Otimização do BitVM: Aumentar a capacidade dos contratos inteligentes do Bitcoin

Introdução

Bitcoin como um ativo digital descentralizado possui um valor importante, mas existem limitações em termos de escalabilidade. O modelo UTXO do Bitcoin leva a um sistema sem estado, dificultando a execução de cálculos complexos. Para resolver este problema, foi recentemente proposta a solução BitVM, que visa implementar contratos Turing completos no Bitcoin.

O BitVM permite verificar cálculos de qualquer complexidade sem alterar o consenso do Bitcoin. Ele utiliza scripts do Bitcoin e Taproot para implementar Rollup otimista, estabelecendo conexões entre UTXOs através de assinaturas de Lamport. O BitVM amplia significativamente os cenários de aplicação do Bitcoin, mas ainda está em uma fase inicial, necessitando de otimizações em eficiência e segurança. Este artigo apresenta algumas ideias de melhorias para aumentar ainda mais o desempenho do BitVM.

Princípio do BitVM

BitVM é posicionado como um sistema de contratos off-chain para Bitcoin. Ele implementa scripts de Bitcoin com estado através de assinaturas únicas de Lamport e utiliza um mecanismo de desafio-resposta para suportar a validação de cálculos complexos. Os principais componentes incluem:

• Compromisso de circuito: compilar o programa em circuito binário e comprometer-se em um endereço Taproot
• Desafio e Resposta: Pré-assinar uma série de transações para realizar o jogo de desafio-resposta
• Penalização ambígua: quando o provador age de forma maliciosa, o validador pode receber seu depósito.

BitVM otimização

baseado em ZK para reduzir o número de interações OP

Combinar provas de conhecimento zero e provas de fraude, construir ZK Fraud Proof, implementar ZK Proof sob demanda. Gerar provas ZK apenas quando há um desafio, reduzindo os custos computacionais.

assinatura única amigável do Bitcoin

Explorar esquemas de assinatura única mais compactos, como o Winternitz, para reduzir o comprimento das assinaturas e das chaves públicas, diminuindo assim os dados de transação e as taxas.

Bitcoin amigo das funções de hash

Estudar a implementação de funções de hash amigáveis ao Bitcoin, como BLAKE3, otimizando o tamanho dos scripts e a eficiência da validação. Explorar novas funções de hash amigáveis ao Bitcoin.

Scripts sem script BitVM

Utilizar assinaturas múltiplas Schnorr e assinaturas adaptadoras para implementar compromissos de portas lógicas no circuito BitVM, economizando espaço de script e aumentando a eficiência.

desafio multipartidário sem necessidade de permissão

Desenhar um protocolo de desafio de múltiplas partes OP sem necessidade de licença, expandindo o modelo de confiança do BitVM para 1-de-N. Resolver problemas como ataques de bruxa e ataques de atraso.

Conclusão

A tecnologia BitVM ainda está em estágio inicial, e no futuro precisará ser continuamente otimizada em várias direções para alcançar a escalabilidade do Bitcoin e promover o próspero desenvolvimento do ecossistema Bitcoin.