Khám phá khả năng lập trình của hệ sinh thái Bitcoin

Bitcoin là blockchain có tính thanh khoản tốt nhất và độ an toàn cao nhất, đã thu hút một lượng lớn nhà phát triển sau cơn sốt ký tự khắc. Những nhà phát triển này nhanh chóng tập trung vào khả năng lập trình và vấn đề mở rộng của Bitcoin. Bằng cách đưa vào các giải pháp đa dạng như ZK, DA, sidechain, rollup, restaking, hệ sinh thái Bitcoin đang chào đón một đỉnh cao thịnh vượng mới, trở thành chủ đề cốt lõi của thị trường tăng giá hiện tại.

Tuy nhiên, nhiều thiết kế này tiếp tục kinh nghiệm mở rộng của các nền tảng hợp đồng thông minh như Ethereum, và thường dựa vào cầu nối chuỗi trung tâm hóa, điều này trở thành điểm yếu tiềm tàng của hệ thống. Rất ít giải pháp được thiết kế dựa trên các đặc tính của Bitcoin chính nó, điều này liên quan đến trải nghiệm phát triển kém của các nhà phát triển Bitcoin. Bitcoin không thể thực thi hợp đồng thông minh như Ethereum vì một số lý do:

1. Ngôn ngữ kịch bản Bitcoin bị giới hạn độ hoàn thiện Turing để đảm bảo an ninh, không thể thực thi các hợp đồng thông minh phức tạp.
2. Blockchain Bitcoin được thiết kế cho các giao dịch đơn giản, không được tối ưu hóa cho các hợp đồng thông minh phức tạp.
3. Bitcoin thiếu máy ảo để thực thi hợp đồng thông minh.

Sự chứng kiến tách biệt vào năm 2017 (SegWit) đã mở rộng giới hạn kích thước khối của Bitcoin; bản nâng cấp Taproot vào năm 2021 đã cho phép xác minh chữ ký hàng loạt, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý giao dịch. Những tiến bộ này đã đặt nền tảng cho khả năng lập trình của Bitcoin.

Vào năm 2022, nhà phát triển Casey Rodarmor đã đề xuất "Ordinal Theory", tóm tắt kế hoạch đánh số của Satoshi, cho phép nhúng bất kỳ dữ liệu nào vào giao dịch Bitcoin. Điều này mở ra những con đường mới để nhúng thông tin trạng thái và siêu dữ liệu trực tiếp trên chuỗi Bitcoin, cung cấp những ý tưởng mới cho các ứng dụng cần dữ liệu trạng thái có thể truy cập và xác minh.

Hiện tại, hầu hết các dự án mở rộng khả năng lập trình Bitcoin phụ thuộc vào mạng lớp hai (L2), điều này yêu cầu người dùng tin tưởng vào cầu nối chuỗi chéo, trở thành thách thức chính trong việc thu hút người dùng và thanh khoản cho L2. Hơn nữa, Bitcoin thiếu máy ảo gốc hoặc khả năng lập trình, không thể đạt được giao tiếp giữa L2 và L1 mà không tăng thêm giả định về niềm tin.

RGB, RGB++ và Arch Network cố gắng xuất phát từ các thuộc tính nguyên bản của Bitcoin, tăng cường khả năng lập trình của nó, cung cấp khả năng hợp đồng thông minh và giao dịch phức tạp thông qua các phương pháp khác nhau:

1. RGB là một giải pháp hợp đồng thông minh được xác minh thông qua khách hàng ngoài chuỗi, ghi lại sự thay đổi trạng thái của hợp đồng thông minh trong UTXO của Bitcoin. Mặc dù có một số lợi thế về quyền riêng tư, nhưng việc sử dụng phức tạp và thiếu khả năng lập trình hợp đồng, phát triển tương đối chậm.

2. RGB++ là một nhánh mở rộng khác của Nervos dựa trên ý tưởng RGB, vẫn dựa trên việc ràng buộc UTXO, nhưng coi chuỗi bản thân là một người xác nhận đồng thuận, cung cấp giải pháp chuyển giao tài sản siêu dữ liệu giữa các chuỗi, hỗ trợ di chuyển trên bất kỳ chuỗi cấu trúc UTXO nào.

3. Arch Network cung cấp giải pháp hợp đồng thông minh gốc cho Bitcoin, tạo ra máy ảo ZK và mạng nút xác thực, thông qua việc tổng hợp giao dịch để ghi lại sự thay đổi trạng thái và tài sản trong giao dịch Bitcoin.

RGB

RGB là một hướng mở rộng hợp đồng thông minh trong cộng đồng Bitcoin từ sớm, thông qua việc bao bọc dữ liệu trạng thái bằng UTXO, đã cung cấp một ý tưởng quan trọng cho việc mở rộng bản địa Bitcoin sau này.

RGB áp dụng phương thức xác minh ngoài chuỗi, chuyển xác minh chuyển nhượng token từ lớp đồng thuận Bitcoin sang ngoài chuỗi, được xác minh bởi các khách hàng liên quan đến giao dịch cụ thể. Điều này giảm nhu cầu phát sóng toàn mạng, tăng cường tính riêng tư và hiệu quả. Tuy nhiên, phương thức tăng cường tính riêng tư này cũng là con dao hai lưỡi. Mặc dù đã tăng cường bảo vệ sự riêng tư, nhưng lại dẫn đến sự không thể nhìn thấy của bên thứ ba, làm cho các thao tác thực tế trở nên phức tạp và khó phát triển, trải nghiệm người dùng kém.

RGB đã giới thiệu khái niệm niêm phong sử dụng một lần. Mỗi UTXO chỉ có thể được tiêu một lần, tương đương với việc bị khóa khi tạo ra, và được mở khóa khi tiêu. Trạng thái hợp đồng thông minh được đóng gói qua UTXO và được quản lý bởi niêm phong, cung cấp một cơ chế quản lý trạng thái hiệu quả.

RGB++

RGB++ là một hướng mở rộng khác của Nervos dựa trên ý tưởng RGB, vẫn dựa trên việc gán UTXO.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing (như CKB hoặc chuỗi khác) để xử lý dữ liệu ngoài chuỗi và hợp đồng thông minh, nâng cao khả năng lập trình của Bitcoin, và đảm bảo an toàn thông qua việc ràng buộc đồng nhất BTC.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing làm chuỗi bóng, có khả năng thực hiện hợp đồng thông minh phức tạp và được gắn với UTXO Bitcoin, tăng cường khả năng lập trình và tính linh hoạt của hệ thống. UTXO Bitcoin và UTXO chuỗi bóng được gắn kết hình thức đồng nhất, đảm bảo tính nhất quán về trạng thái và tài sản giữa hai chuỗi, đảm bảo an toàn giao dịch.

RGB++ mở rộng đến tất cả các chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing, nâng cao khả năng tương tác giữa các chuỗi và tính thanh khoản của tài sản. Hỗ trợ đa chuỗi này cho phép RGB++ kết hợp với bất kỳ chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing nào, tăng cường tính linh hoạt của hệ thống. Đồng thời, thông qua việc ràng buộc đồng hình UTXO, thực hiện việc chuyển giao giữa các chuỗi mà không cần cầu nối, tránh vấn đề "coin giả", đảm bảo tính xác thực và nhất quán của tài sản.

Xác thực trên chuỗi thông qua chuỗi bóng, RGB++ đã đơn giản hóa quy trình xác thực của khách hàng. Người dùng chỉ cần kiểm tra các giao dịch liên quan đến chuỗi bóng để xác thực tính chính xác của phép tính trạng thái RGB++. Phương pháp xác thực trên chuỗi này không chỉ đơn giản hóa quy trình xác thực mà còn tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Việc sử dụng chuỗi bóng có khả năng lập trình giúp tránh quản lý UTXO phức tạp của RGB, cung cấp trải nghiệm đơn giản và thân thiện hơn với người dùng.

Arch Network

Arch Network chủ yếu được cấu thành từ Arch zkVM và mạng nút xác thực Arch, sử dụng chứng minh không biết và mạng xác thực phi tập trung để đảm bảo an toàn và quyền riêng tư cho hợp đồng thông minh, dễ sử dụng hơn RGB, và không cần phải liên kết với một chuỗi UTXO khác như RGB++.

Arch zkVM sử dụng RISC Zero ZKVM để thực thi hợp đồng thông minh và tạo ra chứng minh không biết, được xác minh bởi mạng lưới nút xác minh phi tập trung. Hệ thống này hoạt động dựa trên mô hình UTXO, đóng gói trạng thái hợp đồng thông minh trong các State UTXOs để nâng cao tính bảo mật và hiệu quả.

Asset UTXOs được sử dụng để đại diện cho Bitcoin hoặc các token khác, có thể được quản lý thông qua cách ủy thác. Mạng lưới Arch xác thực nội dung ZKVM thông qua các nút leader được chọn ngẫu nhiên, sử dụng phương án ký FROST để tổng hợp chữ ký của các nút, cuối cùng phát broadcast giao dịch đến mạng Bitcoin.

Arch zkVM cung cấp máy ảo hoàn chỉnh Turing cho Bitcoin, có khả năng thực thi hợp đồng thông minh phức tạp. Sau mỗi lần thực thi hợp đồng, Arch zkVM tạo ra chứng minh không kiến thức để xác minh tính chính xác và sự thay đổi trạng thái của hợp đồng.

Arch sử dụng mô hình UTXO của Bitcoin, trạng thái và tài sản được đóng gói trong UTXO, thông qua khái niệm sử dụng một lần để thực hiện chuyển đổi trạng thái. Dữ liệu trạng thái của hợp đồng thông minh được ghi lại dưới dạng state UTXOs, tài sản dữ liệu gốc được ghi lại dưới dạng Asset UTXOs. Arch đảm bảo rằng mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, cung cấp quản lý trạng thái an toàn.

Mặc dù Arch không đổi mới cấu trúc blockchain, nhưng cần có mạng lưới nút xác minh. Trong mỗi Arch Epoch, hệ thống sẽ ngẫu nhiên chọn nút Leader dựa trên quyền lợi, có trách nhiệm truyền bá thông tin đến tất cả các nút xác minh khác trong mạng. Tất cả các bằng chứng không biết đều được mạng lưới nút xác minh phi tập trung xác minh, đảm bảo tính an toàn và khả năng chống kiểm duyệt của hệ thống, và tạo ra chữ ký cho nút Leader. Khi giao dịch được ký bởi số lượng nút cần thiết, nó có thể được phát sóng trên mạng Bitcoin.

Tóm tắt

Trong thiết kế khả năng lập trình của Bitcoin, RGB, RGB++ và Arch Network đều có những điểm đặc trưng riêng, nhưng đều tiếp tục giữ nguyên ý tưởng liên kết UTXO, thuộc tính xác thực một lần sử dụng của UTXO phù hợp hơn với việc ghi lại trạng thái hợp đồng thông minh.

Tuy nhiên, nhược điểm của những giải pháp này cũng rõ ràng, đó là trải nghiệm người dùng kém, độ trễ xác nhận và hiệu suất thấp tương tự như Bitcoin. Chúng chỉ mở rộng chức năng, không nâng cao hiệu suất, điều này thể hiện rõ trong Arch và RGB. Thiết kế của RGB++ mặc dù cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn bằng cách giới thiệu chuỗi UTXO hiệu suất cao, nhưng cũng đưa ra giả định an ninh bổ sung.

Khi ngày càng nhiều nhà phát triển tham gia cộng đồng Bitcoin, chúng ta sẽ thấy nhiều giải pháp mở rộng hơn, chẳng hạn như đề xuất nâng cấp op-cat đang được thảo luận tích cực. Các giải pháp phù hợp với thuộc tính nguyên bản của Bitcoin xứng đáng được chú ý, phương pháp ràng buộc UTXO là cách hiệu quả nhất để mở rộng phương thức lập trình của nó mà không cần nâng cấp mạng Bitcoin. Chỉ cần có thể giải quyết vấn đề trải nghiệm người dùng, sẽ trở thành một bước tiến lớn trong hợp đồng thông minh của Bitcoin.