Bitcoin BitVM: Cos'è, esattamente?

Le innovazioni di Bitcoin non capitano troppo spesso. Ma quando lo fanno, sono spesso complesse e difficili da comprendere all'inizio. BitVM non fa eccezione.

Il nuovo sviluppo emerso nell'ottobre 2023 sblocca la capacità di Bitcoin di verificare calcoli complessi in un modo che non implica alcuna modifica alla rete. 

Più specificamente, BitVM rende Bitcoin Turing-complete utilizzando componenti preesistenti del suo linguaggio di programmazione Script.

Diventando Turing-complete, la blockchain di Bitcoin potrebbe in teoria essere utilizzata per estendere la funzionalità di Bitcoin ben oltre la visione di un "sistema di cassa elettronico peer-to-peer" esposta per la prima volta nel white paper di Bitcoin.

Mentre la Turing completeness potrebbe sembrare qualcosa tratta da un manuale Ikigai, essa è usata per descrivere linguaggi di programmazione che possono calcolare funzioni arbitrarie/risolvere qualsiasi problema.

Il matematico americano Alonzo Church coniò per la prima volta il termine negli anni '30, facendo riferimento al lavoro del suo studente e famoso informatico inglese, Alan Turing.

Prima di BitVM, il linguaggio di programmazione Script di Bitcoin non era considerato Turing-complete. Nonostante molteplici sforzi, nessuno riusciva a trovare un modo per far sì che Bitcoin facesse tutte le cose che un computer moderno può fare.

Ma è importante notare che molti considerano la semplicità di Bitcoin una caratteristica distintiva piuttosto che una lacuna o un bug.

Il/i creatore/i fantasma di Bitcoin, Satoshi Nakamoto, limitò la funzionalità di programmazione di Bitcoin un anno dopo il lancio del protocollo.

Potresti chiederti perché? Tutto si riduce alla sicurezza. Più un sistema è semplice, minori sono le cose che possono andare storte.

Ad esempio, confrontiamo un'auto di lusso con tutti i comfort all'avanguardia con una normale bicicletta.

Certo, l'auto di lusso offre molte funzionalità che non trovi sulla bici, ma è molto più probabile che tu incontri problemi tecnici. Una bicicletta tradizionale, d'altra parte, ha pochissime parti in movimento e quindi, ha molte meno cose che potrebbero potenzialmente rompersi. È improbabile che tu incontri problemi con le spie del cruscotto, la sospensione pneumatica difettosa o problemi di cambio corsia automatico su una bicicletta — perché non ha quelle caratteristiche in primo luogo.

In questo esempio, Bitcoin è come una bicicletta. La sua semplicità riduce in definitiva il numero di modi in cui un agente malevolo può disturbare la sua rete. Gli attacchi Distributed Denial of Service (DDoS), ad esempio, non hanno alcun effetto sull'attuale rete Bitcoin, ma sono un problema importante per altri progetti che offrono funzionalità più complesse.

BitVM introduce un sistema che rende verificabile qualsiasi calcolo sulla blockchain di Bitcoin, in un modo che non ne compromette la sicurezza né modifica la rete. Questo sviluppo apre le porte a calcoli complessi come gli smart contract Turing-complete, tutti elaborati off-chain per ridurre la congestione sulla blockchain di Bitcoin.

In breve, è come scoprire che la tua calcolatrice tascabile può supportare videogiochi MMORPG utilizzando componenti esistenti in un modo che non influisce negativamente sulle sue prestazioni.

Per capire come BitVM raggiunge tutto questo, partiamo dall'inizio. 

I computer usano quelle che vengono chiamate porte logiche per eseguire i programmi.

Sembra complicato, ma le porte logiche prendono semplicemente uno o più input binari (0 e 1), eseguono un piccolo calcolo basato sul tipo di porta logica che sono e restituiscono un singolo output.

Il tuo smartphone, tablet o laptop probabilmente conterrà centinaia di migliaia, se non milioni, di diversi tipi di porte logiche.

Ora, c'è un tipo speciale di porta logica chiamata porta "NAND". Una porta NAND è conosciuta come porta logica universale perché può essere usata per creare qualsiasi altra funzione di porta logica. È un po' come il Pokémon Ditto del mondo delle porte logiche.

Ora, ecco dove tutto questo si lega a BitVM. Le persone dietro BitVM hanno scoperto un modo per rappresentare le porte logiche NAND su Bitcoin utilizzando il suo linguaggio Script esistente.

Le implicazioni di ciò sono profonde per due ragioni:

• Consente di realizzare smart contract Turing-complete per Bitcoin.
• Non c'è bisogno di implementare modifiche software che potrebbero interrompere la rete Bitcoin. Le persone possono iniziare a usare immediatamente il modello BitVM.

Inoltre, la blockchain di Bitcoin verifica questi tipi di calcoli complessi solo on-chain. L'esecuzione avviene off-chain. 

In altre parole, la maggior parte del lavoro viene eseguita altrove, non sulla blockchain di Bitcoin stessa. Ciò evita di causare uno stress inutile alla rete Bitcoin che potrebbe comportare commissioni elevate o tempi di elaborazione più lenti.

BitVM è attualmente limitato a sole due parti: un "prover" e un "verifier".

Supponiamo che due parti vogliano effettuare transazioni insieme tramite uno smart contract utilizzando la blockchain di Bitcoin.

Una parte (il prover) afferma che lo smart contract funziona come pubblicizzato senza bisogno di eseguirlo direttamente sulla blockchain di Bitcoin.

La seconda parte (il verifier) deve avere determinate garanzie che lo smart contract funzioni come dichiarato. Entrambi co-firmano una serie di transazioni che concedono al verifier il diritto di contestare parti dello smart contract, e al prover di rispondere.

Se una delle due parti tenta di ingannare l'altra o non collabora, la parte onesta ha diritto a ricevere i fondi depositati nello smart contract una volta che questo è attivato.

In caso di disputa, condizioni specifiche del programma dello smart contract possono essere eseguite on-chain per dimostrare se si è verificata attività fraudolenta.

Robin Linus, un collaboratore principale di ZeroSync, ha pubblicato il whitepaper di BitVM il 9 ottobre 2023.

ZeroSync è un'organizzazione senza scopo di lucro con sede a Zugo, Svizzera. Si concentra principalmente sul miglioramento della scalabilità e della privacy di Bitcoin sviluppando soluzioni di zero-knowledge proof (ZKP).

BitVM introduce un sistema per eseguire calcoli complessi off-chain, fornisce un solido sistema di responsabilità per entrambe le parti coinvolte ed è implementabile senza richiedere un aggiornamento software.

Questo sviluppo pone anche le basi per i rollup di tipo Optimistic su Bitcoin. Questo processo implicherebbe l'aggregazione e l'elaborazione delle transazioni BTC off-chain e l'invio delle prove on-chain. Tutte le transazioni off-chain sarebbero considerate valide, come parte dell'approccio ottimistico. Solo in caso di controversia le transazioni vengono eseguite on-chain per confermarne la validità.

I rollup come questo potrebbero migliorare considerevolmente la velocità di elaborazione delle transazioni di Bitcoin, nello stesso modo in cui i rollup Optimistic utilizzati da protocolli come Optimism (OP), migliorano le capacità di elaborazione di Ethereum.

BitVM rappresenta un'innovazione importante per Bitcoin per una serie di motivi.

Da un punto di vista tecnico, sblocca il potenziale della rete di verificare qualsiasi tipo di calcolo complesso, anche se per ora in un contesto limitato a due parti.

Questo progresso potrebbe anche portare a nuove applicazioni e benefici in termini di scalabilità per Bitcoin a lungo termine.

Ma forse la cosa più importante è che BitVM evidenzia che la funzionalità di Bitcoin non è mai stata limitata dal suo protocollo, ma dall'immaginazione dei suoi utenti.

È importante notare che, sebbene BitVM offra molti benefici promettenti, non è privo di svantaggi.

Sia Linus che altri collaboratori coinvolti hanno accettato che questo modello sia nelle sue fasi iniziali e sia ben lontano dall'essere una soluzione perfezionata. 

Di seguito sono riportate alcune delle limitazioni di BitVM che il team sta ancora cercando di superare:

• Nel suo stato attuale, BitVM è solo un modello a due persone. Questa limitazione significa che non può supportare applicazioni decentralizzate su larga scala con molteplici parti transanti.
• La verifica on-chain potrebbe ancora intasare la blockchain di Bitcoin.
• I calcoli off-chain probabilmente comporteranno enormi quantità di dati.

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