BitVM 构想充满了创新和激发想象
作者：Echo, bihelix
指导：洪蜀宁
封面：Photo by Shubham's Web3 on Unsplash
10 月 9 日，区块链开发商 ZeroSync 的联合创始人 Robin Linus 公布了 BitVM 的白皮书。“任何可计算的函数都可以在比特币上验证”，Linus 在 X（以前的 Twitter）上发帖说。“这使得比特币上的智能合约更具表现力。特别是，它实现了我们认为需要软分叉才能实现的功能”——有可能为网络带来更多 DeFi 用例和可扩展性。
BitVM 意味着比特币现在可以像任何其他链一样具有图灵完备性：允许开发者在比特币上运行复杂的合约，而无需改变比特币基本规则。它的出现使得比特币可以与以太坊等智能合约平台竞争，同时仍然保持其安全性和分散性的特点，因此引发了热议。
此前针对 BTC 生态也有一系列协议出现，比如比特币核心贡献者 Casey Rodarmor 创建的 Ordinals 协议，催生了第一个比特币网络的 NFT，并引入了 Ordinals 和 Inscriptions 的概念。通过引入新的智能合约语言，使比特币更具可编程性的 Taro 协议旨在为比特币生态带来更多金融项目；受到 2016 年 Peter Todd 提出的一次性密封（Single-use seal）和客户端验证（Client-Side Validation）概念启发的 RGB 协议也于今年发布 v0.10 版本，将比特币作为底层资产，并为比特币生引入了智能合约功能。
这些协议的出现都为比特币生态的发展带来了新的可能性。不仅增加了比特币网络的功能和扩展性，还为社区成员提供了更多的创新工具，以推动比特币生态的进一步发展。
BitVM 是什么？
BitVM 是 “比特币虚拟机 Bitcoin Virtual Machine ” 的缩写。我们可以设想它是一个虚拟测试实验室，在这个虚拟化空间中，开发者可以自由地操作任何计算程序或执行任何智能合约，在允许开发者模拟程序行为的同时，无需对实际的比特币网络施加任何负载或更改。
通过充当中间层，BitVM 提高了效率并减轻了比特币区块链的计算负担。对于复杂计算或智能合约在不可逆转的操作之前在可以首先在链外进行验证。因此，该系统有助于维护区块链的完整性，为更复杂但安全的操作提供平台。BitVM 中角色和工作流程主要包括：
- 参与者：BitVM 的运行涉及两个主要参与者：证明者和验证者。证明者是发起计算或声明的一方，验证者负责验证该声明，双重角色交叉验证可以实现一定程度的制衡，确保计算结果准确且值得信赖。
- 链下计算：BitVM 的独创性在于它对计算工作负载的处理。与将大量计算负担放在链上的传统区块链操作不同，BitVM 的大部分复杂计算在链下执行的。链下计算提供了更高的速度和灵活性，减少了直接存储在链上的数据量。
- 链上验证：BitVM 唯一需要上链的步骤是出现争议时的链上验证，又叫做 “欺诈证明”。如果验证者质疑证明者声明的合法性，系统将参考比特币链上不可更改的去中心化账本解决问题。如果证明者的主张被证明是错误的，验证者可以向区块链提交简明的欺诈证明，从而揭露不诚实行为。通过集成链下计算和链上验证，实现计算效率和强大安全性的平衡。
RGB 协议是什么 ？
RGB 是由 LNP/BP 标准协会开发的可扩展且保密的比特币和闪电网络智能合约系统，将以太坊等智能合约平台的复杂可编程性和灵活性引入比特币生态。它采用了私有和共同所有权的概念，是一种图灵完备的、无信任的分布式计算形式，不需要引入代币的非区块的去中心化协议。
RGB 的设计目的是在 UTXO 区块链（如比特币）上运行可扩展、稳健和私密的智能合约，允许数字资产和智能合约为比特币带来更多功能。通过 RGB，开发者可以执行如代币发行、NFT 铸造、DeFi、DAO，以及更多复杂的多类别智能合约，从而实现在比特币强大的区块链之上不断刺激创新的同时，保持其安全性。具体执行流程：
- RGB 资产发行：让用户创建链下合约来发行 RGB 资产并将它们分配给比特币的 UTXO，从而将 RGB 资产添加到闪电网络链下支付通道。
- 支付通道内转账：添加到支付通道后，RGB 资产可以像比特币闪电网络付款一样，在通道参与方之间转移和路由，这类转移由经过客户端侧验证的转账完成。
- “欺诈证明”：每次通道更新时，资产都会从通道多签名输出发送至由闪电网络承诺交易创建的输出。这意味着如果支付通道的过时状态被广播，就有可能触发 RGB 惩罚交易，拿走攻击者的全部 RGB 资产。
BTC 生态下一代叙事谁是最优解？
结合 BitVM 白皮书来看，BitVM 为比特币提供了以下 “新” 功能：
- 能够实现更复杂的合约。传统的比特币合约很大程度上局限于基本操作，例如数字签名和时间锁。BitVM 为合约创建提供了大量新的可能性。用户不仅可以为金融交易创建合约，还可以为更复杂的去中心化应用程序 (DApp) 构建合。
- 减少了需要直接存储在区块链上的数据量。BitVM 的大部分计算工作都是在链下执行的，提高了网络的整体效率，防止区块链因不必要的数据而变得混乱，可以维持比特币网络的健康和速度。
- 强大的欺诈保护措施确保交易的完整性。BitVM 使用欺诈证明系统和质询响应协议，保证所有交易都是诚实和透明的。如果有人试图作弊或提交虚假声明，系统的验证者可以通过向区块链提交简洁的欺诈证据来快速捕获并揭露不诚实的一方。
但事实上，BitVM 存在无法避免的局限性
第一个局限是其设计重点是证明者和验证者的 “两方设置”，意味着系统目前不具备处理多方交易或合约的能力，限制了多个参与者进行更复杂交互的适用性。这个限制可能会妨碍 BitVM 跟上新兴需求和期望的能力。
第二个局限是所需要的链下数据存储和计算量远远超出了现代计算机的能力，虽然链下计算有助于将 BitVM 对区块链的影响降至最低，但巨大的计算负担导致事实上无法实现，仅具备理论可行性。
连接多个双向通道以形成网络（类似于比特币的闪电网络）等概念已经被视为扩展系统功能的方法。我们也许期望被给予 “众望” 的 RGB 协议可以在未来对 BitVM 的局限性实现针对性突破。
BitVM 与 RGB 的对比
BitVM 和 RGB 协议都致力于扩展比特币的功能，但它们在设计上有一些关键差异。BitVM 强调了链下计算和欺诈保护，以确保合同执行和交易的完整性，而 RGB 则更加关注隐私性。
RGB 的设计采用的客户端验证模式，意味着在用户 A 向用户 B 发送资产时，用户 A 不会在网络上公开交易，而是会通过点对点传输将资产发送给用户 B。这样的设计只需要利用公共网络来防止双重支付。
- BTC 原生性：BitVM 需要对比特币进行协议更改，而 RGB 可以用软分叉实现
- 完整隐私保护：RGB 协议意味着第三方无法跟踪 RGB 资产在区块链上的历史，只有当用户 B 收到资产时，才会了解资产的历史。这点 BitVM 无法做到。
- 商业化：BitVM 对于计算能力提出极高要求，仅有理论可执行性。商业落地方面 RGB 更胜一筹。
总结而言，BitVM 构想充满了创新和激发想象，然而，根据其目前的技术框架实现情况，很显然，它在短期内很可能仅限于白皮书的理念阶段，长期应用场景的探索以及实际应用方面仍然面临巨大挑战。与之相比，RGB 协议已经在大规模商业应用方面展现出小步快跑的态势，以及其更为成熟的特点。关于两者是否能成为比特币生态的下一代叙事爆发点，还有待观察，也有可能会有其他协议崭露头角，让我们拭目以待。
参考文献：
https://www.theblock.co/post/255683/bitvm-bitcoin-smart-contracts
https://blog.bitfinex.com/education/is-bitvm-the-next-evolution-for-smart-contracts-on-bitcoin/
https://www.coinonpro.com/baike/157346.html
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