UTXO vinculado: detalhando os esquemas de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ e Arch Network

Introdução

BTC é a blockchain com maior liquidez e segurança atualmente. Após o surgimento da inscrição, o ecossistema do BTC atraiu um grande número de desenvolvedores que rapidamente se depararam com problemas de programação e escalonamento do BTC. Através da introdução de diferentes abordagens, como ZK, DA, cadeia lateral, rollup, restaking e outras soluções, a prosperidade do ecossistema do BTC está atingindo novos patamares, tornando-se o enredo principal desta fase de alta do mercado.

No entanto, muitos desses designs seguem a experiência de escalabilidade do ETH e outros Contrato inteligente, e dependem de pontes de cadeia cruzada centralizadas, que são pontos fracos do sistema. Poucos projetos são projetados com base nas características próprias do BTC, o que está relacionado com a experiência de desenvolvedor não amigável do BTC. Por algumas razões, ele não pode executar Contrato inteligente como o Ethereum faz:

1. A linguagem de script do BTC restringe a completude de Turing por razões de segurança, o que impede a execução de contratos inteligentes como o ETH.
2. Ao mesmo tempo, o armazenamento da blockchain do BTC é projetado para transações simples, sem otimização para contratos inteligentes complexos.
3. O mais importante é que o BTC não possui uma Máquina virtual para executar Contratos inteligentes.

A introdução do SegWit (SegWit) em 2017 aumentou o limite de tamanho do Bloco do BTC; A atualização do Taproot em 2021 tornou possível a verificação em lote de assinaturas, facilitando e acelerando o processamento de transações (desbloqueando trocas atômicas, carteiras multi-assinatura e pagamentos condicionais). Isso tudo tornou a programabilidade do BTC possível.

Em 2022, o desenvolvedor Casey Rodarmor propôs a sua ‘Teoria Ordinal’, que descreve o esquema de numeração do Satoshi, permitindo a inclusão de dados arbitrários, como imagens, em transações de BTC, abrindo novas possibilidades para incorporar informações de estado e metadados diretamente na cadeia do BTC. Isso abre um novo caminho para aplicativos como contratos inteligentes que precisam de acesso e verificação de dados de estado.

Atualmente, a maioria dos projetos que visam expandir a programabilidade do BTC dependem da rede de segunda camada (L2) do BTC, o que torna um grande desafio para os usuários obterem liquidez e acesso de usuário através das pontes de cadeia cruzada (L2). Além disso, o BTC atualmente não possui uma Máquina Virtual nativa ou programabilidade, o que impede a comunicação entre L2 e L1 sem a necessidade de assumir confiança adicional.

RGB、RGB++和Arch Network todos tentam melhorar a programabilidade do BTC a partir de suas propriedades nativas, fornecendo a capacidade de Contrato inteligente e transações complexas de maneiras diferentes:

1. RGB é um esquema de Contrato inteligente verificado pelo cliente fora da cadeia, onde as mudanças de estado do Contrato inteligente são registradas no UTXO do Bitcoin. Embora tenha algumas vantagens em termos de privacidade, seu uso é complicado e carece de composabilidade de contratos, e seu desenvolvimento atual é muito lento.
2. RGB++ is another extension route of Nervos based on the idea of RGB, still based on UTXO binding, but by treating the chain itself as a client validator with Consenso, this provides a solution for Metadados assets Interação entre cadeias and allows it to support the transfer of any UTXO-structured chain.
3. Arch Network fornece uma solução nativa de contratos inteligentes para BTC, criando uma máquina virtual ZK e uma rede de validadores correspondente, registrando mudanças de estado e ativos em transações BTC por meio de transações agregadas.

RGB

RGB é uma extensão do Contrato inteligente da comunidade BTC no início, que registra dados de estado por meio de encapsulamento UTXO e fornece ideias importantes para a expansão nativa subsequente do BTC.

Figura 1

RGB adota o método de validação fora da cadeia, movendo a validação da transferência Token da camada de consenso do BTC para fora da cadeia, onde é validado por clientes específicos relacionados à transação. Esse método reduz a necessidade de transmissão global e aumenta a privacidade e eficiência. No entanto, esse método de aumento de privacidade também é uma faca de dois gumes. Ao permitir que apenas nós relacionados à transação específica participem da validação, aumenta-se a proteção da privacidade, mas também torna terceiros invisíveis, tornando o processo operacional complexo e difícil de desenvolver, resultando em uma experiência do usuário pior.

Além disso, o RGB introduziu o conceito de selo de uso único. Cada UTXO só pode ser gasto uma vez, o que é equivalente a trancar quando é criado e desbloquear quando é gasto. O estado do contrato inteligente é encapsulado através do UTXO e gerido através do selo, proporcionando assim um mecanismo eficaz de gestão de estado.

RGB++

RGB++ é outra linha de expansão da Nervos seguindo a ideia do RGB, ainda baseada em UTXO Binding.

RGB++ utiliza a cadeia UTXO Turing Completo (por exemplo, CKB ou outra cadeia) para processar dados fora da cadeia e contratos inteligentes, melhorando ainda mais a programabilidade do BTC e garantindo segurança através da vinculação isomórfica do BTC.

Figura 2

RGB++ adota a cadeia UTXO Turing Completo. Ao usar uma cadeia UTXO Turing Completo como uma sidechain, como CKB, o RGB++ é capaz de lidar com dados fora da cadeia e contratos inteligentes. Essa cadeia não apenas pode executar contratos inteligentes complexos, mas também pode ser vinculada ao UTXO do BTC, aumentando assim a programabilidade e flexibilidade do sistema. Além disso, o UTXO do BTC e o UTXO da sidechain estão vinculados de forma isomórfica, garantindo a consistência de estado e ativos entre as duas cadeias, garantindo assim a segurança das transações.

Além disso, o RGB++ não só se estende a todas as cadeias UTXO da Turing Completo, como não se limita mais ao CKB, melhorando assim a interoperabilidade entre cadeias e o ativo Liquidez. Este suporte multi-cadeia permite que o RGB++ seja combinado com qualquer cadeia UTXO da Turing Completo, aumentando a flexibilidade do sistema. Ao mesmo tempo, o RGB++ implementa a Interação bridgeless entre cadeias através da vinculação isomórfica UTXO, que é diferente da tradicional ponte Interação entre cadeias, que evita o problema do “dinheiro falso” e garante a autenticidade e consistência dos ativos.

Através da validação na cadeia lateral, o RGB++ simplifica o processo de validação do cliente. Os utilizadores só precisam de verificar as transações relacionadas com a cadeia lateral para verificar se o cálculo de estado do RGB++ está correto. Este método de validação na cadeia não só simplifica o processo de validação, mas também otimiza a experiência do utilizador. Devido à utilização da cadeia lateral Turing Completo, o RGB++ evita a complexa gestão UTXO do RGB, proporcionando uma experiência mais simplificada e amigável para o utilizador.

Rede ARCH

A Rede Arch é composta principalmente pela Arch zkVM e pela rede de nós de validação Arch, que utilizam provas de conhecimento zero (zk-proofs) e uma rede de validação descentralizada para garantir a segurança e privacidade de contratos inteligentes. É mais fácil de usar do que o RGB e não requer uma cadeia UTXO adicional como o RGB++.

ARCH zkVM utiliza RISC Zero ZKVM para executar contratos inteligentes e gerar provas de conhecimento zero, verificadas pela rede de nós descentralizados. O sistema opera com base no modelo UTXO, encapsulando o estado dos contratos inteligentes em State UTXOs para aumentar a segurança e eficiência.

Os UTXOs de ativos representam BTC ou outros tokens e podem ser gerenciados por meio de delegação. A rede de validação Arch valida o conteúdo ZKVM por meio de líderes Nó selecionados aleatoriamente e agrega as assinaturas dos Nós usando o esquema de assinatura FROST, finalmente difundindo as transações para a rede BTC.

Figura 3

ARCH zkVM for BTC provides a Turing Completo virtual machine, capable of executing complex contratos inteligentes. After each contratos inteligentes execution, Arch zkVM will generate Prova de conhecimento zero, these proofs are used to verify the correctness and state changes of the contract.

Arch também utiliza o modelo UTXO do Bitcoin, onde o estado e os ativos são encapsulados em UTXOs e a transição de estado é feita através do conceito de gasto único. Os dados de estado do contrato inteligente são registrados como state UTXOs, enquanto os ativos de dados originais são registrados como Asset UTXOs. Arch garante que cada UTXO só possa ser gasto uma vez, proporcionando assim uma gestão segura do estado.

Embora o Arch não tenha uma estrutura de blockchain inovadora, ainda requer uma rede de validadores Nó. Durante cada Epoch do Arch, um LeaderNó é selecionado aleatoriamente com base no stake, e é responsável por propagar as informações recebidas para todos os outros validadoresNó na rede. Todas as zk-proofs são verificadas pela rede de validadores Nó descentralizada, garantindo a segurança e a resistência à censura do sistema, e gerando uma assinatura para o LeaderNó. Uma vez que a transação seja assinada pelo número necessário de Nós, ela pode ser transmitida na rede BTC.

Conclusão

Em termos de design de programação BTC, tanto o RGB, o RGB++ quanto a Rede Arch têm características únicas, mas todos seguem a abordagem de vinculação UTXO, sendo que as propriedades de autorização de uso único de UTXO são mais adequadas para registrar o estado em contratos inteligentes.

Mas as suas desvantagens também são bastante evidentes, ou seja, uma experiência do usuário terrível, com latência e baixo desempenho de confirmação consistentes com BTC, ou seja, apenas expandiu as funcionalidades, mas não melhorou o desempenho, o que é mais evidente em Arch e RGB; enquanto o design do RGB++, embora tenha proporcionado uma melhor experiência do usuário ao introduzir uma cadeia de UTXO de maior desempenho, também levantou suposições adicionais de segurança.

Com mais desenvolvedores se juntando à comunidade BTC, veremos mais propostas de escalabilidade, como a proposta de atualização op-cat, que está sendo ativamente discutida. No entanto, é crucial seguir soluções que atendam às propriedades nativas do BTC, e o método de vinculação UTXO é a maneira mais eficaz de expandir a forma como o BTC é programado sem atualizar a rede BTC, desde que consiga resolver os problemas de experiência do usuário, será um grande avanço para os Contratos Inteligentes BTC.