Bitcoin BitVM: Co to přesně je?

Průlomy v Bitcoin se neobjevují příliš často. Ale když už se objeví, jsou zpočátku často složité a obtížně pochopitelné. BitVM není výjimkou.

Nový vývoj, který se objevil v říjnu 2023, odemyká schopnost Bitcoin ověřovat složité výpočty způsobem, který nezahrnuje žádné úpravy sítě. 

Konkrétněji, BitVM činí Bitcoin Turing-kompletním pomocí již existujících komponent jeho programovacího jazyka Script.

Tím, že se stane Turing-kompletním, by Bitcoin blockchain mohl teoreticky být použit k rozšíření funkcionality Bitcoin daleko za vizi „peer-to-peer elektronického hotovostního systému“, poprvé představenou v Bitcoin white paper.

Zatímco Turingova úplnost může znít jako něco z příručky Ikigai, používá se k popisu programovacích jazyků, které dokážou vypočítat libovolné funkce/vyřešit jakýkoli problém.

Americký matematik Alonzo Church poprvé zavedl tento termín ve 30. letech 20. století, odkazujíc na práci svého studenta a slavného anglického počítačového vědce Alana Turinga.

Před BitVM nebyl programovací jazyk Bitcoin Script považován za Turing-kompletní. Navzdory mnoha snahám nikdo nedokázal najít způsob, jak přimět Bitcoin dělat všechny věci, které dokáže moderní počítač.

Je však důležité poznamenat, že mnozí vnímají jednoduchost Bitcoin jako určující rys, spíše než jako nedostatek nebo chybu.

Fantomový tvůrce (tvůrci) Bitcoin, Satoshi Nakamoto, omezil programovací funkcionalitu Bitcoin rok po spuštění protokolu.

Možná se ptáte proč? Vše se točí kolem bezpečnosti. Čím jednodušší systém je, tím méně věcí se na něm může pokazit.

Jako příklad si porovnejme luxusní auto se všemi špičkovými vymoženostmi s běžným jízdním kolem.

Jistě, luxusní auto nabízí spoustu funkcí, které na kole nenajdete, ale je mnohem pravděpodobnější, že narazíte na technické problémy. Tradiční jízdní kolo má naopak velmi málo pohyblivých částí, a proto má mnohem méně věcí, které by se mohly potenciálně rozbít. Je nepravděpodobné, že byste na kole narazili na problémy s kontrolkami na palubní desce, selhávající vzduchové odpružení nebo problémy s automatickou změnou jízdního pruhu — protože tyto funkce vůbec nemá.

V tomto příkladu je Bitcoin jako jízdní kolo. Jeho jednoduchost v konečném důsledku snižuje počet způsobů, jakými může škodlivý aktér narušit jeho síť. Útoky Distributed Denial of Service (DDoS) například nemají žádný vliv na současnou síť Bitcoin, ale jsou velkým problémem pro jiné projekty, které nabízejí složitější funkcionalitu.

BitVM zavádí systém, který umožňuje ověřit jakýkoli výpočet na blockchainu Bitcoin, a to způsobem, který neovlivňuje jeho bezpečnost ani nemění síť. Tento vývoj otevírá dveře složitým výpočtům, jako jsou Turing-kompletní smart kontrakty, přičemž všechny jsou zpracovávány mimo řetězec, aby se snížilo přetížení blockchainu Bitcoin.

Stručně řečeno, je to jako zjistit, že vaše kapesní kalkulačka dokáže podporovat MMORPG videohry pomocí stávajících komponent, aniž by to negativně ovlivnilo její výkon.

Abychom pochopili, jak BitVM toto všechno dosahuje, začněme od začátku. 

Počítače používají takzvané logické hradla k provádění programů.

Zní to složitě, ale logická hradla jednoduše přijímají jeden nebo více binárních vstupů (0 a 1), provádějí malý výpočet na základě typu logického hradla a vydávají jeden výstup.

Váš chytrý telefon, tablet nebo notebook bude pravděpodobně obsahovat stovky tisíc, ne-li miliony, různých typů logických hradel.

Existuje jeden speciální typ logického hradla nazývaný hradlo „NAND“. Hradlo NAND je známé jako univerzální logické hradlo, protože jej lze použít k vytvoření jakékoli jiné funkce logického hradla. Je to něco jako Pokémon Ditto ve světě logických hradel.

A teď se dostáváme k tomu, jak se to všechno váže k BitVM. Lidé stojící za BitVM objevili způsob, jak reprezentovat logická hradla NAND na Bitcoin pomocí jeho stávajícího jazyka Script.

Důsledky toho jsou hluboké ze dvou důvodů:

• Umožňuje Turing-kompletní smart kontrakty Bitcoin.
• Není třeba implementovat softwarové změny, které by mohly narušit síť Bitcoin. Lidé mohou model BitVM začít používat okamžitě.

Kromě toho blockchain Bitcoin ověřuje tyto typy složitých výpočtů pouze on-chain. Provádění probíhá off-chain. 

Jinými slovy, většina práce se provádí jinde, nikoli přímo na blockchainu Bitcoin. Tím se zabrání zbytečnému zatížení sítě Bitcoin, které by mohlo vést k vysokým poplatkům nebo pomalejším dobám zpracování.

BitVM je v současné době omezen pouze na dvě strany: „prover“ (prokazující) a „verifier“ (ověřující).

Řekněme, že dvě strany chtějí provést transakci prostřednictvím smart kontraktu pomocí blockchainu Bitcoin.

Jedna strana (prokazující) tvrdí, že smart kontrakt funguje tak, jak je inzerováno, aniž by jej bylo nutné spouštět přímo na blockchainu Bitcoin.

Druhá strana (ověřující) potřebuje mít určité záruky, že smart kontrakt funguje tak, jak je tvrzeno. Obě strany spolupodepisují řadu transakcí, které ověřujícímu udělují právo napadnout části smart kontraktu a prokazujícímu právo reagovat.

Pokud se kterákoli strana pokusí oklamat druhou, nebo selže ve spolupráci, poctivá strana má nárok na veškeré prostředky vložené do smart kontraktu, jakmile je aktivován.

V případě sporu mohou být specifické podmínky programu smart kontraktu provedeny on-chain, aby se prokázalo, zda došlo k podvodné činnosti.

Robin Linus, hlavní přispěvatel ZeroSync, zveřejnil whitepaper BitVM 9. října 2023.

ZeroSync je nezisková organizace se sídlem v Zugu ve Švýcarsku. Primárně se zaměřuje na zlepšení škálovatelnosti a soukromí Bitcoin vývojem řešení zero-knowledge proof (ZKP).

BitVM zavádí systém pro provádění složitých výpočtů off-chain, poskytuje robustní systém odpovědnosti pro obě zúčastněné strany a je implementovatelný bez nutnosti softwarové aktualizace.

Tento vývoj také pokládá základy pro Optimistic-style rollupy na Bitcoin. Tento proces by zahrnoval sdružování a zpracování transakcí BTC off-chain a odesílání důkazů on-chain. Všechny off-chain transakce by byly považovány za platné, jako součást optimistického přístupu. Pouze v případě sporu jsou transakce provedeny on-chain, aby se potvrdila jejich platnost.

Rollupy jako tento by mohly značně zlepšit propustnost transakcí Bitcoin, stejně jako Optimistic rollupy používané protokoly jako Optimism (OP), zlepšují možnosti zpracování Ethereum.

BitVM představuje důležitý průlom pro Bitcoin z různých důvodů.

Z technického hlediska odemyká potenciál sítě ověřovat jakýkoli typ složitého výpočtu, i když prozatím v omezeném nastavení dvou stran.

Tento pokrok by také mohl vést k novým aplikacím a výhodám škálovatelnosti pro Bitcoin v budoucnu.

Ale možná nejdůležitější je, že BitVM zdůrazňuje, že funkcionalita Bitcoin nebyla nikdy omezena jeho protokolem, ale představivostí jeho uživatelů.

Je důležité poznamenat, že ačkoli BitVM nabízí mnoho slibných výhod, není bez svých nevýhod.

Linus i další přispěvatelé se shodli, že tento model je v raných fázích a zdaleka není vybroušeným řešením. 

Následují některá omezení BitVM, která tým stále pracuje na překonání:

• V současném stavu je BitVM pouze modelem pro dvě osoby. Toto omezení znamená, že nemůže podporovat rozsáhlé decentralizované aplikace s více transakčními stranami.
• On-chain ověřování by stále mohlo zahlcovat blockchain Bitcoin.
• Off-chain výpočty budou pravděpodobně zahrnovat obrovské množství dat.

Máte pocit, že BitVM změní budoucnost protokolu Bitcoin?

Podívejte se na našeho průvodce v Kraken Learn Center pro více informací o Jak koupit Bitcoin (BTC) a zaregistrujte se k účtu u Kraken ještě dnes.