BitVM优化探索

比特币作为去中心化的数字资产具有安全可靠的特点,但在可扩展性方面存在局限。BitVM技术为比特币扩容提供了新的思路,但仍处于早期阶段,在效率和安全性方面有待改进。本文就BitVM的优化提出以下几点建议:

1. 基于零知识证明降低挑战交互次数

可以利用零知识证明技术来降低BitVM的挑战轮数,从而提高效率。具体做法是:

• 使用零知识证明的验证算法替代原始算法作为挑战对象
• 构建ZK Fraud Proof,实现On-Demand ZK Proof模式
• 仅在有争议时才生成ZK证明,避免持续生成的计算成本

2. 采用更高效的一次性签名方案

可以考虑使用Winternitz一次性签名来替代Lamport签名:

• Winternitz签名的公钥和签名长度可缩短至Lamport的1/4
• 采用d=15,v=160,f=ripemd160(x)的参数组合
• 可将BitVM交易费降低50%以上
• 进一步探索更紧凑的一次性签名方案

3. 设计比特币友好的哈希函数

可以基于现有比特币脚本设计高效的哈希函数:

• 使用BLAKE3哈希函数,压缩函数仅需7轮
• 用4个字节表示u32 words,实现所需基本运算
• 拆分BLAKE3代码,降低链上数据需求
• 尝试实现Keccak-256等其他哈希函数并进行比较

4. 引入无脚本合约BitVM

可以借鉴Scriptless Scripts技术来优化BitVM:

• 使用Schnorr多重签名和适配器签名实现逻辑门承诺
• 减少链上脚本空间,提高BitVM效率
• 改进现有方案,减少证明者和挑战者的交互需求

5. 实现无需许可的多方挑战机制

可以设计无需许可的多方OP挑战协议:

• 将信任模型从1-of-n扩展至1-of-N
• 解决女巫攻击和延迟攻击问题
• 要求挑战者提前质押,并设置延迟上限
• 探索适合比特币特性的多方挑战模型

BitVM技术仍处于早期阶段,未来需要在这些方向上进行深入探索和实践,以实现比特币的进一步扩容和生态繁荣。