تحسين تقنية BitVM: تعزيز قابلية التوسع والقدرة البرمجية لبيتكوين
1. المقدمة
تواجه بيتكوين كأصل رقمي غير مركزي بعض القيود، مما يجعل من الصعب دعم التطبيقات المعقدة وشبكات الدفع واسعة النطاق. لمعالجة هذه المشكلة، اقترحت الصناعة العديد من حلول التوسع، مثل قنوات الحالة، السلاسل الجانبية والتحقق من العميل. مؤخرًا، قدمت تقنية BitVM فكرة جديدة لتوسيع بيتكوين، مما يسمح بتحقيق العقود الذكية الكاملة دون تغيير توافق بيتكوين.
تستخدم BitVM تقنيات نص Bitcoin و Taproot بشكل ذكي لتحقيق آلية مشابهة للـ Optimistic Rollup. تستخدم توقيعات Lamport لإنشاء ارتباطات بين UTXO، مما يحقق نص Bitcoin ذو الحالة. من خلال الالتزام ببرامج كبيرة في عنوان Taproot، يمكن لـ BitVM تنفيذ حسابات معقدة خارج السلسلة، مع الحفاظ على بصمة صغيرة على السلسلة.
ومع ذلك، لا تزال تقنية BitVM في مراحلها المبكرة، حيث توجد بعض المشكلات في الكفاءة والأمان. ستستكشف هذه المقالة عدة اتجاهات للتحسين، من أجل تعزيز أداء BitVM وقابليتها للاستخدام.
2. مبدأ BitVM
BitVM هي حل لعقود خارج السلسلة ، تهدف إلى توسيع وظائف العقود في بيتكوين. من خلال توقيع لمبرت الفردي ، حققت حالة بيتكوين سكريبت ، مما يسمح لمختلف السكريبتات بمشاركة نفس قيم المتغيرات. تشمل المكونات الأساسية لـ BitVM:
التزام الدائرة: تحويل البرنامج إلى دائرة ثنائية، والالتزام بذلك في عنوان Taproot.
التحدي والاستجابة: قم بتوقيع سلسلة من المعاملات مسبقًا لتحقيق آلية التحدي والاستجابة، ويمكن تنفيذها خارج السلسلة أو على السلسلة.
عقوبة غامضة: إذا قدم المُثبت بيانًا غير صحيح، يمكن للمُتحقق أن يحصل على إيداع المُثبت من خلال تحدٍ ناجح.
3. اتجاه تحسين BitVM
3.1 تقليل تفاعلات OP بناءً على ZK
من خلال إدخال تقنية إثبات المعرفة الصفرية، يمكن تقليل عدد التحديات بشكل كبير في BitVM، مما يزيد من الكفاءة. تعقيد خوارزمية التحقق من إثبات المعرفة الصفرية ثابت، مقارنةً بطريقة البحث الثنائي لفتح الخوارزمية الأصلية، مما يقلل من التعقيد الحسابي. يمكن أن تقلل هذه الطريقة من فترة التحدي، وتخفض من تكلفة رسوم المعاملات.
مستقبلًا، يمكن استكشاف دمج إثبات المعرفة الصفرية وإثبات الاحتيال، لبناء إثبات احتيال المعرفة الصفرية، وتحقيق نموذج إثبات المعرفة الصفرية عند الطلب. هذا النموذج يُنشئ إثبات المعرفة الصفرية فقط عند وجود تحدٍ، مما يمكن أن يُحسن بشكل إضافي من استخدام الموارد الحاسوبية.
3.2 بيتكوين صديق للتوقيع لمرة واحدة
توقيع لامبورت هو المكون الأساسي لـ BitVM، لكن طول مفتاحه العام وتوقيعه كبير، مما يستهلك مساحة تخزين كبيرة. يمكن النظر في استخدام خطة توقيع وينترنيت الأحادية التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من طول التوقيع والمفتاح العام، على الرغم من أنها ستزيد من بعض التعقيد الحسابي.
باستخدام توقيع وينترنيت الأحادي المحسن في BitVM، يمكن تقليل حجم الالتزام بالبت بنسبة حوالي 50%، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف المعاملات. في المستقبل، يمكن أيضًا استكشاف حلول توقيع أحادي أكثر كفاءة لتحسين أداء BitVM بشكل أكبر.
3.3 بيتكوين友好的哈希函数
لا يدعم شبكة البيتكوين الحالية عملية OP_CAT، ولا يمكن إجراء دمج السلاسل النصية للتحقق من مسار Merkle مباشرة. لذلك، يجب تصميم دالة تجزئة محسنة تعتمد على سكربت البيتكوين الحالي، لدعم وظيفة التحقق من تضمين Merkle.
دالة هاش BLAKE3 هي خيار محتمل. إنها تقسم المدخلات إلى قطع ثابتة الحجم وتستخدم دالة ضغط لمعالجتها. من خلال تحسين تنفيذ خوارزمية BLAKE3 في سكربت بيتكوين، يمكن تقليل كمية البيانات على السلسلة وتعقيد الحساب بشكل كبير.
3.4 سكريبتلس سكريبتس بيت في إم
تعتبر Scriptless Scripts طريقة لتنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة من خلال توقيع Schnorr. تتميز هذه الطريقة بقوة وظيفتها، وخصوصيتها العالية، وكفاءتها العالية. يمكن أن يؤدي إدخال تقنية Scriptless Scripts إلى BitVM إلى تقليل كمية البيانات على السلسلة بشكل أكبر، مما يقلل من رسوم المعاملات.
من خلال استخدام توقيع شونور المتعدد وتوقيع المحول، يمكن تحقيق التزام بوابة منطقية في دائرة BitVM دون الحاجة إلى تقديم قيمة تجزئة وصورة أصلية. يمكن أن توفر هذه الطريقة مساحة نصية لبرامج BitVM بشكل كبير، مما يزيد الكفاءة العامة.
3.5 تحدي متعدد الأطراف بدون إذن
حاليًا، تعتمد BitVM على نموذج تحدٍ ثنائي الطرف مع ترخيص، مما يسبب مخاطر أمنية محتملة. لتعزيز أمان النظام، يمكن تصميم بروتوكول تحدٍ متعدد الأطراف بدون ترخيص، مما يوسع نموذج الثقة في BitVM من 1-of-n إلى 1-of-N (حيث N أكبر بكثير من n).
عند تنفيذ تحديات متعددة الأطراف بدون إذن، يجب حل المشكلات التالية:
هجوم الساحرات: تصميم خوارزمية لحل النزاعات تجعل تكلفة فوز الأطراف الصادقة في النزاع تنمو بشكل لوغاريتمي مع عدد الخصوم.
هجمات التأخير: تتطلب من المتحدي أن يودع الرهان مسبقًا، وتصميم آلية لتقييد نطاق تأثير هجمات التأخير.
4. الخلاصة
تقنية BitVM توفر إمكانيات جديدة لتوسيع بيتكوين وتنفيذ العقود الذكية. من خلال استكشاف وممارسة الاتجاهات التحسينية المذكورة أعلاه، من المرجح أن يتم تحسين أداء BitVM وموثوقيتها بشكل أكبر، مما يساهم في ازدهار نظام بيتكوين البيئي. لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتجارب في المستقبل للاستفادة الكاملة من إمكانيات BitVM.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
الاتجاهات الجديدة لتحسين BitVM: دفع توسيع بيتكوين وتطوير العقود الذكية
تحسين تقنية BitVM: تعزيز قابلية التوسع والقدرة البرمجية لبيتكوين
1. المقدمة
تواجه بيتكوين كأصل رقمي غير مركزي بعض القيود، مما يجعل من الصعب دعم التطبيقات المعقدة وشبكات الدفع واسعة النطاق. لمعالجة هذه المشكلة، اقترحت الصناعة العديد من حلول التوسع، مثل قنوات الحالة، السلاسل الجانبية والتحقق من العميل. مؤخرًا، قدمت تقنية BitVM فكرة جديدة لتوسيع بيتكوين، مما يسمح بتحقيق العقود الذكية الكاملة دون تغيير توافق بيتكوين.
تستخدم BitVM تقنيات نص Bitcoin و Taproot بشكل ذكي لتحقيق آلية مشابهة للـ Optimistic Rollup. تستخدم توقيعات Lamport لإنشاء ارتباطات بين UTXO، مما يحقق نص Bitcoin ذو الحالة. من خلال الالتزام ببرامج كبيرة في عنوان Taproot، يمكن لـ BitVM تنفيذ حسابات معقدة خارج السلسلة، مع الحفاظ على بصمة صغيرة على السلسلة.
ومع ذلك، لا تزال تقنية BitVM في مراحلها المبكرة، حيث توجد بعض المشكلات في الكفاءة والأمان. ستستكشف هذه المقالة عدة اتجاهات للتحسين، من أجل تعزيز أداء BitVM وقابليتها للاستخدام.
2. مبدأ BitVM
BitVM هي حل لعقود خارج السلسلة ، تهدف إلى توسيع وظائف العقود في بيتكوين. من خلال توقيع لمبرت الفردي ، حققت حالة بيتكوين سكريبت ، مما يسمح لمختلف السكريبتات بمشاركة نفس قيم المتغيرات. تشمل المكونات الأساسية لـ BitVM:
التزام الدائرة: تحويل البرنامج إلى دائرة ثنائية، والالتزام بذلك في عنوان Taproot.
التحدي والاستجابة: قم بتوقيع سلسلة من المعاملات مسبقًا لتحقيق آلية التحدي والاستجابة، ويمكن تنفيذها خارج السلسلة أو على السلسلة.
عقوبة غامضة: إذا قدم المُثبت بيانًا غير صحيح، يمكن للمُتحقق أن يحصل على إيداع المُثبت من خلال تحدٍ ناجح.
3. اتجاه تحسين BitVM
3.1 تقليل تفاعلات OP بناءً على ZK
من خلال إدخال تقنية إثبات المعرفة الصفرية، يمكن تقليل عدد التحديات بشكل كبير في BitVM، مما يزيد من الكفاءة. تعقيد خوارزمية التحقق من إثبات المعرفة الصفرية ثابت، مقارنةً بطريقة البحث الثنائي لفتح الخوارزمية الأصلية، مما يقلل من التعقيد الحسابي. يمكن أن تقلل هذه الطريقة من فترة التحدي، وتخفض من تكلفة رسوم المعاملات.
مستقبلًا، يمكن استكشاف دمج إثبات المعرفة الصفرية وإثبات الاحتيال، لبناء إثبات احتيال المعرفة الصفرية، وتحقيق نموذج إثبات المعرفة الصفرية عند الطلب. هذا النموذج يُنشئ إثبات المعرفة الصفرية فقط عند وجود تحدٍ، مما يمكن أن يُحسن بشكل إضافي من استخدام الموارد الحاسوبية.
3.2 بيتكوين صديق للتوقيع لمرة واحدة
توقيع لامبورت هو المكون الأساسي لـ BitVM، لكن طول مفتاحه العام وتوقيعه كبير، مما يستهلك مساحة تخزين كبيرة. يمكن النظر في استخدام خطة توقيع وينترنيت الأحادية التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من طول التوقيع والمفتاح العام، على الرغم من أنها ستزيد من بعض التعقيد الحسابي.
باستخدام توقيع وينترنيت الأحادي المحسن في BitVM، يمكن تقليل حجم الالتزام بالبت بنسبة حوالي 50%، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف المعاملات. في المستقبل، يمكن أيضًا استكشاف حلول توقيع أحادي أكثر كفاءة لتحسين أداء BitVM بشكل أكبر.
3.3 بيتكوين友好的哈希函数
لا يدعم شبكة البيتكوين الحالية عملية OP_CAT، ولا يمكن إجراء دمج السلاسل النصية للتحقق من مسار Merkle مباشرة. لذلك، يجب تصميم دالة تجزئة محسنة تعتمد على سكربت البيتكوين الحالي، لدعم وظيفة التحقق من تضمين Merkle.
دالة هاش BLAKE3 هي خيار محتمل. إنها تقسم المدخلات إلى قطع ثابتة الحجم وتستخدم دالة ضغط لمعالجتها. من خلال تحسين تنفيذ خوارزمية BLAKE3 في سكربت بيتكوين، يمكن تقليل كمية البيانات على السلسلة وتعقيد الحساب بشكل كبير.
3.4 سكريبتلس سكريبتس بيت في إم
تعتبر Scriptless Scripts طريقة لتنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة من خلال توقيع Schnorr. تتميز هذه الطريقة بقوة وظيفتها، وخصوصيتها العالية، وكفاءتها العالية. يمكن أن يؤدي إدخال تقنية Scriptless Scripts إلى BitVM إلى تقليل كمية البيانات على السلسلة بشكل أكبر، مما يقلل من رسوم المعاملات.
من خلال استخدام توقيع شونور المتعدد وتوقيع المحول، يمكن تحقيق التزام بوابة منطقية في دائرة BitVM دون الحاجة إلى تقديم قيمة تجزئة وصورة أصلية. يمكن أن توفر هذه الطريقة مساحة نصية لبرامج BitVM بشكل كبير، مما يزيد الكفاءة العامة.
3.5 تحدي متعدد الأطراف بدون إذن
حاليًا، تعتمد BitVM على نموذج تحدٍ ثنائي الطرف مع ترخيص، مما يسبب مخاطر أمنية محتملة. لتعزيز أمان النظام، يمكن تصميم بروتوكول تحدٍ متعدد الأطراف بدون ترخيص، مما يوسع نموذج الثقة في BitVM من 1-of-n إلى 1-of-N (حيث N أكبر بكثير من n).
عند تنفيذ تحديات متعددة الأطراف بدون إذن، يجب حل المشكلات التالية:
هجوم الساحرات: تصميم خوارزمية لحل النزاعات تجعل تكلفة فوز الأطراف الصادقة في النزاع تنمو بشكل لوغاريتمي مع عدد الخصوم.
هجمات التأخير: تتطلب من المتحدي أن يودع الرهان مسبقًا، وتصميم آلية لتقييد نطاق تأثير هجمات التأخير.
4. الخلاصة
تقنية BitVM توفر إمكانيات جديدة لتوسيع بيتكوين وتنفيذ العقود الذكية. من خلال استكشاف وممارسة الاتجاهات التحسينية المذكورة أعلاه، من المرجح أن يتم تحسين أداء BitVM وموثوقيتها بشكل أكبر، مما يساهم في ازدهار نظام بيتكوين البيئي. لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتجارب في المستقبل للاستفادة الكاملة من إمكانيات BitVM.