تحليل موجز ل ZKByte: حل توسيع Bitcoin Layer2 يعتمد على ZK و BitVm

الكلمات: ZKBase (ZKSpace سابقا)

الهدف الرئيسي من هذا التصميم هو بناء شبكة طبقة 2 مخصصة خصيصا ل BitcoinBlockchain. تم تصميم شبكة Bitcoin Layer 2 لتلبية الطلب المتزايد على المعاملات الأسرع والأكثر كفاءة داخل نظام Bitcoin البيئي. من خلال تحرير بعض مهام معالجة المعاملات من Mainnet ، فإنه يهدف إلى تخفيف الازدحام في BitcoinMainnet وتقليل الوقت اللازم لتأكيد المعاملة بشكل كبير.

نظرا للقيود المتأصلة في قوة الحوسبة لآلة Bitcoin الافتراضية (VM) ، يستخدم تصميمنا BitVM ، مما يوضح إمكانية تنفيذ العقود الذكية بين طبقتين من الشبكة. من خلال الاستفادة من التحديات وسيناريوهات الاستجابة ، يوضح BitVM نهجا جديدا لبرمجة شبكة Bitcoin التي تكسر القيود التقليدية.

لتعزيز أمان وسلامة شبكة Bitcoin Layer 2 ، ينفذ التصميم التحقق من الحالة من خلال دمج تقنية إثبات المعرفة الصفرية (ZK). تسمح تقنيات التشفير المتقدمة هذه ل BitcoinMainnet بالتحقق بشكل فعال من حالة شبكة Layer 2 دون المساس بخصوصية وسرية المعاملات الأساسية. يتحقق Zero-Knowledge Proof من المعلومات دون الكشف عن تفاصيل المعاملة ، مما يضمن الخصوصية مع ضمان سلامة شبكة Layer 2.

بشكل عام ، يهدف التصميم إلى تحسين قابلية التوسع والسرعة والكفاءة لشبكة Bitcoin من خلال شبكة Layer 2 ، واعتماد BitVM لتنفيذ العقود الذكية ، ودمج تقنية Zero-Knowledge Proof للتحقق من الحالة ، مع الحفاظ على خصوصية وأمن المعاملات الأساسية.

0, هندسة معمارية

تستخدم الطبقة 2 Blockchain نموذج حساب. يتم التحقق من حالة Blockchain بالكامل بواسطة zkVM بناء على نظام إثبات Halo2. تتم مزامنة حالة الطبقة 2 مع شبكة BitcoinMainnet ، ويتم التحقق من جميع حالات الطبقة 2 بواسطة مدقق إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) الذي تنفذه BitVM. نحن نستخدم UTXO لتتبع جميع حالات الطبقة 2. بالإضافة إلى ذلك ، نستخدم جهاز Oracle موثوق به للتأكد من أن إدخال / إخراج البرنامج النصي للقفل / إلغاء القفل فقط يتبع بروتوكول Layer 2.

1 ، مجلس الطبقة 2 ، وآلة أوراكل الموثوقة

تشرف لجنة الطبقة 2 ، المكونة من مجموعة مختارة من المستخدمين ، على الصحة العامة لشبكة الطبقة 2. في حالة وجود مشكلة في البروتوكول ، يمكن للجنة التدخل وإيقاف البروتوكول لحماية أصول جميع المستخدمين. يعد جهاز Oracle الموثوق به مهما للتحقق من صحة UTXOs والنصوص البرمجية للإدخال / الإخراج.

2 ، الطبقة 1 إلى الطبقة 2

قم بإنشاء TaprootAddress واحد على شبكة Bitcoin لتمثيل بروتوكول الطبقة 2. عندما يتم إنشاء UTXO ونقله إلى TaprootAddress ، يتم في الواقع “تعبئة” UTXO المقابلة من BitcoinMainnet إلى الطبقة 2.

يتعامل حساب البروتوكول أو العمولة على وجه التحديد مع أذونات “النقل” لجميع أصول UTXO “المودعة” في الطبقة 2. يمكن فقط للبروتوكولات أو أجهزة Oracle الموثوقة أو حسابات اللجان تغيير ملكية UTXOs المودعة. تضمن Oracle Machine الموثوقة تضمين البرنامج النصي UTXO الصحيح في معاملة نقل الملكية.

3. الكتلة المتزامنة مع BitcoinMainnet

تتم مزامنة حالة جميع شبكات الطبقة 2 مع BitcoinMainnet في شكل كتلة. بالنسبة للكتلة ، يجب تقديم المعلومات التالية:

· المعاملات في كتلة معينة ؛

· حالة الحساب الجديد بعد تطبيق هذه المعاملات ؛

· UTXO جديد في حالة الكتلة الحالية (جاهز دائما حتى إذا كان البروتوكول معطلا) ؛

· حظر معلومات شبكة البيتكوين ؛

· إثبات المعرفة الصفرية (يبرر انتقال الحالة من الكتلة السابقة إلى الكتلة الحالية) يتم تسجيل حالة كل هذه BitcoinMainnet في سجل معاملات UTXO.

3.1 المزيد عن التصديق

يتم استخدام دليل المعرفة الصفرية للتحقق من صحة الطبقة 2. حاول إظهار ما يلي:

· يتم توقيع معاملات الكتلة في الطبقة 2 بشكل صحيح.

· تتم معالجة الحالة الجديدة لجميع الحسابات بشكل صحيح.

· تتم معالجة جميع المعاملات الإضافية قبل كتلة معينة من BitcoinMainnet بشكل صحيح.

· بالنسبة للحالة الحالية، يتم إنشاء جميع تخصيصات UTXO بشكل صحيح.

3.2 تحدي معلومات الكتلة

لضمان صحة معلومات الحظر المحددة في BitcoinMainnet ، نستخدم مخطط التحدي والاستجابة. يمكن للبروفير إثبات دقة معلومات الكتلة من خلال الإشارة إلى أن هناك N المزيد من الكتل بعد كتلة معينة خلال الفترة الزمنية المقفلة.

**3.3 تحسينات دائرة ZKP و BitVM **

كما هو موضح في ورقة BitVM ، يمكن تمثيل التحقق من ZKP كدائرة ثنائية يمكن تحديها من قبل اثنين من المشاركين. من خلال معاملة موقعة مسبقا ، يمكن إرسال تحد للحصول على وعد بت الدائرة. إذا تم الكشف عن 0 و 1 ، فإن التحدي ناجح. من أجل استخدام BitVM للتحقق من ZKP ، تحتاج إلى الانتباه إلى النقطتين التاليتين:

تعد نفس الدائرة الثنائية باستخدامها مرة واحدة فقط. أي أنه إذا تم استخدام نفس التزام الدائرة لكتل متعددة ، فقد يكشف عن 0s و 1s من التزام بت واحد.

للتحقق من ZKP ، يجب فحص “الإدخال المشترك” بالإضافة إلى رضا الدائرة.

للتعامل مع هذين العيبين ، لكل كتلة من الطبقة 2 ، يتم إنشاء دائرة ثنائية فريدة ، ويتم إصلاح “إدخال مشترك”. تستخدم نصوص Bitcoin للتعامل مع التجزئة والتحقق من المدخلات العامة. يتم التحقق من التزام بت الإدخال العام الصحيح بواسطة جهاز Oracle موثوق به. بقدر ما يتعلق الأمر برضا الدائرة ، يحق لأي عضو من أعضاء اللجنة الطعن فيه.

4. من الطبقة 2 إلى BitcoinMainnet

يمكن نقل الأصول من الطبقة 2 إلى BitcoinMainnet بطريقتين: السحب والسحب القسري. يتم تشغيل معاملات السحب من الطبقة 2 ، وتضمن دائرة ZKP معالجة المعاملات كما هو متوقع. تبدأ معاملات السحب القسري من شبكة البيتكوين.

** 4.1 معاملات السحب والسحب القسري **

يتم التحقق من صحة معاملات السحب التي يتم تشغيلها من الطبقة 2 باستخدام دوائر ZKP لضمان معالجة المعاملات بشكل صحيح. يجب تضمين معاملات السحب القسري التي بدأت من شبكة Bitcoin في تحديث حالة الحظر التالي.

4.2 تخصيص UTXO

عند تحديث حالة الكتلة، تتم مزامنة تخصيص UTXO. في حالة إيقاف البروتوكول ، يمكن تطبيق جميع UTXOs لضمان أمان جميع أصول المستخدم. من بين UTXOs هذه ، يتم توقيع UTXOs فقط التي تم سحبها أو إجبارها على السحب بواسطة البروتوكول.

5. مخارج الطبقة 2

بمجرد عدم التحقق من ZKP ، يجب على اللجنة التوقف والانسحاب من البروتوكول. إذا تم إيقاف البروتوكول ، فإن اللجنة توقع على جميع تخصيصات UTXO المحددة في أحدث حالة كتلة للطبقة 2. باستخدام هذه التوقيعات ، يمكن للمستخدمين الانسحاب من الطبقة 2 دون أي خسارة.