Короткий аналіз ZKByte: рішення для розширення Bitcoin Layer2 на базі ZK і BitVm

Слова: ZKBase (раніше ZKSpace)

Основна мета цього дизайну полягає в тому, щоб побудувати спеціально налаштовану мережу рівня 2 для BitcoinBlockchain. Мережа Bitcoin Layer 2 призначена для задоволення зростаючого попиту на швидші та ефективніші транзакції в екосистемі Bitcoin. Звільняючи певні завдання обробки транзакцій від основної мережі, він має на меті зменшити перевантаження в BitcoinMainnet і різко скоротити час, необхідний для підтвердження транзакцій.

З огляду на невід’ємні обмеження обчислювальної потужності віртуальної машини Bitcoin (VM), в нашій конструкції використовується BitVM, яка демонструє потенціал виконання смарт-контрактів між двома рівнями мережі. Використовуючи виклики та сценарії реагування, BitVM демонструє новий підхід до програмування мережі Bitcoin, який руйнує традиційні обмеження.

Щоб підвищити безпеку та цілісність мережі Bitcoin Layer 2, дизайн реалізує перевірку стану шляхом інтеграції технології Zero-Knowledge Proof (ZK). Ці передові технології шифрування дозволяють BitcoinMainnet ефективно перевіряти стан мережі рівня 2 без шкоди для конфіденційності та конфіденційності базових транзакцій. Zero-Knowledge Proof перевіряє інформацію, не розкриваючи специфіки транзакції, забезпечуючи конфіденційність і забезпечуючи цілісність мережі рівня 2.

Загалом, дизайн спрямований на покращення масштабованості, швидкості та ефективності мережі Bitcoin за допомогою мережі рівня 2, впровадження BitVM для виконання смарт-контрактів та інтеграцію технології Zero-Knowledge Proof для перевірки стану, зберігаючи при цьому конфіденційність та безпеку базових транзакцій.

0, Архітектура

Блокчейн рівня 2 використовує модель облікового запису. Стан всього блокчейну перевіряється zkVM на основі системи доказів Halo2. Стан рівня 2 синхронізується з мережею BitcoinMainnet, і всі стани рівня 2 перевіряються валідатором Zero-Knowledge Proof (ZKP), реалізованим BitVM. Ми використовуємо UTXO для відстеження всіх станів рівня 2. Крім того, ми використовуємо довірену машину Oracle Machine, щоб гарантувати, що лише введення/виведення сценарію блокування/розблокування відповідає протоколу рівня 2.

1, Рада рівня 2 та довірена машина Oracle

Комітет рівня 2, що складається з обраної групи користувачів, контролює загальний стан мережі рівня 2. У разі виникнення проблем з протоколом комітет може втрутитися і зупинити протокол, щоб захистити активи всіх користувачів. Trusted Oracle Machine важливий для перевірки правильності введення/виведення UTXO та скриптів.

2, з 1 по 2 шар

Створіть єдину TaprootAddress у мережі Bitcoin для представлення протоколу рівня 2. Коли UTXO створюється та передається на TaprootAddress, відповідний UTXO фактично «поповнюється» з BitcoinMainnet на рівень 2.

Протокол або комісійний рахунок спеціально обробляє дозволи на «передачу» для всіх активів UTXO, які «депоновані» на рівні 2. Тільки протоколи, довірені машини Oracle або облікові записи комітетів можуть змінювати право власності на депоновані UTXO. Trusted Oracle Machine гарантує, що правильний вихідний сценарій UTXO буде включено в транзакцію передачі права власності.

3. Блок, синхронізований з BitcoinMainnet

Статус усіх мереж рівня 2 синхронізується з BitcoinMainnet у вигляді блоку. Для Блокування необхідно надати наступну інформацію:

· транзакції в конкретному блоці;

· новий стан рахунку після застосування цих операцій;

· новий UTXO в поточному стані блоку (завжди готовий, навіть якщо протокол зламаний);

· Інформація про блок мережі Bitcoin;

· Доказ з нульовим розголошенням (виправдовує перехід стану від попереднього блоку до поточного блоку) Статус всіх цих BitcoinMainnet записується в історію транзакцій UTXO.

3.1 Детальніше про атестацію

Доказ з нульовим розголошенням використовується для перевірки правильності рівня 2. Спробуйте продемонструвати наступне:

· Транзакції блоків на рівні 2 підписані правильно.

· Новий статус усіх облікових записів обробляється правильно.

· Усі транзакції поповнення до певного блоку BitcoinMainnet обробляються правильно.

· Для поточного стану всі розподіли UTXO створюються коректно.

3.2 Інформаційний виклик блоку

Для забезпечення правильності інформації про Блок, зазначеної в BitcoinMainnet, ми використовуємо схему виклику та відповіді. Організатор може довести точність інформації про Блок, вказавши, що після певного Блоку є ще N Блокувань протягом заблокованого періоду часу.

3.3 Удосконалення схеми ZKP та BitVM

Як показано в статті BitVM, верифікація ZKP може бути представлена у вигляді двійкової схеми, яка може бути оскаржена двома учасниками. За допомогою попередньо підписаної транзакції можна надіслати виклик, щоб отримати бітову обіцянку схеми. Якщо виявлено 0 і 1, завдання успішне. Для того, щоб використовувати BitVM для перевірки ZKP, необхідно звернути увагу на наступні два моменти:

Одна і та ж двійкова схема обіцяє бути використана тільки один раз. Тобто, якщо одне і те ж зобов’язання схеми використовується для декількох блоків, воно може виявити 0 і 1 одного бітового зобов’язання.

Для перевірки ЗКП слід перевірити «загальний вхід» на додаток до задоволеності схеми.

Щоб впоратися з цими двома недоліками, для кожного блоку Layer 2 створюється унікальна двійкова схема, а також фіксується «загальний вхід». Біткойн-скрипти використовуються для обробки хешування та перевірки публічних вхідних даних. Правильне публічне введення бітів перевіряється довіреною машиною Oracle Machine. Що стосується задоволення округу, то будь-який член комітету має право оскаржити його.

4. Від рівня 2 до BitcoinMainnet

Активи можуть бути переміщені з рівня 2 в BitcoinMainnet двома способами: виведення коштів і примусове зняття. Транзакції виведення коштів ініціюються з рівня 2, а схема ZKP гарантує, що транзакції обробляються належним чином. Транзакції примусового зняття коштів ініціюються з мережі Bitcoin.

4.1 Транзакції зняття та примусове зняття

Транзакції виведення коштів, ініційовані рівнем 2, перевіряються за допомогою схем ZKP, щоб переконатися, що транзакції обробляються правильно. Транзакції примусового зняття, ініційовані з мережі Bitcoin, повинні бути включені в наступне оновлення стану блоку.

4.2 Розподіл UTXO

Коли стан блоку оновлюється, розподіл UTXO синхронізується. У випадку, якщо протокол зупинено, всі UTXO можуть бути застосовані для забезпечення безпеки всіх активів користувача. З цих UTXO протоколом підписуються лише ті UTXO, які відкликаються або примусово відкликаються.

5. Вихід шару2

Після того, як ЗКП не буде перевірена, комітет повинен припинити роботу і вийти з протоколу. Якщо протокол зупинено, комітет підписує всі розподіли UTXO, зазначені в останньому стані блоку рівня 2. За допомогою цих підписів користувачі можуть вийти з рівня 2 без будь-яких втрат.