В этой статье представлены три решения смарт-контрактов для Bitcoin: #RGB, RGB++, и Arch Network@ArchNtwrk.

Фон

Биткойн в настоящее время является наиболее ликвидным и безопасным блокчейном. После появления надписей экосистема BTC привлекла множество разработчиков, которые быстро обратили внимание на программирование и проблемы масштабируемости BTC. Путем введения различных подходов, таких как ZK, DA, боковые цепи, роллапы и рестейкинг, процветание экосистемы BTC достигает новых высот, становясь главным повествованием на текущем бычьем рынке.

Однако многие из этих конструкций следуют за опытом масштабирования смарт-контрактов с ETH и других блокчейнов и полагаются на централизованные межцепные мосты, которые являются слабыми местами в системе. Несколько решений разработаны на основе характеристик самого BTC, в частности из-за менее удобного для разработчиков опыта работы с BTC. Биткоин не может выполнять смарт-контракты, как Ethereum, по нескольким причинам:

• Скриптовый язык Биткойна ограничен полнотой по Тьюрингу из соображений безопасности, что делает невозможным выполнение смарт-контрактов, таких как Ethereum.

• Хранение на блокчейне Bitcoin предназначено для простых транзакций и не оптимизировано для сложных смарт-контрактов.

• Важнее всего, у биткойна нет виртуальной машины для выполнения смарт-контрактов.

Введение SegWit в 2017 году увеличило лимит размера блока Bitcoin; обновление Taproot в 2021 году позволило проверять пакеты подписей, что обеспечило более простую и быструю обработку транзакций (разблокировка атомарных свопов, мультиподписных кошельков и условных платежей). Эти изменения сделали программирование на Bitcoin возможным.

В 2022 году разработчик Кейси Родамор представил свою “Ординальную Теорию”, которая описывала схему нумерации для сатоши, позволяя встраивать произвольные данные, такие как изображения, в транзакции Bitcoin. Это открыло новые возможности для встраивания информации о состоянии и метаданных непосредственно в блокчейн Bitcoin, предлагая новый подход для приложений, таких как смарт-контракты, требующие доступных и проверяемых данных о состоянии.

В настоящее время большинство проектов, нацеленных на расширение программной обеспеченности биткойна, полагаются на сети уровня 2 (L2) биткойна, что заставляет пользователей доверять межцепочным мостам, что представляет собой значительное препятствие для привлечения пользователей и ликвидности на уровне 2. Кроме того, в настоящее время в биткойне отсутствует собственная виртуальная машина или программная обеспеченность, что затрудняет достижение коммуникации между уровнем 2 и уровнем 1 без дополнительных предположений о доверии.

Сеть Arch, RGB и RGB++ все пытаются улучшить программирование биткойна, используя его встроенные свойства BTC, предлагая возможности смарт-контрактов и сложных транзакций различными методами.

• RGB - это решение смарт-контракта, которое зависит от верификации клиента вне цепи, с изменениями состояния смарт-контракта, записанными в UTXO биткоина. Несмотря на то, что оно предлагает некоторые преимущества конфиденциальности, его использование неудобно, и отсутствует композиция контрактов, что приводит к очень медленному развитию.

• RGB++ - это расширение подхода RGB от Nervos, все еще основанное на привязке UTXO, но использующее саму цепь в качестве клиентского валидатора на основе консенсуса. Он предоставляет решение для метаданных активов межцепочечного применения и поддерживает передачу любых цепочек, структурированных по UTXO.

• Сеть Arch предлагает собственное решение смарт-контрактов для BTC путем создания виртуальной машины ZK и соответствующей сети узлов валидаторов. Она агрегирует транзакции для записи изменений состояния и этапов активов в транзакциях BTC.

Сеть ARCH

Сеть Arch в первую очередь состоит из Arch zkVM и сети узлов валидаторов Arch. Он использует доказательства нулевого знания (zk-доказательства) и децентрализованную сеть валидации для обеспечения безопасности и конфиденциальности смарт-контрактов. Он более удобен для пользователя, чем RGB, и не требует привязки к другой цепи UTXO, как, например, RGB++.

Arch zkVM выполняет смарт-контракты и генерирует доказательства нулевого разглашения, используя RISC Zero ZKVM, которые проверяются децентрализованной сетью узлов-валидаторов. Эта система работает на основе модели UTXO, инкапсулируя состояния смарт-контрактов в состояниях UTXO для повышения безопасности и эффективности.

Активные выходы UTXO представляют собой Bitcoin или другие токены и могут быть управляются посредством делегирования. Сеть валидаторов Arch проверяет содержимое ZKVM с помощью случайно выбранных узлов-лидеров и агрегирует узловые подписи с использованием схемы подписи FROST, в конечном итоге транслируя транзакцию в сеть Bitcoin.

Arch zkVM обеспечивает Bitcoin универсальной виртуальной машиной с полной поддержкой тьюринга, способной выполнять сложные смарт-контракты. После каждого выполнения смарт-контракта Arch zkVM генерирует доказательства нулевого знания для проверки правильности и изменений состояния контракта.

Arch также использует модель UTXO Bitcoin, где состояния и активы инкапсулируются в UTXO, используя концепцию одноразового использования для переходов состояния. Данные состояния смарт-контракта записываются как State UTXO, в то время как данные о необработанных активах записываются как Asset UTXO. Arch гарантирует, что каждый UTXO можно потратить только один раз, обеспечивая безопасное управление состоянием.

Хотя ARCH не инновирует структуру блокчейна, он требует сети узлов-валидаторов. Во время каждой эпохи ARCH система случайным образом выбирает узел-лидера на основе стейкинга, ответственного за распространение полученной информации на все другие узлы-валидаторы в сети. Все zk-доказательства проверяются децентрализованной сетью валидаторов, чтобы обеспечить безопасность системы и сопротивление цензуре, с подписями, предоставленными узлу-лидеру. Как только транзакция подписана необходимым количеством узлов, она может быть транслирована в сеть Bitcoin.

RGB

RGB - это ранний подход к расширению смарт-контрактов от сообщества BTC. Он записывает данные состояния через инкапсуляцию UTXO, предоставляя значительное понятие для последующей масштабируемости BTC.

RGB использует подход к верификации вне цепи, перенося проверку передачи токенов с уровня консенсуса биткойна на клиентов вне цепи, связанных с конкретными транзакциями. Этот метод уменьшает необходимость в глобальном вещании, улучшая конфиденциальность и эффективность. Однако, это улучшение конфиденциальности является мечом с двух сторон. Подключая только узлы, относящиеся к конкретным транзакциям, в процессе верификации, улучшается защита конфиденциальности, но это также делает процесс непрозрачным для третьих сторон, усложняя операции и разработку, и приводя к плохому пользовательскому опыту.

Кроме того, RGB представляет концепцию одноразовых запечатанных меток. Каждый UTXO может быть потрачен только один раз, фактически блокируя UTXO при создании и разблокируя его при трате. Состояния смарт-контрактов инкапсулируются в UTXO и управляются через запечатанные метки, предоставляя эффективный механизм управления состоянием.

RGB++

RGB++ - это еще одно расширение концепции RGB от Nervos, все еще основанное на привязке UTXO.

RGB++ использует универсальные цепочки UTXO (например, CKB или другие цепочки) для обработки данных вне цепи и смарт-контрактов, дополнительно улучшая программирование Bitcoin и обеспечивая безопасность через изоморфную привязку к BTC.

RGB++ использует универсальную цепочку UTXO. Используя универсальную цепочку UTXO, такую как CKB, в качестве теневой цепочки, RGB++ может обрабатывать данные вне цепочки и смарт-контракты. Эта цепочка не только выполняет сложные смарт-контракты, но также привязывается к UTXO биткоина, увеличивая программирование и гибкость системы. Кроме того, изоморфное привязывание UTXO биткоина к UTXO теневой цепочки обеспечивает согласованность состояния и активов между двумя цепочками, тем самым обеспечивая безопасность транзакций.

Более того, RGB++ выходит за рамки всех Тьюринг-полных цепочек UTXO, не ограничиваясь CKB, что повышает межцепочечную совместимость и ликвидность активов. Эта многоцепочечная поддержка позволяет RGB++ интегрироваться с любой полной по Тьюрингу цепочкой UTXO, повышая гибкость системы. RGB++ также обеспечивает кроссчейн-функциональность без мостов за счет изоморфной привязки UTXO, избегая проблемы «поддельного токена», связанной с традиционными кроссчейн-мостами, тем самым обеспечивая подлинность и согласованность активов.

Путем выполнения проверки on-chain через теневую цепь RGB++ упрощает процесс проверки клиента. Пользователям нужно только проверить связанные транзакции на теневой цепи, чтобы проверить правильность вычислений состояния RGB++. Эта проверка on-chain не только упрощает процесс проверки, но и оптимизирует опыт пользователя. Используя тьюринг-полную теневую цепь, RGB++ избегает сложного управления UTXO RGB, обеспечивая более упрощенный и удобный опыт.

Вывод

В терминах проектирования программируемости BTC RGB, RGB++ и Arch Network имеют свои особенности, но все они продолжают работать с подходом привязки UTXO. Свойство UTXO одноразовой аутентификации хорошо подходит для записи состояний в смарт-контрактах.

Однако их недостатки также значительны: плохой опыт пользователя, задержки подтверждения и низкая производительность, соответствующая BTC. Это особенно заметно в Arch и RGB. В то время как RGB++ предлагает лучший опыт пользователя за счет введения более производительной цепочки UTXO, он также вводит дополнительные предположения о безопасности.

По мере того, как в сообщество BTC присоединяется все больше разработчиков, мы увидим больше решений масштабирования, таких как предложение по улучшению op-cat, которое активно обсуждается. Решения, соответствующие встроенным свойствам BTC, стоит обращать на них внимание. Метод привязки UTXO остается наиболее эффективным способом расширения программирования BTC без обновления сети BTC. Если проблемы пользовательского опыта будут решены, это представит собой значительный прогресс для умных контрактов BTC.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана из [ TrustlessLabs]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [TrustlessLabs]. Если есть возражения против этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда и они оперативно справятся с этим.
2. Отказ от ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными рекомендациями.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещено.