BitVM оптимізація: підвищення ефективності та безпеки Біткойн контрактів

Біткойн як децентралізований, безпечний і надійний цифровий актив стикається з проблемою масштабування протягом тривалого часу. Його модель UTXO призводить до безстанного стану системи, ускладнюючи виконання складних обчислень, що залежать від стану, що обмежує побудову децентралізованих додатків і складних фінансових інструментів.

У грудні 2023 року проект ZeroSync запропонував рішення BitVM, яке дозволяє реалізувати Тюрінгові повні контракти Біткойн без зміни консенсусу мережі Біткойн. BitVM використовує скрипти Біткойн і Taproot для реалізації оптимістичного Rollup, що дозволяє встановити зв'язок між UTXO Біткойн і забезпечити стан скриптів Біткойн. Це значно розширює потенційні випадки використання Біткойн.

Але BitVM все ще на ранній стадії, існують деякі проблеми з ефективністю та безпекою:

1. Виклики та відповіді повинні взаємодіяти кілька разів, що призводить до високих комісійних зборів та тривалого періоду
2. Дані одноразового підпису Лампорта досить довгі
3. Складність хеш-функції висока, витрати значні
4. Контракти великі, а обсяг блоків обмежений
5. Використання ліцензійної моделі, що підтримує лише двосторонні виклики

Щодо цих проблем, у статті запропоновані наступні ідеї для оптимізації:

Зниження кількості взаємодій OP на основі ZK

Використання нульових знань для зменшення кількості викликів BitVM, підвищення ефективності. Нехай викликом буде не первісний алгоритм, а алгоритм перевірки, зменшуючи кількість викликів і скорочуючи цикл. Можна побудувати ZK Fraud Proof, реалізувати ZK Proof за запитом, необхідний лише тоді, коли є виклик.

Біткойн-дружня одноразова підпис

Використання одноразового підпису Winternitz замість підпису Lamport може зменшити розмір бітової комітменти на 50%, що значно знижує витрати на транзакції. У майбутньому можна дослідити більш компактні схеми одноразового підпису.

Біткойн-дружні хеш-функції

Реалізуйте хеш-функцію BLAKE3 на основі Біткойн-скриптів для підтримки перевірки merkle inclusion proof. Досліджуйте інші хеш-функції, дружні до Біткойна, такі як Keccak-256, Grøstl тощо.

Безскриптові скрипти BitVM

Використовуючи технологію Scriptless Scripts, реалізуйте обіцянки логічних воріт у схемі BitVM за допомогою багатопідпису Schnorr та підпису адаптера, заощаджуючи простір скрипта та підвищуючи ефективність.

Несанкціоновані багатосторонні виклики

Дослідження бездозвільних багатосторонніх OP-викликових протоколів, розширення моделі довіри BitVM з 1-of-n до 1-of-N. Вирішення проблем, таких як атаки відьом та затримки, для реалізації менш довірчого протоколу BitVM.

Технологічні дослідження BitVM тільки починаються, в майбутньому буде продовжено дослідження більшої кількості напрямків оптимізації для досягнення розширення Біткойн і процвітання екосистеми Біткойн.