Bitcoin BitVM: O que é, exatamente?

Os avanços do Bitcoin não surgem com muita frequência. Mas quando surgem, são muitas vezes complexos e difíceis de entender à primeira vista. O BitVM não é exceção.

O novo desenvolvimento que surgiu em outubro de 2023 desbloqueia a capacidade do Bitcoin de verificar cálculos complexos de uma forma que não envolve quaisquer modificações na rede. 

Mais especificamente, o BitVM torna o Bitcoin Turing-completo usando componentes pré-existentes da sua linguagem de programação Script.

Ao tornar-se Turing-completa, a blockchain do Bitcoin poderia, em teoria, ser usada para estender a funcionalidade do Bitcoin muito além da visão de "sistema de dinheiro eletrónico peer-to-peer" inicialmente apresentada no white paper do Bitcoin.

Embora a completude de Turing possa soar como algo de um manual de Ikigai, é usada para descrever linguagens de programação que podem calcular funções arbitrárias/resolver qualquer problema.

O matemático americano Alonzo Church cunhou o termo pela primeira vez na década de 1930, referenciando o trabalho do seu aluno e famoso cientista da computação inglês, Alan Turing.

Antes do BitVM, a linguagem de programação Script do Bitcoin não era considerada Turing-completa. Apesar de múltiplos esforços, ninguém conseguiu encontrar uma forma de fazer o Bitcoin fazer todas as coisas que um computador moderno pode fazer.

Mas é importante notar que muitos veem a simplicidade do Bitcoin como uma característica definidora, em vez de uma falha ou erro.

O(s) criador(es) fantasma do Bitcoin, Satoshi Nakamoto, limitou(aram) a funcionalidade de programação do Bitcoin um ano após o lançamento do protocolo.

Poderá perguntar-se porquê? Tudo se resume à segurança. Quanto mais simples for um sistema, menos coisas podem correr mal com ele.

Como exemplo, vamos comparar um carro de luxo com todos os extras de topo de gama com uma bicicleta normal.

Claro, o carro de luxo oferece muita funcionalidade que não se encontra na bicicleta, mas é muito mais provável que se depare com problemas técnicos. Uma bicicleta tradicional, por outro lado, tem muito poucas peças móveis e, portanto, tem muito menos coisas que poderiam potencialmente avariar. É improvável que se depare com problemas de luzes do painel, suspensão a ar avariada ou problemas de mudança automática de faixa numa bicicleta — porque ela não tem essas funcionalidades em primeiro lugar.

Neste exemplo, o Bitcoin é como uma bicicleta. A sua simplicidade reduz, em última análise, o número de formas como um agente malicioso pode perturbar a sua rede. Os ataques de Negação de Serviço Distribuída (DDoS), por exemplo, não têm efeito na rede Bitcoin atual, mas são um grande problema para outros projetos que oferecem funcionalidades mais complexas.

O BitVM introduz um sistema que torna qualquer cálculo verificável na blockchain do Bitcoin, de uma forma que não afeta a sua segurança nem altera a rede. Este desenvolvimento abre a porta a cálculos complexos, como contratos inteligentes Turing-completos, todos processados fora da cadeia para reduzir o congestionamento na blockchain do Bitcoin.

Em suma, é como descobrir que a sua calculadora de bolso pode suportar videojogos MMORPG usando componentes existentes de uma forma que não afeta negativamente o seu desempenho.

Para entender como o BitVM consegue tudo isto, vamos começar pelo princípio. 

Os computadores usam algo chamado portas lógicas para executar programas.

Parece complicado, mas as portas lógicas simplesmente recebem uma ou mais entradas binárias (0s e 1s), executam um pequeno cálculo com base no tipo de porta lógica que são e produzem uma única saída.

O seu smartphone, tablet ou portátil provavelmente conterá centenas de milhares, senão milhões, de diferentes tipos de portas lógicas.

Agora, existe um tipo especial de porta lógica chamada porta "NAND". Uma porta NAND é conhecida como uma porta lógica universal porque pode ser usada para criar qualquer outra função de porta lógica. É como o Pokémon Ditto do mundo das portas lógicas.

Agora, é aqui que tudo isto se liga ao BitVM. As pessoas por trás do BitVM descobriram uma forma de representar portas lógicas NAND no Bitcoin usando a sua linguagem Script existente.

As implicações disto são profundas por duas razões:

• Permite contratos inteligentes Turing-completos no Bitcoin.
• Não há necessidade de implementar alterações de software que possam perturbar a rede Bitcoin. As pessoas podem começar a usar o modelo BitVM imediatamente.

Além disso, a blockchain do Bitcoin apenas verifica estes tipos de cálculos complexos na cadeia. A execução acontece fora da cadeia. 

Por outras palavras, a maior parte do trabalho é realizada noutro local, não na própria blockchain do Bitcoin. Isto evita causar uma tensão desnecessária na rede Bitcoin que poderia resultar em taxas elevadas ou tempos de processamento mais lentos.

O BitVM está atualmente limitado a apenas duas partes: um "provador" e um "verificador".

Digamos que duas partes querem transacionar juntas através de um contrato inteligente usando a blockchain do Bitcoin.

Uma parte (o provador) afirma que o contrato inteligente funciona como anunciado sem precisar de o executar diretamente na blockchain do Bitcoin.

A segunda parte (verificador) precisa de ter certas garantias de que o contrato inteligente funciona como alegado. Ambos co-assinam um número de transações que concede ao verificador o direito de contestar partes do contrato inteligente, e ao provador de responder.

Se qualquer uma das partes tentar enganar a outra, ou falhar em colaborar, a parte honesta tem direito a receber quaisquer fundos depositados no contrato inteligente assim que este for ativado.

Em caso de disputa, condições específicas do programa do contrato inteligente podem ser executadas na cadeia para provar se ocorreu atividade fraudulenta.

Robin Linus, um colaborador principal da ZeroSync, publicou o whitepaper do BitVM a 9 de outubro de 2023.

A ZeroSync é uma organização sem fins lucrativos sediada em Zug, Suíça. Foca-se principalmente em melhorar a escalabilidade e a privacidade do Bitcoin através do desenvolvimento de soluções de prova de conhecimento zero (ZKP).

O BitVM introduz um sistema para executar cálculos complexos fora da cadeia, fornece um sistema robusto de responsabilização para ambas as partes envolvidas e é implementável sem exigir uma atualização de software.

Este desenvolvimento também estabelece as bases para rollups de estilo otimista no Bitcoin. Este processo envolveria o agrupamento e processamento de transações BTC fora da cadeia e a submissão de provas na cadeia. Todas as transações fora da cadeia seriam consideradas válidas, como parte da abordagem otimista. Apenas quando há uma disputa é que as transações são executadas na cadeia para confirmar a sua validade.

Rollups como este poderiam melhorar consideravelmente o débito de transações do Bitcoin, da mesma forma que os rollups otimistas usados por protocolos como o Optimism (OP), melhoram as capacidades de processamento do Ethereum.

O BitVM representa um avanço importante para o Bitcoin por uma variedade de razões.

Do ponto de vista técnico, desbloqueia o potencial da rede para verificar qualquer tipo de cálculo complexo, embora num cenário limitado a duas partes por enquanto.

Este avanço também poderá levar a novas aplicações e benefícios de escalabilidade para o Bitcoin no futuro.

Mas talvez o mais importante, o BitVM destaca que a funcionalidade do Bitcoin nunca foi limitada pelo seu protocolo, mas pela imaginação dos seus utilizadores.

É importante notar que, embora o BitVM ofereça muitos benefícios promissores, não está isento de desvantagens.

Tanto Linus como outros colaboradores envolvidos aceitaram que este modelo está nas suas fases iniciais e está longe de ser uma solução polida. 

As seguintes são algumas das limitações do BitVM que a equipa ainda está a trabalhar para superar:

• No seu estado atual, o BitVM é apenas um modelo para duas pessoas. Esta limitação significa que não pode suportar aplicações descentralizadas em larga escala com múltiplas partes transacionantes.
• A verificação na cadeia ainda poderia congestionar a blockchain do Bitcoin.
• Os cálculos fora da cadeia provavelmente envolverão grandes quantidades de dados.

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