Нові дослідження смартконтрактів Біткойну: RGB, RGB++ та Arch Network

Біткойн як найліквідніша та найбезпечніша мережа в сфері блокчейну після буму інсайтів привернув велику кількість розробників. Ці розробники швидко усвідомили програмованість Біткойна та проблеми масштабування, і почали досліджувати різноманітні рішення, такі як нульові знання, доступність даних, бокові ланцюги, роллапи та повторне заставлення. Ці інновації зробили екосистему Біткойна дедалі більш процвітаючою, ставши основною увагою поточного бичачого ринку.

Однак багато рішень використовують досвід масштабування платформ смартконтрактів, таких як Ethereum, часто покладаючись на централізовані кросчейн-мости, що стає потенційною слабкістю системи. Лише кілька рішень розроблені на основі характеристик самого Біткойна, що пов'язано з складністю розробницького середовища Біткойна. Біткойн важко запустити смартконтракти, основні причини включають:

1. Мова сценаріїв Біткойн обмежує тюрінгову повноту для забезпечення безпеки.
2. Біткойн блокчейн зберігання розроблений для простих трансакцій, не оптимізований для складних смартконтрактів.
3. Біткойн не має віртуальної машини для виконання смартконтрактів.

Останніми роками мережа Біткойн зазнала важливих оновлень. У 2017 році ізоляційне свідчення (SegWit) розширило обмеження на розмір блоків; оновлення Taproot у 2021 році реалізувало перевірку масових підписів, спростивши операції атомарного обміну, багатопідписних гаманців та умовних платежів. Ці досягнення відкрили нові можливості для програмованості Біткойн.

У 2022 році розробник Кейс Родармор запропонував "Теорію ординалів", що описує схему нумерації сатоші, яка дозволяє вбудовувати зображення та інші дані у транзакції Біткойн. Це відкриває нові можливості для безпосереднього вбудовування інформації про стан і метаданих у блокчейн Біткойн, створюючи нові ідеї для застосунків смартконтрактів, які потребують доступу та перевірки статусних даних.

Наразі більшість проектів, що розширюють програмні можливості Біткойна, покладаються на другий шар мереж (L2), що вимагає від користувачів довіри до кросчейн-мостів, що є основною перешкодою для залучення користувачів і ліквідності L2. Крім того, Біткойн позбавлений рідної віртуальної машини або програмованості, що унеможливлює зв'язок між L2 і L1 без збільшення додаткових припущень про довіру.

RGB, RGB++ та Arch Network намагаються посилити програмованість Біткойна, виходячи з його рідних властивостей, надаючи смартконтракти та складні торгові можливості різними способами:

1. RGB є схемою смартконтрактів, що перевіряється через клієнта поза ланцюгом, яка записує зміни стану контракту в UTXO Біткойна. Хоча має певні переваги в плані конфіденційності, але використання є складним, бракує комбінованості контрактів, розвиток відбувається повільно.

2. RGB++ є ще одним розширенням на основі підходу RGB, яке все ще базується на прив'язці UTXO, але має саму ланцюг як клієнта-верифікатора з консенсусом, що надає рішення для крос-ланцюгового переміщення метаданих активів, підтримуючи переміщення активів з будь-якої структури UTXO.

3. Arch Network надає рідне рішення зі смартконтрактів для Біткойна, створює ZK віртуальну машину та мережу валідаторів, агрегуючи транзакції для фіксації змін стану та запису активів у транзакціях Біткойна.

RGB

RGB є ранньою ідеєю розширення смартконтрактів у спільноті Біткойн, яка за допомогою UTXO упаковує статусні дані, закладаючи важливу основу для подальшого рідного розширення Біткойн.

RGB використовує спосіб перевірки поза мережею, переміщуючи перевірку передачі токенів з рівня консенсусу Біткойн на поза мережу, що дозволяє певним клієнтам, пов'язаним із транзакціями, здійснювати перевірку. Це зменшує потребу в широкій трансляції по всій мережі, підвищуючи конфіденційність та ефективність. Однак цей спосіб покращення конфіденційності також є подвійним мечем. Дозволяючи лише певним вузлам, пов'язаним із транзакціями, брати участь у перевірці, хоча й підвищує конфіденційність, проте ускладнює видимість для третіх сторін, що ускладнює фактичні операції та їх розробку, погіршуючи досвід користувачів.

RGB впровадив концепцію одноразового використання пломб. Кожен UTXO може бути витрачений лише один раз, що еквівалентно блокуванню під час створення та розблокуванню під час витрати. Стан смартконтракту інкапсульований через UTXO і управляється пломби, що забезпечує ефективний механізм управління станом.

RGB++

RGB++ є ще одним розширенням на основі концепції RGB, яке все ще базується на прив'язці UTXO.

RGB++ використовує Тюрінгову повноцінну UTXO-лінію (таку як CKB або інші лінії) для обробки позамережевих даних і смартконтрактів, що ще більше підвищує програмованість Біткойна та забезпечує безпеку через гомоморфне з'єднання з BTC.

RGB++ використовує Turing-завершений UTXO-ланцюг. Використовуючи Turing-завершений UTXO-ланцюг, такий як CKB, в якості тіньового ланцюга, RGB++ може обробляти позамежні дані та смартконтракти. Цей ланцюг не лише може виконувати складні смартконтракти, але й може бути пов'язаний з Біткойн UTXO, що підвищує програмність і гнучкість системи. Біткойн UTXO та UTXO тіньового ланцюга гомоморфно пов'язані, що забезпечує узгодженість станів та активів між обома ланцюгами, гарантує безпеку транзакцій.

RGB++ розширюється на всі Turing-повні UTXO-ланцюги, більше не обмежуючись CKB, підвищуючи міжланцюгову інтероперабельність та ліквідність активів. Ця підтримка багатьох ланцюгів дозволяє RGB++ поєднуватися з будь-яким Turing-повним UTXO-ланцюгом, підвищуючи гнучкість системи. Водночас RGB++ реалізує безмостовий міжланцюговий зв'язок через UTXO-ізоморфне зв'язування, уникаючи проблеми "фальшивих монет", забезпечуючи справжність і узгодженість активів.

Онлайн-підтвердження через шадоу-лінк спростило процес підтвердження клієнта RGB++. Користувачам потрібно лише перевірити відповідні транзакції на шадоу-лінку, щоб підтвердити правильність обчислення стану RGB++. Цей метод онлайн-підтвердження не лише спростив процес підтвердження, але й оптимізував досвід користувача. Завдяки використанню тюрінг-повного шадоу-лінка, RGB++ уникнув складного управління UTXO в RGB, надаючи більш спрощений та зручний для користувача досвід.

Арочна мережа

Arch Network складається переважно з Arch zkVM та мережі верифікаційних вузлів Arch, яка використовує нульові докази та децентралізовану верифікаційну мережу для забезпечення безпеки та конфіденційності смартконтрактів, є більш зручною, ніж RGB, і не потребує прив'язки до іншого UTXO-ланцюга, як RGB++.

Arch zkVM використовує RISC Zero ZKVM для виконання смартконтрактів та генерації нульових доказів, які перевіряються мережею децентралізованих верифікаційних вузлів. Ця система працює на базі моделі UTXO, упаковуючи стан смартконтракту в State UTXOs для підвищення безпеки та ефективності.

Активи UTXOs використовуються для представлення Біткойн або інших монет, і можуть управлятися через делегування. Мережа Arch верифікує вміст ZKVM за допомогою випадково обраних лідер-нод, і використовує схему підпису FROST для агрегації підписів нод, врешті-решт транслюючи транзакцію до мережі Біткойн.

Arch zkVM надає Біткойну тюрінг-повну віртуальну машину, яка може виконувати складні смартконтракти. Після кожного виконання контракту Arch zkVM генерує нульове знання для перевірки правильності контракту та зміни стану.

Arch також використовує модель UTXO Біткойна, стан і активи упаковуються в UTXO, здійснюючи перехід стану за допомогою концепції одноразового використання. Дані стану смартконтрактів записуються як state UTXOs, а активи оригінальних даних записуються як Asset UTXOs. Arch забезпечує, щоб кожен UTXO міг бути витрачений лише один раз, що забезпечує безпечне управління станом.

Хоча Arch не інновує блокчейн-структуру, він потребує мережу верифікаційних вузлів. Протягом кожного Arch Epoch система випадковим чином обирає Leader-узел на основі прав, який відповідає за поширення отриманої інформації серед усіх інших верифікаційних вузлів у мережі. Всі нульові знання перевіряються децентралізованою мережею верифікаційних вузлів, що забезпечує безпеку системи та її стійкість до цензури, та генерують підпис для Leader-узла. Як тільки транзакція підписується потрібною кількістю вузлів, вона може бути транслювана в мережу Біткойн.

Висновок

RGB, RGB++ та Arch Network мають свої унікальні особливості в дизайні програмованості Біткойна, продовжуючи ідею прив'язки UTXO. Одноразова авторизація UTXO краще підходить для запису стану смартконтрактів.

Проте ці рішення також мають очевидні недоліки, такі як поганий досвід користувача, затримки підтвердження, що відповідають Біткойну, та низька продуктивність. Вони в основному розширюють функціональність, але не підвищують продуктивність, що особливо помітно в Arch та RGB. Дизайн RGB++ хоч і забезпечує кращий досвід користувача завдяки впровадженню високопродуктивного UTXO-ланцюга, однак він також приносить додаткові припущення щодо безпеки.

Зі збільшенням кількості розробників, які приєднуються до спільноти Біткойн, ми побачимо більше рішень для масштабування, таких як пропозиція оновлення op-cat, яка активно обговорюється. Рішення, що відповідають рідним властивостям Біткойн, заслуговують особливої уваги. Метод прив'язки UTXO є найефективнішим способом розширення його програмування без оновлення мережі Біткойн. Якщо вдасться вирішити проблеми з користувацьким досвідом, це стане значним кроком вперед для смартконтрактів Біткойн.