Sự phát triển của khả năng lập trình trong hệ sinh thái Bitcoin

Bitcoin như là blockchain có tính thanh khoản tốt nhất và độ an toàn cao nhất, đã thu hút một lượng lớn nhà phát triển sau cơn sốt ký tự. Họ nhanh chóng chú ý đến khả năng lập trình và vấn đề mở rộng của Bitcoin. Bằng cách giới thiệu các giải pháp khác nhau như ZK, DA, sidechain, rollup, restaking, hệ sinh thái Bitcoin đang chào đón một đỉnh cao thịnh vượng mới, trở thành chủ đề chính trong thị trường bò hiện tại.

Tuy nhiên, nhiều thiết kế đã áp dụng kinh nghiệm mở rộng từ các nền tảng hợp đồng thông minh như Ethereum, và thường phụ thuộc vào cầu nối chuỗi trung tâm, điều này trở thành điểm yếu tiềm tàng của hệ thống. Rất ít giải pháp được thiết kế dựa trên đặc điểm của Bitcoin, điều này liên quan đến việc trải nghiệm phát triển Bitcoin không thân thiện. Bitcoin khó có thể chạy hợp đồng thông minh như Ethereum, lý do chính bao gồm:

1. Ngôn ngữ kịch bản Bitcoin bị hạn chế tính hoàn chỉnh của Turing để đảm bảo an ninh.
2. Blockchain Bitcoin được thiết kế cho việc lưu trữ giao dịch đơn giản, chưa được tối ưu cho các hợp đồng thông minh phức tạp.
3. Bitcoin thiếu máy ảo để thực thi hợp đồng thông minh.

Bằng chứng tách biệt năm 2017 (SegWit) đã mở rộng giới hạn kích thước khối của Bitcoin; nâng cấp Taproot năm 2021 đã cho phép xác minh chữ ký hàng loạt, từ đó đơn giản hóa quá trình xử lý giao dịch. Những nâng cấp này đã mở đường cho khả năng lập trình của Bitcoin.

Năm 2022, nhà phát triển Casey Rodarmor đã đề xuất "Ordinal Theory", tóm tắt một phương án để nhúng dữ liệu tùy ý vào giao dịch Bitcoin. Điều này đã mở ra khả năng mới để nhúng thông tin trạng thái và siêu dữ liệu trực tiếp trên chuỗi Bitcoin, mở ra những ý tưởng mới cho các ứng dụng cần dữ liệu trạng thái có thể truy cập và xác minh.

Hiện tại, hầu hết các dự án mở rộng khả năng lập trình của Bitcoin đều phụ thuộc vào mạng lớp hai (L2), điều này yêu cầu người dùng phải tin tưởng vào cầu nối chuỗi, trở thành rào cản chính để L2 thu hút người dùng và thanh khoản. Hơn nữa, Bitcoin thiếu máy ảo nguyên bản hoặc khả năng lập trình, không thể thực hiện giao tiếp giữa L2 và L1 mà không tăng giả định tin cậy.

RGB, RGB++ và Arch Network cố gắng xuất phát từ các thuộc tính gốc của Bitcoin, tăng cường khả năng lập trình của nó, cung cấp khả năng hợp đồng thông minh và giao dịch phức tạp thông qua các phương pháp khác nhau:

1. RGB là một giải pháp hợp đồng thông minh được xác thực thông qua khách hàng ngoài chuỗi, ghi lại sự thay đổi trạng thái của hợp đồng trong UTXO của Bitcoin. Mặc dù có một số lợi thế về quyền riêng tư, nhưng việc sử dụng phức tạp và thiếu khả năng kết hợp hợp đồng, hiện tại phát triển chậm.

2. RGB++ là một hướng mở rộng khác của Nervos dựa trên ý tưởng RGB, vẫn dựa trên việc liên kết UTXO, nhưng coi chuỗi bản thân là một trình xác thực khách hàng có sự đồng thuận, cung cấp giải pháp tài sản siêu dữ liệu xuyên chuỗi, hỗ trợ việc chuyển nhượng chuỗi có cấu trúc UTXO tùy ý.

3. Arch Network cung cấp giải pháp hợp đồng thông minh gốc cho Bitcoin, tạo ra máy ảo ZK và mạng nút xác minh, thông qua giao dịch tổng hợp để ghi lại sự thay đổi trạng thái và giai đoạn tài sản trong giao dịch Bitcoin.

RGB

RGB là một ý tưởng mở rộng hợp đồng thông minh sớm của cộng đồng Bitcoin, thông qua việc đóng gói dữ liệu trạng thái bằng UTXO, đã cung cấp một ý tưởng quan trọng cho việc mở rộng gốc Bitcoin sau này.

RGB áp dụng xác minh ngoài chuỗi, chuyển xác minh chuyển giao token từ lớp đồng thuận Bitcoin sang ngoài chuỗi, được xác minh bởi các khách hàng liên quan đến giao dịch cụ thể. Điều này giảm nhu cầu phát sóng toàn mạng, tăng cường tính riêng tư và hiệu suất. Tuy nhiên, cách tăng cường tính riêng tư này cũng là một con dao hai lưỡi. Mặc dù tăng cường bảo vệ quyền riêng tư, nhưng nó làm cho bên thứ ba không thể nhìn thấy, khiến cho việc thực hiện thực tế trở nên phức tạp và khó phát triển, trải nghiệm người dùng kém.

RGB giới thiệu khái niệm niêm phong sử dụng một lần. Mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, tương đương với việc khóa khi tạo ra và mở khóa khi chi tiêu. Trạng thái hợp đồng thông minh được đóng gói qua UTXO và được quản lý bởi niêm phong, cung cấp cơ chế quản lý trạng thái hiệu quả.

RGB++

RGB++ là một hướng mở rộng khác của Nervos dựa trên ý tưởng RGB, vẫn dựa trên việc ràng buộc UTXO.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO có khả năng lập trình Turing (như CKB hoặc chuỗi khác) để xử lý dữ liệu ngoài chuỗi và hợp đồng thông minh, nâng cao khả năng lập trình của Bitcoin, và đảm bảo an ninh thông qua việc liên kết đồng nhất BTC.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing làm chuỗi bóng, có khả năng thực hiện hợp đồng thông minh phức tạp và được liên kết với UTXO Bitcoin, tăng cường khả năng lập trình và tính linh hoạt của hệ thống. UTXO Bitcoin và UTXO chuỗi bóng được liên kết đồng cấu, đảm bảo tính nhất quán về trạng thái và tài sản giữa hai chuỗi, đảm bảo an toàn giao dịch.

RGB++ mở rộng đến tất cả các chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing, nâng cao khả năng tương tác giữa các chuỗi và tính thanh khoản của tài sản. Hỗ trợ đa chuỗi này tăng cường tính linh hoạt của hệ thống. Đồng thời, thông qua việc liên kết đồng nhất UTXO để thực hiện giao dịch không cầu nối, tránh vấn đề "tiền giả", đảm bảo tính xác thực và tính nhất quán của tài sản.

Thông qua chuỗi bóng để xác minh trên chuỗi, RGB++ đã đơn giản hóa quy trình xác minh của khách hàng. Người dùng chỉ cần kiểm tra các giao dịch liên quan đến chuỗi bóng để xác minh tính chính xác của việc tính toán trạng thái RGB++. Phương pháp xác minh trên chuỗi này đã tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Việc sử dụng chuỗi bóng có khả năng lập trình đã tránh được việc quản lý UTXO phức tạp của RGB, cung cấp trải nghiệm đơn giản hơn và thân thiện với người dùng.

Mạng Arch

Mạng Arch chủ yếu được cấu thành từ Arch zkVM và mạng nút xác thực Arch, sử dụng chứng minh không kiến thức và mạng xác thực phi tập trung để đảm bảo an toàn và quyền riêng tư cho hợp đồng thông minh, dễ sử dụng hơn RGB và không cần phải gắn bó với một chuỗi UTXO khác như RGB++.

Arch zkVM sử dụng RISC Zero ZKVM để thực thi hợp đồng thông minh và tạo ra các chứng minh không biết, được xác minh bởi mạng lưới nút xác minh phi tập trung. Hệ thống hoạt động dựa trên mô hình UTXO, đóng gói trạng thái hợp đồng thông minh trong các State UTXOs, nâng cao tính bảo mật và hiệu quả.

UTXOs tài sản được sử dụng để đại diện cho Bitcoin hoặc các token khác, có thể được quản lý thông qua ủy quyền. Mạng Arch xác thực nội dung ZKVM thông qua các nút leader được chọn ngẫu nhiên, sử dụng phương án ký FROST để tổng hợp chữ ký của các nút, cuối cùng phát tán giao dịch đến mạng Bitcoin.

Arch zkVM cung cấp máy ảo Turing đầy đủ cho Bitcoin, có khả năng thực hiện hợp đồng thông minh phức tạp. Mỗi lần thực hiện hợp đồng, một chứng minh không kiến thức được tạo ra để xác minh tính chính xác và sự thay đổi trạng thái của hợp đồng.

Arch sử dụng mô hình UTXO của Bitcoin, trạng thái và tài sản được đóng gói trong UTXO, thông qua khái niệm sử dụng một lần để thực hiện chuyển đổi trạng thái. Dữ liệu trạng thái của hợp đồng thông minh được ghi lại dưới dạng state UTXOs, tài sản dữ liệu gốc được ghi lại dưới dạng Asset UTXOs. Arch đảm bảo mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, cung cấp quản lý trạng thái an toàn.

Mặc dù Arch không đổi mới cấu trúc blockchain, nhưng cần có mạng lưới nút xác minh. Trong mỗi Arch Epoch, hệ thống chọn ngẫu nhiên nút Leader dựa trên quyền lợi, có trách nhiệm truyền thông tin đến tất cả các nút xác minh trong mạng. Tất cả zk-proofs được mạng lưới nút xác minh phi tập trung xác minh, đảm bảo tính an toàn và khả năng chống kiểm duyệt của hệ thống, và tạo chữ ký cho nút Leader. Giao dịch một khi đã nhận được số lượng nút ký tên cần thiết, có thể được phát sóng trên mạng Bitcoin.

Tóm tắt

Trong thiết kế khả năng lập trình của Bitcoin, RGB, RGB++ và Arch Network đều có những đặc điểm riêng, nhưng đều tiếp tục theo hướng ràng buộc UTXO. Thuộc tính xác thực một lần của UTXO phù hợp hơn với việc ghi lại trạng thái của hợp đồng thông minh.

Tuy nhiên, những nhược điểm của các giải pháp này cũng rất rõ ràng, chủ yếu thể hiện qua trải nghiệm người dùng kém, độ trễ xác nhận tương tự như Bitcoin và hiệu suất thấp. Chúng chỉ mở rộng chức năng mà không cải thiện hiệu suất, điều này đặc biệt rõ ràng trong Arch và RGB. RGB++ cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn bằng cách giới thiệu chuỗi UTXO hiệu suất cao, nhưng cũng đưa ra các giả định an ninh bổ sung.

Khi ngày càng nhiều nhà phát triển tham gia vào cộng đồng Bitcoin, chúng ta sẽ thấy nhiều giải pháp mở rộng hơn, chẳng hạn như đề xuất nâng cấp op-cat đang được thảo luận tích cực. Những giải pháp phù hợp với đặc tính bản địa của Bitcoin đáng được chú ý. Phương pháp ràng buộc UTXO là cách hiệu quả nhất để mở rộng cách lập trình Bitcoin mà không cần nâng cấp mạng Bitcoin. Chỉ cần giải quyết được vấn đề trải nghiệm người dùng, sẽ mang lại bước tiến lớn cho hợp đồng thông minh Bitcoin.