Bitcoin BitVM: что это такое?

Прорывы в сфере Bitcoin происходят нечасто. Но когда они случаются, они часто сложны и трудны для понимания на первый взгляд. BitVM не является исключением.

Новая разработка, появившаяся в октябре 2023 года, открывает возможность для Bitcoin верифицировать сложные вычисления таким образом, который не предполагает никаких модификаций сети. 

Более конкретно, BitVM делает Bitcoin Turing-complete, используя уже существующие компоненты его языка программирования Script.

Став Turing-complete, блокчейн Bitcoin теоретически может быть использован для расширения функциональности Bitcoin далеко за пределы концепции «одноранговой электронной денежной системы», впервые изложенной в белой книге Bitcoin.

Хотя Turing completeness может звучать как что-то из руководства по икигай, этот термин используется для описания языков программирования, которые могут вычислять произвольные функции/решать любую проблему.

Американский математик Алонзо Чёрч впервые ввел этот термин в 1930-х годах, ссылаясь на работы своего ученика, известного английского компьютерного ученого Алана Тьюринга.

До BitVM язык программирования Script Bitcoin не считался Turing-complete. Несмотря на многочисленные попытки, никто не мог найти способ заставить Bitcoin делать все то, что может делать современный компьютер.

Но важно отметить, что многие считают простоту Bitcoin определяющей характеристикой, а не недостатком или ошибкой.

Призрачный создатель(и) Bitcoin, Сатоши Накамото, ограничил программную функциональность Bitcoin через год после запуска протокола.

Вы можете спросить, почему? Все дело в безопасности. Чем проще система, тем меньше в ней того, что может пойти не так.

В качестве примера сравним роскошный автомобиль со всеми самыми современными «наворотами» и обычный велосипед.

Конечно, роскошный автомобиль предлагает множество функций, которых нет у велосипеда, но при этом вы гораздо чаще столкнетесь с техническими проблемами. Традиционный велосипед, с другой стороны, имеет очень мало движущихся частей и, следовательно, гораздо меньше того, что потенциально может сломаться. Вы вряд ли столкнетесь с проблемами индикаторов на приборной панели, неисправностью пневматической подвески или проблемами с автоматическим изменением полосы движения на велосипеде — потому что у него этих функций просто нет.

В этом примере Bitcoin похож на велосипед. Его простота в конечном итоге уменьшает количество способов, которыми злоумышленник может нарушить работу его сети. Например, атаки типа «отказ в обслуживании» (DDoS) не влияют на текущую сеть Bitcoin, но являются серьезной проблемой для других проектов, предлагающих более сложную функциональность.

BitVM представляет систему, которая делает любые вычисления верифицируемыми в блокчейне Bitcoin, не влияя на его безопасность и не изменяя сеть. Эта разработка открывает двери для сложных вычислений, таких как тьюринг-полные смарт-контракты, все они обрабатываются вне блокчейна для уменьшения перегрузки блокчейна Bitcoin.

Коротко говоря, это как если бы вы обнаружили, что ваш карманный калькулятор может поддерживать видеоигры MMORPG, используя существующие компоненты, не оказывая при этом негативного влияния на его производительность.

Чтобы понять, как BitVM достигает всего этого, давайте начнем с самого начала. 

Компьютеры используют так называемые логические вентили для выполнения программ.

Звучит сложно, но логические вентили просто принимают один или несколько двоичных входов (0 и 1), выполняют небольшое вычисление на основе типа логического вентиля и выдают один выход.

Ваш смартфон, планшет или ноутбук, вероятно, содержат сотни тысяч, если не миллионы, различных типов логических вентилей.

Существует один особый тип логического вентиля, называемый вентилем «И-НЕ» (NAND). Вентиль NAND известен как универсальный логический вентиль, потому что его можно использовать для создания любой другой функции логического вентиля. Это что-то вроде покемона Ditto в мире логических вентилей.

Теперь давайте свяжем все это с BitVM. Люди, стоящие за BitVM, нашли способ представить логические вентили NAND в Bitcoin, используя его существующий язык Script.

Последствия этого значительны по двум причинам:

• Это позволяет использовать тьюринг-полные смарт-контракты Bitcoin.
• Нет необходимости внедрять изменения в программное обеспечение, которые могли бы нарушить работу сети Bitcoin. Люди могут немедленно начать использовать модель BitVM.

Кроме того, блокчейн Bitcoin проверяет эти типы сложных вычислений только в блокчейне. Выполнение происходит вне блокчейна. 

Другими словами, основная часть работы выполняется где-то в другом месте, а не в самом блокчейне Bitcoin. Это позволяет избежать ненужной нагрузки на сеть Bitcoin, которая могла бы привести к высоким комиссиям или замедлению времени обработки.

BitVM в настоящее время ограничен только двумя сторонами: «прувером» и «верификатором».

Допустим, две стороны хотят совершить транзакцию с помощью смарт-контракта, используя блокчейн Bitcoin.

Одна сторона (прувер) утверждает, что смарт-контракт работает, как заявлено, без необходимости запускать его непосредственно в блокчейне Bitcoin.

Вторая сторона (верификатор) должна иметь определенные гарантии того, что смарт-контракт работает, как заявлено. Они обе совместно подписывают ряд транзакций, которые дают верификатору право оспаривать части смарт-контракта, а пруверу — отвечать.

Если какая-либо сторона пытается обмануть другую или отказывается сотрудничать, честная сторона получает любые средства, депонированные в смарт-контракт после его активации.

В случае спора, конкретные условия программы смарт-контракта могут быть выполнены в блокчейне для доказательства наличия мошеннической деятельности.

Робин Линус, основной разработчик ZeroSync, опубликовал вайтпейпер BitVM 9 октября 2023 года.

ZeroSync — это некоммерческая организация, базирующаяся в Цуге, Швейцария. Она в основном сосредоточена на улучшении масштабируемости и конфиденциальности Bitcoin путем разработки решений с нулевым разглашением (ZKP).

BitVM представляет систему для выполнения сложных вычислений вне сети, обеспечивает надежную систему подотчетности для обеих участвующих сторон и может быть реализована без необходимости обновления программного обеспечения.

Это развитие также закладывает основу для Optimistic rollups в сети Bitcoin. Этот процесс будет включать объединение и обработку транзакций BTC вне сети и отправку подтверждений в блокчейн. Все транзакции вне сети будут считаться действительными в рамках оптимистического подхода. Только при возникновении спора транзакции выполняются в блокчейне для подтверждения их достоверности.

Такие роллапы могут значительно улучшить пропускную способность транзакций Bitcoin, подобно тому, как Optimistic rollups, используемые такими протоколами, как Optimism (OP), улучшают возможности обработки Ethereum.

BitVM представляет собой важный прорыв для Bitcoin по целому ряду причин.

С технической точки зрения, он раскрывает потенциал сети для проверки любого типа сложных вычислений, хотя пока и в ограниченной настройке с двумя сторонами.

Это достижение также может привести к появлению новых приложений и преимуществ масштабируемости для Bitcoin в будущем.

Но, возможно, самое главное, BitVM подчеркивает, что функциональность Bitcoin никогда не была ограничена его протоколом, а лишь воображением его пользователей.

Важно отметить, что хотя BitVM предлагает множество многообещающих преимуществ, он не лишен недостатков.

Как Линус, так и другие участвующие контрибьюторы признали, что эта модель находится на ранних стадиях разработки и далека от отточенного решения. 

Ниже приведены некоторые из ограничений BitVM, которые команда все еще работает над преодолением:

• В текущем состоянии BitVM — это модель только для двух участников. Это ограничение означает, что она не может поддерживать крупномасштабные децентрализованные приложения с множеством участников транзакций.
• Верификация в блокчейне все еще может перегружать блокчейн Bitcoin.
• Вычисления вне сети, вероятно, будут включать огромные объемы данных.

Считаете, что BitVM изменит будущее протокола Bitcoin?

Ознакомьтесь с нашим руководством в Центре обучения Kraken, чтобы узнать больше о том, как купить Bitcoin (BTC), и зарегистрируйтесь на Kraken сегодня.