські вузли, використовуючи схему підпису FROST для агрегації підписів вузлів, а в кінцевому підсумку транслює транзакцію в мережу Біткойн.

В цілому, RGB, RGB++ та Arch Network мають свої унікальні особливості в дизайні програмованості Біткойна, але всі вони продовжують ідею прив'язки UTXO. Одноразова використання UTXO краще підходить для запису стану смарт-контрактів.

Однак ці рішення мають очевидні недоліки, такі як поганий користувацький досвід і відсутність суттєвого поліпшення продуктивності. Arch і RGB в основному розширюють функціональність, а не продуктивність; RGB++ покращив користувацький досвід завдяки впровадженню високопродуктивного UTXO-ланцюга, але також додав додаткові припущення щодо безпеки.

Зі збільшенням кількості розробників, які приєднуються до спільноти Біткойн, ми побачимо більше інноваційних 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 ефективним способом розширення його програмованості без оновлення мережі Біткойн. Якщо вдасться добре вирішити питання користувацького досвіду, це буде значний прогрес у розвитку смарт-контрактів Біткойн.