zkMIPS 比特幣二層 GOAT Network 上線

zkMIPS 作為首個基於 MIPS 指令集的 zkVM，結合 MIPS 成熟的生態系統，以及 ZKM 的 ZKP 基礎設施，極大的促進了 zkVM 的快速落地。

撰文：Stephen D

比特幣二層網絡是一種旨在提高比特幣交易速度的技術解決方案。通過將一部分交易從比特幣主鏈上移至鏈下處理，減輕主鏈的負擔，提升交易處理速度，降低交易成本。常見的二層網絡技術包括閃電網絡（Lightning Network）、狀態通道（State Channels）以及目前非常火熱的結合 zkRollup 的 BitVM2 橋等。

比特幣二層 zkRollup 方案面臨的困難

安全性: 安全性是比特幣 holder 最關心的因素. 安全需要考慮網絡的一致性, 活性以及可自愈性. 一致性, 即共識安全, 決定全網賬本的不可篡改, 活性決定整體網絡的可用性, 自愈性決定網絡可以快速的從攻擊或者異常中恢復. 作為一個 BTC 的 zkRollup, 要實現 BTC 安全的繼承, 需要 zkRollup 能夠完整的對二層的交易進行承諾, 並且承諾可被比特幣礦工直接驗證. 但是難點在於目前 BTC 的腳本難以實現 Covenant。最近出現了一些有前景的方案的方案,包括 BitVM2, 函數加密,以及最新的 ColliderScript 方案等 其次是, 二層網絡本身的活性和自愈性維護. 目前很多 zkRollup 面臨的問題是中心化的 Sequencer 的問題,導致 Rollup chain 本身中心化程度很高, 缺少足夠的激勵讓其他玩家參與, 形成惡性循環。

可編程性: 可編程性是 BTCFi 的基礎設施. 作為區塊鏈生態中市值最大的資產，比特幣長期以來被視為一種價值存儲工具，但是在實際應用和收益生成方面卻顯得相對匱乏。這種侷限性主要源於比特幣網絡的可擴展性和腳本語言的固有限制，導致其難以支持複雜的去中心化金融（DeFi）應用。對於比特幣持有者而言，想要通過其持有的 BTC 獲得收益，傳統上只能選擇將資產存入中心化交易所或使用橋接服務轉換為包裝代幣（如 WBTC）。但是，這些方法都引入了額外的風險，如中心化平臺帶來的信任風險，與比特幣去中心化的本質相悖。借鑑 ETH 生態在 DeFi 方面的豐富的協議和生態, 引入 EVM 變得非常重要。

GOAT Network：基於 zkMIPS 實現 EVM 兼容的比特幣二層網絡

GOAT Network 是首家基於 zkMIPS，BitVM2 和去中心化 Sequencer 在比特幣二層實現安全增強的樂觀挑戰協議, 實現 100% EVM 兼容的同時，僅需要 1-of-n 假設，就可以實現比特幣網絡的安全性。GOAT Network 具備以下核心亮點：

實現真正的去中心化：通過開創性的無許可去中心化 Sequencer 協議，所有跨鏈消息——包括資產的 peg-in、peg-out，以及二層網絡的狀態 Rollup——都能夠在比特幣和 GOAT Network 上達成共識。這徹底擺脫了對單一中心化實體的依賴，確保了真正的去中心化。同時，這一創新顯著簡化了 BitVM2 協議的信任設置，同時提供了同等的安全保障。

無需分叉，即可實現比特幣的全面驗證：GOAT 網絡結合去中心化 Sequencer 和 BitVM2 協議，使得 BitVM2 協議變得可實用，通過比特幣腳本直接驗證 proof，繼承比特幣的原生安全性。zkMIPS 作為 GOAT 的擴容基礎設施，不僅能夠實現 100% 的 EVM 兼容，並且能夠顯著加速 proof 生成和驗證過程，為 GOAT 網絡帶來前所未有生態擴展能力。

雙重懲罰機制保障安全：GOAT 網絡率先在比特幣 Layer 2 網絡中引入「雙重懲罰」機制。該機制結合了比特幣驗證層的原生懲罰機制與 GOAT 共識層懲罰機制，有效降低了 GOAT Rollup 協議中不誠信行為的發生概率。該機制特別針對雙重簽名、節點停機以及 Sequencer 節點的非法報銷攻擊等潛在風險，全面提升網絡的安全性與可靠性。

這一技術革新標誌著比特幣二層網絡邁向去中心化新時代，為區塊鏈技術的未來樹立了新的行業標杆。

在 zkMIPS 在跟 BitVM2 的結合上，zkMIPS 在優化 Groth16 證明速度的同時，也對驗證階段進行了大量的優化，包括藉助於 Hints 技巧顯著降低比特幣腳本計算 Miller Loop 的複雜度、Verifier 電路分段進行承諾、壓縮 zkVM 的 public input 承諾、藉助於 Decentralized Sequencer 保證 public input 跟 superblock 在同一個分支上，一定程度上簡化了 BitVM2 樂觀挑戰流程的複雜度。

zkMIPS: 首個基於 MIPS 指令集的 zkVM

zkMIPS 是首個基於 MIPS 指令集的 zkVM，MIPS 指令集是一個成熟的指令集，其優勢包括：

• MIPS32R2 的指令相比 RISCV32IM 更加豐富，其中 J/JAL 系列指令，跳轉長度最高可達 256MiB，在靜態鏈接的場景下，可以非常方便實現跳轉。MIPS32r2 有豐富的位操作指令，這些指令在 RISCV32IM 中並不存在，需要使用 B 擴展，MIPS32r2 有 MOVN/MOVZ 等條件選擇指令，在很多場景下可以替代跳轉指令，可以提高性能，減少指令數。MIPS32r2 有整數乘加指令，可以提高性能、減少指令數量。 MIPS32r2 有 SEH，SEB 符號擴展指令，可以非常方便的對 char 和 short 型數據進行符號擴展操作。
• MIPS32r2 中的所有指令，作為一個整體，已經非常成熟地廣泛使用了超過 20 年，不會存在各個模塊之間相互銜接的問題；也不會存在因為版權爭議而可能產生的動盪。作為擴展實現而不是一個整體實現的指令集，擴展之間可能存在相互磨合的問題。某些擴展的組合可能會存在不完整的或過於龐大的問題。MIPS 指令手冊對於指令的行為描述也更為清晰詳細。在區塊鏈上，MIPS 已經被成功的應用到 Optimism 的 Fraud Proof 的校驗就是基於 MIPS VM 實現的。

zkMIPS 已具備完善的功能。開發者可以證明使用 Rust、Golang 等廣泛使用的高級語言編寫的任何程序。zkMIPS 提供了一系列易於使用的開發工具包，包括 ZKM Playground、ZKM-Project-Template 和 ZKM Proof Network 等，幫助項目和開發者以非常低的門檻構建他們的 ZKP 產品。

zkMIPS 有助於幫助開發者保證電路邏輯的安全性。開發者可以使用最熟悉的語言來實現任意應用程序，並免於零知識證明電路審計。與傳統的 ZKP 開發不同，zkMIPS 嚴格遵守 MIPS32r2 指令集，如果開發者已經審核過應用程序的業務邏輯，則無需再審核電路。

ZKM 提供了一個證明網絡，幫助開發者和項目快速生成 proof，支持橫向擴展，能夠真正實現實時證明生成（Real-time proving）。這使得開發者和項目能夠以極高的效率構建他們的去中心化 Web3 應用。此外，zkMIPS 還支持 Precompiles 等多種極致的證明加速方案。

zkMIPS 具備行業領先的用例，支撐了多個創新性的 zkVM 支持的用例，包括 GOAT Network 的比特幣 L2 和 Metis 的 HybridRollup. 並且在 zkLLM，zkIdentity 等多個行業推動 zkVM 技術的廣泛採用。

zkMIPS 作為首個基於 MIPS 指令集的 zkVM，結合 MIPS 成熟的生態系統，以及 ZKM 的 ZKP 基礎設施，極大的促進了 zkVM 的快速落地。