Bitcoin BitVM: Co to přesně je?

Průlomy v Bitcoinu se nestávají příliš často. Ale když už k nim dojde, jsou zpočátku často složité a obtížně srozumitelné. BitVM není výjimkou.

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

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

Tím, že se stane Turing-kompletním, by Bitcoin blockchain mohl být teoreticky použit k rozšíření funkčnosti Bitcoinu daleko za vizi „peer-to-peer elektronického hotovostního systému“, která byla poprvé popsána v white paperu Bitcoinu.

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

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

Před BitVM nebyl programovací jazyk Script Bitcoinu považován za Turing-kompletní. Přes mnohá úsilí nikdo nedokázal najít způsob, jak přimět Bitcoin dělat všechny věci, které dokáže moderní počítač.

Je však důležité poznamenat, že mnozí vnímají jednoduchost Bitcoinu jako jeho určující rys, nikoli jako nedostatek nebo chybu.

Fantomový tvůrce Bitcoinu (nebo tvůrci), Satoshi Nakamoto, omezil programovou funkčnost Bitcoinu rok po spuštění protokolu.

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

Jako příklad si porovnejme luxusní automobil se všemi špičkovými vychytávkami s obyčejným jízdním kolem.

Jistě, luxusní automobil 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. Na jízdním kole se s největší pravděpodobností nesetkáte s problémy s kontrolkami na palubní desce, selhávajícím vzduchovým odpružením nebo problémy s automatickou změnou jízdního pruhu — protože tyto funkce ani 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 typu Distributed Denial of Service (DDoS), například, nemají vliv na současnou síť Bitcoinu, ale představují velký problém pro jiné projekty, které nabízejí komplexnější funkce.

BitVM zavádí systém, který umožňuje ověřit jakoukoli výpočetní operaci na blockchainu Bitcoin, aniž by to ovlivnilo jeho bezpečnost nebo změnilo síť. Tento vývoj otevírá dveře složitým výpočtům, jako jsou Turing-kompletní chytré kontrakty, které jsou všechny 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 tak, aby to negativně neovlivnilo její výkon.

Abychom pochopili, jak BitVM tohle všechno dokáže, začněme od začátku. 

Počítače používají takzvané logické brány k provádění programů.

Zní to složitě, ale logické brány jednoduše přijímají jeden nebo více binárních vstupů (0 a 1), provedou malý výpočet na základě typu logické brány, kterou jsou, a vyprodukují jeden výstup.

Váš chytrý telefon, tablet nebo laptop pravděpodobně obsahuje stovky tisíc, ne-li miliony, různých typů logických bran.

Existuje jeden speciální typ logické brány nazývaný brána „NAND“. Brána NAND je známá jako univerzální logická brána, protože ji lze použít k vytvoření jakékoli jiné funkce logické brány. Je to takový Ditto Pokémon světa logických bran.

A tady se to všechno spojuje s BitVM. Lidé, kteří stojí za BitVM, objevili způsob, jak reprezentovat logické brány NAND na Bitcoin pomocí jeho stávajícího jazyka Script.

Důsledky jsou zásadní ze dvou důvodů:

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

Navíc blockchain Bitcoin ověřuje tyto typy složitých výpočtů pouze v řetězci. Provedení probíhá mimo řetězec. 

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 delší době zpracování.

BitVM je v současné době omezeno pouze na dvě strany: „provera“ a „verifiera“.

Řekněme, že dvě strany chtějí provést transakci společně prostřednictvím chytrého kontraktu s využitím blockchainu Bitcoin.

Jedna strana (prover) tvrdí, že chytrý kontrakt funguje tak, jak je inzerováno, aniž by bylo nutné ho spouštět přímo na blockchainu Bitcoin.

Druhá strana (verifier) potřebuje mít určité záruky, že chytrý kontrakt funguje tak, jak je tvrzeno. Obě strany spolupodepíšou řadu transakcí, které verifierovi udělují právo napadnout části chytrého kontraktu a proverovi právo reagovat.

Pokud se kterákoli strana pokusí podvést druhou, nebo selže ve spolupráci, poctivá strana získá jakékoli finanční prostředky vložené do chytrého kontraktu, jakmile bude aktivován.

V případě sporu mohou být specifické podmínky programu chytrého kontraktu provedeny v řetězci, aby se prokázalo, zda došlo k podvodné činnosti.

Robin Linus, klíčový přispěvatel ZeroSync, publikoval BitVM whitepaper 9. října 2023.

ZeroSync je nezisková organizace se sídlem v Zugu ve Švýcarsku. Primárně se zaměřuje na zlepšování škálovatelnosti a soukromí Bitcoinu vývojem řešení proofů s nulovou znalostí (ZKP).

BitVM zavádí systém pro provádění složitých výpočtů mimo řetězec, poskytuje robustní systém odpovědnosti pro obě zúčastněné strany a je implementovatelný bez nutnosti aktualizace softwaru.

Tento vývoj také pokládá základ pro rollupy optimistického typu na Bitcoinu. Tento proces by zahrnoval sdružování a zpracování BTC transakcí mimo řetězec a odesílání důkazů v řetězci. Všechny transakce mimo řetězec by byly považovány za platné, jako součást optimistického přístupu. Pouze v případě sporu se transakce provádějí v řetězci, aby se potvrdila jejich platnost.

Rollupy, jako je tento, by mohly značně zlepšit propustnost transakcí Bitcoinu, stejně jako Optimistic rollupy používané protokoly, jako je Optimism (OP), zlepšují zpracovatelské kapacity Etherea.

BitVM představuje důležitý průlom pro Bitcoin z mnoha důvodů.

Z technického hlediska odemyká potenciál sítě k ověřování jakéhokoli typu složitých výpočtů, 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 funkčnost Bitcoinu nebyla nikdy omezena jeho protokolem, ale představivostí jeho uživatelů.

Je důležité si uvědomit, že i když BitVM nabízí mnoho slibných výhod, není bez svých nedostatků.

Linus i další zúčastnění přispěvatelé uznali, že tento model je v raných fázích a zdaleka není dopracovaným řešením. 

Níže jsou uvedena některá omezení BitVM, která tým stále pracuje na překonání:

• V současném stavu je BitVM pouze dvouúčastnický model. Toto omezení znamená, že nemůže podporovat rozsáhlé decentralizované aplikace s více transakčními stranami.
• Ověření v řetězci by stále mohlo zanést blockchain Bitcoinu.
• Výpočty mimo řetězec 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 tom, jak koupit Bitcoin (BTC) a zaregistrujte se k účtu u Kraken ještě dnes.