Phân tích ngắn gọn về ZKByte: giải pháp mở rộng Bitcoin Layer2 dựa trên ZK và BitVm

Từ: ZKBase (trước đây là ZKSpace)

Mục tiêu chính của thiết kế này là xây dựng một mạng Lớp 2 tùy chỉnh đặc biệt cho BitcoinBlockchain. Mạng Bitcoin Lớp 2 được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn trong hệ sinh thái Bitcoin. Bằng cách giải phóng một số tác vụ xử lý giao dịch nhất định từ Mainnet, nó nhằm mục đích giảm bớt tắc nghẽn trong BitcoinMainnet và giảm đáng kể thời gian cần thiết để xác nhận giao dịch.

Với những hạn chế vốn có về sức mạnh tính toán của Máy ảo Bitcoin (VM), thiết kế của chúng tôi sử dụng BitVM, thể hiện tiềm năng thực hiện các hợp đồng thông minh giữa hai lớp mạng. Bằng cách tận dụng các thách thức và kịch bản phản hồi, BitVM thể hiện một cách tiếp cận mới đối với Khả năng lập trình mạng Bitcoin phá vỡ các hạn chế truyền thống.

Để tăng cường tính bảo mật và tính toàn vẹn của mạng Bitcoin Lớp 2, thiết kế thực hiện xác minh trạng thái bằng cách tích hợp công nghệ Zero-Knowledge Proof (ZK). Những công nghệ mã hóa tiên tiến này cho phép BitcoinMainnet xác minh hiệu quả trạng thái của mạng Lớp 2 mà không ảnh hưởng đến quyền riêng tư và bảo mật của các giao dịch cơ bản. Zero-Knowledge Proof xác minh thông tin mà không tiết lộ chi tiết cụ thể của giao dịch, đảm bảo quyền riêng tư trong khi vẫn đảm bảo tính toàn vẹn của mạng Lớp 2.

Nhìn chung, thiết kế nhằm cải thiện khả năng mở rộng, tốc độ và hiệu quả của mạng Bitcoin thông qua mạng Lớp 2, áp dụng BitVM để thực hiện Hợp đồng thông minh và tích hợp công nghệ Zero-Knowledge Proof để xác minh trạng thái, đồng thời duy trì quyền riêng tư và bảo mật của các giao dịch cơ bản.

0, Kiến trúc

Lớp 2 Blockchain sử dụng mô hình tài khoản. Trạng thái của toàn bộ Blockchain được xác minh bởi zkVM dựa trên hệ thống chứng minh Halo2. Trạng thái Lớp 2 được đồng bộ hóa với mạng BitcoinMainnet và tất cả các trạng thái Lớp 2 được xác minh bởi trình xác thực Zero-Knowledge Proof (ZKP) do BitVM triển khai. Chúng tôi sử dụng UTXO để theo dõi tất cả các trạng thái Lớp 2. Ngoài ra, chúng tôi sử dụng Máy Oracle đáng tin cậy để đảm bảo rằng chỉ đầu vào / đầu ra của tập lệnh khóa / mở khóa tuân theo giao thức Lớp 2.

1, Hội đồng Lớp 2 và Máy Oracle đáng tin cậy

Một ủy ban Lớp 2, bao gồm một nhóm người dùng được chọn, giám sát sức khỏe tổng thể của mạng Lớp 2. Trong trường hợp có vấn đề với giao thức, ủy ban có thể bước vào và dừng giao thức để bảo vệ tài sản của tất cả người dùng. Máy Oracle đáng tin cậy rất quan trọng để xác minh tính chính xác của các utxo và tập lệnh đầu vào / đầu ra.

2, Lớp 1 đến Lớp 2

Tạo một TaprootAddress duy nhất trên mạng Bitcoin để đại diện cho giao thức Lớp 2. Khi một UTXO được tạo và chuyển đến TaprootAddress, UTXO tương ứng thực sự được “nạp tiền” từ BitcoinMainnet sang Lớp 2.

Giao thức hoặc tài khoản hoa hồng xử lý cụ thể quyền “chuyển” cho tất cả các tài sản UTXO được “gửi” vào Lớp 2. Chỉ các giao thức, Máy Oracle đáng tin cậy hoặc tài khoản ủy ban mới có thể thay đổi quyền sở hữu các UTXO đã gửi. Máy Oracle đáng tin cậy đảm bảo rằng tập lệnh UTXO đầu ra chính xác được bao gồm trong giao dịch chuyển quyền sở hữu.

3. Khối được đồng bộ hóa với BitcoinMainnet

Trạng thái của tất cả các mạng Lớp 2 được đồng bộ hóa với BitcoinMainnet dưới dạng Khối. Đối với một Khối, cần cung cấp các thông tin sau:

· giao dịch trong một khối cụ thể;

· trạng thái tài khoản mới sau khi áp dụng các giao dịch này;

· một UTXO mới ở trạng thái khối hiện tại (luôn sẵn sàng ngay cả khi giao thức bị hỏng);

· Chặn thông tin của mạng Bitcoin;

· Zero-Knowledge Proof (biện minh cho việc chuyển đổi trạng thái từ Khối trước đó sang Khối hiện tại) Trạng thái của tất cả các BitcoinMainnet này được ghi lại trong lịch sử giao dịch UTXO.

3.1 Thông tin thêm về chứng thực

Zero-Knowledge Proof được sử dụng để xác minh tính đúng đắn của Lớp 2. Cố gắng chứng minh những điều sau:

· Các giao dịch khối ở Lớp 2 được ký chính xác.

· Trạng thái mới của tất cả các tài khoản được xử lý chính xác.

· Tất cả các giao dịch nạp tiền trước một Khối cụ thể của BitcoinMainnet được xử lý chính xác.

· Đối với trạng thái hiện tại, tất cả các phân bổ UTXO được tạo chính xác.

**3.2 Thử thách chặn thông tin **

Để đảm bảo tính chính xác của thông tin Khối được chỉ định trong BitcoinMainnet, chúng tôi sử dụng sơ đồ thách thức và phản hồi. Người chứng minh có thể chứng minh tính chính xác của thông tin Chặn bằng cách chỉ ra rằng có thêm N Khối sau một Khối cụ thể trong khoảng thời gian bị khóa.

**3.3 Cải tiến mạch ZKP và BitVM **

Như thể hiện trong bài báo BitVM, xác minh ZKP có thể được biểu diễn dưới dạng một mạch nhị phân có thể bị thách thức bởi hai người tham gia. Với một giao dịch được ký trước, một thách thức có thể được gửi để có được lời hứa bit của mạch. Nếu 0 và 1 được tiết lộ, thử thách sẽ thành công. Để sử dụng BitVM để xác minh ZKP, bạn cần chú ý đến hai điểm sau:

Mạch nhị phân tương tự hứa hẹn sẽ chỉ được sử dụng một lần. Nghĩa là, nếu cùng một cam kết mạch được sử dụng cho nhiều khối, nó có thể tiết lộ các cam kết 0 và 1 của một bit.

Để xác minh ZKP, cần kiểm tra “đầu vào chung” ngoài sự hài lòng của mạch.

Để giải quyết hai nhược điểm này, đối với mỗi khối của Lớp 2, một mạch nhị phân duy nhất được tạo ra và một “đầu vào chung” được cố định. Các tập lệnh Bitcoin được sử dụng để xử lý băm và kiểm tra đầu vào công cộng. Cam kết Bit đầu vào công khai chính xác được kiểm tra bởi Máy Oracle đáng tin cậy. Liên quan đến sự hài lòng của mạch, bất kỳ thành viên nào của ủy ban đều có quyền thách thức nó.

4. Từ Lớp 2 đến BitcoinMainnet

Tài sản có thể được chuyển từ Lớp 2 sang BitcoinMainnet theo hai cách: rút tiền và buộc rút tiền. Các giao dịch rút tiền được kích hoạt từ Lớp 2 và mạch ZKP đảm bảo rằng các giao dịch được xử lý như mong đợi. Các giao dịch rút tiền bắt buộc được bắt đầu từ mạng Bitcoin.

4.1 Giao dịch rút tiền và rút tiền bắt buộc

Các giao dịch rút tiền được kích hoạt từ Lớp 2 được xác thực bằng cách sử dụng các mạch ZKP để đảm bảo rằng các giao dịch được xử lý chính xác. Các giao dịch rút tiền bắt buộc được bắt đầu từ mạng Bitcoin phải được đưa vào bản cập nhật trạng thái Khối tiếp theo.

4.2 Phân bổ UTXO

Khi trạng thái của một khối được cập nhật, phân bổ UTXO được đồng bộ hóa. Trong trường hợp giao thức bị dừng, tất cả các UTXO có thể được áp dụng để đảm bảo tính bảo mật của tất cả tài sản người dùng. Trong số các UTXO này, chỉ có các UTXO bị rút hoặc buộc phải rút lại mới được ký bởi giao thức.

5. Thoát Layer2

Một khi ZKP chưa được xác minh, ủy ban phải ngừng và rút khỏi giao thức. Nếu giao thức bị dừng, ủy ban sẽ ký tất cả các phân bổ UTXO được chỉ định trong trạng thái Khối mới nhất của Lớp 2. Với những chữ ký này, người dùng có thể rút khỏi Lớp 2 mà không bị mất bất kỳ tổn thất nào.