مناقشة مبادئ تقنية BitVM وخطط التحسين

1. المقدمة

تتمتع البيتكوين كأصل رقمي لامركزي بقيمة مهمة، ولكنها تعاني من قيود في قابلية التوسع. نموذج UTXO للبيتكوين يفتقر إلى القدرة على تنفيذ حسابات معقدة، مما يحد من سيناريوهات استخدامها. لحل مشكلة التوسع، اقترحت الصناعة مجموعة متنوعة من الحلول التقنية، مثل قنوات الحالة، والشبكات الجانبية، والتحقق من العملاء، ولكن جميعها تعاني من مشاكل مختلفة في الأمان أو الوظائف.

مؤخراً، أثار مشروع ZeroSync الاقتراح الخاص بـ BitVM اهتماماً واسعاً. يسمح BitVM بتنفيذ وظائف العقود القابلة للتطبيق بشكل كامل دون تغيير توافق بيتكوين، مما يوسع بشكل كبير إمكانيات تطبيق بيتكوين. ومع ذلك، لا يزال BitVM في مرحلة مبكرة، وهناك مجال للتحسين في كفاءة وأمان BitVM. ستستعرض هذه المقالة كيفية عمل BitVM وتقدم بعض الاتجاهات المحتملة للتحسين.

2. مبدأ BitVM

BitVM هو حل لعقود خارج السلسلة يهدف إلى تعزيز وظائف العقود في البيتكوين. لقد حقق ذلك من خلال توقيع لمرة واحدة من Lamport لتنفيذ سكربتات البيتكوين ذات الحالة، ويستخدم Taproot وآلية التحدي والاستجابة لدعم التحقق من الحسابات المعقدة.

تشمل المكونات الرئيسية لـ BitVM:

• التزام الدائرة: تحويل البرنامج إلى دائرة ثنائية، وإجراء الالتزام في عنوان Taproot.

• التحدي والاستجابة: تحقيق لعبة التحدي-الاستجابة من خلال توقيع مسبق لسلسلة من المعاملات، والتي يمكن تنفيذها على السلسلة أو خارجها.

• آلية العقوبة: إذا قدم المدعي بيانًا غير صحيح، يمكن للمتحقق الحصول على وديعته كعقوبة.

3. خطة تحسين BitVM

3.1 تقليل تفاعلات OP بناءً على ZK

يمكن النظر في إدخال تقنية إثبات المعرفة الصفرية، وتحويل موضوع التحدي من الخوارزمية الأصلية إلى خوارزمية التحقق، مما يقلل من عدد جولات التحدي، ويقصر دورة التحدي. يمكن دمج هذه الطريقة مع إثبات الاحتيال، لبناء إثبات الاحتيال ZK، لتحقيق نموذج توليد إثباتات ZK عند الطلب.

3.2 توقيع لمرة واحدة صديق للبيتكوين

يمكن استكشاف استخدام خطة التوقيع الأحادي Winternitz كبديل لتوقيع Lamport، لتقليل طول التوقيع والمفتاح العام، وبالتالي تقليل بيانات المعاملات ورسوم المعاملات. يمكن اعتبار مجموعة المعلمات d=15، v=160، f=ripemd160(x) لتحقيق توقيع Winternitz.

3.3 دالة هاش صديقة للبيتكوين

يمكن بناء دوال تجزئة مثل BLAKE3 استنادًا إلى سكربت بيتكوين الموجود. يمتاز BLAKE3 بأداء جيد، مما يجعله مناسبًا للتحقق من إثبات شمول مركل في BitVM. يمكن أيضًا استكشاف تنفيذ دوال تجزئة أخرى صديقة لبيتكوين في المستقبل.

3.4 سكربتات بدون سكربتات BitVM

يمكن استخدام تقنية Scriptless Scripts، واستخدام توقيعات Schnorr المتعددة وتوقيعات المحولات لتحقيق التزام بوابة BitVM، مما يوفر مساحة نصية ويزيد من الكفاءة. هذه الطريقة تحتاج أيضًا إلى تحسينات إضافية لتقليل متطلبات التفاعل.

3.5 تحدي متعدد الأطراف بدون إذن

يمكن دراسة توسيع BitVM ليصبح نموذج تحدٍ متعدد الأطراف دون إذن، لتحقيق افتراضات ثقة أقل. يتطلب ذلك معالجة قضايا مثل هجمات الساحرات وهجمات التأخير، ويمكن الرجوع إلى نتائج الأبحاث ذات الصلة لتصميم حلول تناسب خصائص البيتكوين.

4. الاستنتاج

تقدم BitVM فكرة جديدة لتوسيع نطاق البيتكوين، لكن لا يزال هناك مجال كبير للتحسين. في المستقبل، يحتاج الأمر إلى استكشاف عميق في مجالات الكفاءة والأمان ودرجة اللامركزية، من أجل استغلال إمكانيات البيتكوين بشكل كامل وتعزيز ازدهار النظام البيئي.