UTXO binding: explicación detallada de los contratos inteligentes BTC RGB, RGB++ y Arch Network

Introducción

BTC es actualmente la cadena de bloques más líquida y segura. Después del estallido de inscripción, el ecosistema de BTC atrajo a muchos desarrolladores que rápidamente se dieron cuenta de los problemas de escalabilidad y programabilidad de BTC. Introduciendo diferentes enfoques, tales como ZK, DA, Cadena lateral, rollup, restaking y otros, la próspera ecología de BTC está alcanzando nuevos máximos y se ha convertido en la trama principal del actual mercado alcista.

Sin embargo, en muchos de estos diseños, se ha mantenido la experiencia de escalabilidad de Contrato inteligente como ETH, lo que requiere dependencia de puentes cross-chain centralizados, lo que es un punto débil del sistema. Hay pocos planes diseñados en función de las características de BTC en sí, lo que se relaciona con la experiencia de desarrollo no amigable para los propios desarrolladores de BTC. Debido a algunas razones, no puede ejecutar Contrato inteligente como en la red ETH:

1. El lenguaje de script de BTC limita la completitud de Turing por razones de seguridad, lo que impide la ejecución de contratos inteligentes como en Ethereum.
2. Además, el almacenamiento en la cadena de bloques de BTC está diseñado para transacciones simples y no se ha optimizado para contratos inteligentes complejos.
3. Lo más importante es que BTC no tiene una Máquina virtual para ejecutar Contratos inteligentes.

La introducción de SegWit en 2017 aumentó el límite de tamaño del Bloquear de Bitcoin; la actualización de Taproot en 2021 hace posible la verificación de firmas múltiples en lotes, lo que hace que el procesamiento de transacciones (desbloqueo de intercambios atómicos, billeteras de firma múltiple y pagos condicionales) sea más fácil y rápido. Todo esto hace posible la programabilidad en Bitcoin.

En 2022, el desarrollador Casey Rodarmor presentó su ‘Teoría Ordinal’, que describe el esquema de numeración de Satoshi que permite incluir cualquier tipo de datos, como imágenes, en transacciones de BTC, abriendo nuevas posibilidades para incrustar información de estado y metadatos en la cadena de BTCon, lo cual ofrece una nueva perspectiva para aplicaciones como contratos inteligentes que requieren datos de estado accesibles y verificables.

Actualmente, la mayoría de los proyectos de programación extendidos de BTC dependen de la red de segunda capa (L2) de BTC, lo que hace que sea un gran desafío para los usuarios confiar en los puentes cross-chain para obtener liquidez en L2. Además, BTC actualmente carece de una máquina virtual nativa o programabilidad, lo que impide la comunicación entre L2 y L1 sin suposiciones adicionales de confianza.

RGB、RGB++ y Arch Network intentan mejorar la programabilidad de BTC a partir de sus propiedades nativas al proporcionar capacidades de contratos inteligentes y transacciones complejas de diferentes maneras:

1. RGB 是一种通过off-chain客户端验证的 Contrato inteligente方案， Contrato inteligente的状态变化被记录在BTC的 UTXO 中。虽然具有一定的隐私优势，但使用起来繁琐，且缺乏合约的可组合性，目前发展非常缓慢。
2. RGB++ es otra línea de expansión de Nervos bajo la idea de RGB, todavía basada en la vinculación UTXO, pero al hacer que la cadena en sí misma actúe como un validador de Consenso, esto proporciona una solución de Interacción cross-chain de activos de Metadatos y permite el soporte para la transferencia de cadenas de cualquier estructura UTXO.
3. Arch Network proporciona una solución nativa de Contrato inteligente para BTC, creando una Máquina virtual ZK y una red de Nodos validadores correspondiente, registrando los cambios de estado y las transiciones de activos en transacciones de BTC a través de la agregación de transacciones.

RGB

RGB es una extensión de Contrato inteligente en la comunidad BTC, que registra datos de estado a través de la encapsulación UTXO y proporciona una idea importante para la futura expansión nativa de BTC.

Figura 1

RGB utiliza el método off-chain para validar la transferencia de Tokens, trasladando la validación desde la capa de consenso de BTC a off-chain, donde es validada por clientes específicos relacionados con transacciones. Este método reduce la necesidad de difusión en toda la red, mejorando la privacidad y la eficiencia. Sin embargo, este enfoque de mejora de la privacidad también es de doble filo. Al permitir que solo los Nodo relacionados con transacciones específicas participen en la validación, se refuerza la protección de la privacidad, pero también hace que los terceros sean invisibles, lo que dificulta el desarrollo y la experiencia del usuario.

Además, RGB ha introducido el concepto de sellos de un solo uso. Cada UTXO solo puede gastarse una vez, lo que equivale a bloquearlo al crear el UTXO y desbloquearlo al gastarlo. El estado del contrato inteligente se encapsula a través de UTXO y se gestiona mediante sellos, lo que proporciona un mecanismo efectivo de gestión de estado.

RGB++

RGB++ es otra ruta de expansión de Nervos en la línea de pensamiento de RGB, todavía basada en UTXO vinculante.

RGB++ utiliza la cadena UTXO Turing completo (por ejemplo, CKB u otra cadena) para manejar datos off-chain y contratos inteligentes, mejorando aún más la programabilidad de BTC y garantizando la seguridad mediante la vinculación isomórfica de BTC.

Figura 2

RGB++ utiliza una cadena UTXO Turing completa. Al utilizar una cadena UTXO Turing completa como una cadena secundaria, como CKB, RGB++ puede manejar datos fuera de la cadena y contratos inteligentes. Esta cadena no solo puede ejecutar contratos inteligentes complejos, sino que también puede vincularse con UTXO de BTC, lo que aumenta la programabilidad y flexibilidad del sistema. Además, el vínculo isomorfo entre UTXO de BTC y UTXO de la cadena secundaria garantiza la consistencia de estado y activos entre las dos cadenas, lo que garantiza la seguridad de las transacciones.

Además, RGB++ no solo se expande a todas las cadenas UTXO Turing completo, no se limita a CKB, lo que mejora la interoperabilidad cross-chain y la liquidez de activos. Este soporte multi-cadena permite a RGB++ combinar con cualquier cadena UTXO Turing completo, lo que mejora la flexibilidad del sistema. Al mismo tiempo, RGB++ logra la interoperabilidad cross-chain sin puentes a través de enlaces isomórficos UTXO, a diferencia de los puentes tradicionales cross-chain, este enfoque evita el problema de los “tokens falsos”, garantizando la autenticidad y consistencia de los activos.

Al realizar la verificación on-chain a través de la cadena de sombra, RGB++ simplifica el proceso de verificación del cliente. Los usuarios solo necesitan verificar las transacciones relacionadas con la cadena de sombra on-chain para verificar si el cálculo del estado de RGB++ es correcto. Este método de verificación on-chain no solo simplifica el proceso de verificación, sino que también optimiza la experiencia del usuario. Gracias al uso de la cadena de sombra Turing completo, RGB++ evita la compleja gestión de UTXO de RGB y ofrece una experiencia más simple y amigable para el usuario.

Arch Network

La red ARCH está compuesta principalmente por Arch zkVM y la red de nodos de verificación de Arch, que utiliza pruebas de conocimiento cero (zk-proofs) y una red de verificación descentralizada para garantizar la seguridad y privacidad de los contratos inteligentes, siendo más fácil de usar que RGB y sin necesidad de vincular a otra cadena UTXO como en el caso de RGB++.

Arch zkVM utiliza RISC Zero ZKVM para ejecutar contratos inteligentes y generar pruebas de conocimiento cero, validadas por una red de nodos descentralizados. Este sistema funciona sobre el modelo UTXO, encapsulando el estado de los contratos inteligentes en State UTXOs para mejorar la seguridad y eficiencia.

Los UTXOs de activos se utilizan para representar BTC u otros tokens y pueden ser gestionados a través de delegación. La red de verificación de Arch valida el contenido de ZKVM a través de un líder Nodo seleccionado al azar, y utiliza el esquema de firma FROST para agregar las firmas del Nodo, finalmente emitiendo transacciones a la red BTC.

Figura 3

ARCH zkVM proporciona una Máquina virtual Turing completo para BTC, capaz de ejecutar contratos inteligentes complejos. Después de cada ejecución de contrato inteligente, ARCH zkVM generará Prueba de conocimiento cero, que se utiliza para verificar la corrección y el cambio de estado del contrato.

Arch también utiliza el modelo UTXO de BTC, donde el estado y los activos están encapsulados en UTXO, y se realiza la transición de estado a través del concepto de uso único. Los datos de estado del contrato inteligente se registran como state UTXOs, mientras que los activos de datos originales se registran como Asset UTXOs. Arch garantiza que cada UTXO solo se pueda gastar una vez, lo que proporciona una gestión segura del estado.

Aunque ARCH no tiene una estructura de blockchain innovadora, también necesita una red de validación Nodo. Durante cada período de Epoch de Arch, el sistema seleccionará aleatoriamente un Nodo líder según la participación, quien será responsable de difundir la información recibida a todos los demás Nodos validadores en la red. Todas las zk-proofs son verificadas por la red de validadores descentralizada, asegurando la seguridad y la resistencia a la censura del sistema, y generan una firma para el Nodo líder. Una vez que la transacción es firmada por la cantidad requerida de Nodos, puede ser difundida en la red Bitcoin.

Conclusión

En cuanto al diseño de programabilidad de BTC, RGB, RGB++ y Arch Network tienen sus propias características, pero todos siguen la idea de vincular UTXO, y las propiedades de autorización de uso único de UTXO son más adecuadas para ser utilizadas en Contrato inteligente para registrar el estado.

Pero sus desventajas también son muy evidentes, es decir, una mala experiencia del usuario, confirmación de latencia y bajo rendimiento consistentes con BTC, es decir, solo se amplía la funcionalidad, pero no se mejora el rendimiento, esto es más evidente en Arch y RGB; mientras que el diseño de RGB++, aunque proporciona una mejor experiencia del usuario al introducir una cadena UTXO de mayor rendimiento, también plantea suposiciones adicionales de seguridad.

Con la incorporación de más desarrolladores a la comunidad de BTC, veremos más propuestas de escalabilidad, como la propuesta de actualización de op-cat que también se está discutiendo activamente. Sin embargo, es importante seguir las soluciones que se ajusten a las propiedades nativas de BTC, y el método de vinculación UTXO es la forma más efectiva de ampliar la programación de BTC sin actualizar la red de BTC. Si se pueden resolver los problemas de experiencia de usuario, será un gran avance en los contratos inteligentes de BTC.