BitVM 構想充滿了創新和激發想像
作者：Echo, bihelix
指導：洪蜀寧
封面：Photo by Shubham’s Web3 on Unsplash
10 月 9 日，區塊鏈開發商 ZeroSync 的聯合創始人 Robin Linus 公佈了 BitVM 的白皮書。 “任何可計算的函數都可以在比特幣上驗證”，Linus 在 X（以前的 Twitter）上發帖說。 “這使得比特幣上的智能合約更具表現力。 特別是，它實現了我們認為需要軟分叉才能實現的功能 “——有可能為網路帶來更多 DeFi 用例和可擴充性。
BitVM 意味著比特幣現在可以像任何其他鏈一樣具有圖靈完備性：允許開發者在比特幣上運行複雜的合約，而無需改變比特幣基本規則。 它的出現使得比特幣可以與乙太坊等智慧合約平台競爭，同時仍然保持其安全性和分散性的特點，因此引發了熱議。
此前針對 BTC 生態也有一系列協議出現，比如比特幣核心貢獻者 Casey Rodarmor 創建的 Ordinals 協定，催生了第一個比特幣網路的 NFT，並引入了 Ordinals 和 Inscriptions 的概念。 通過引入新的智慧合約語言，使比特幣更具可程式設計性的 Taro 協定旨在為比特幣生態帶來更多金融專案; 受到 2016 年 Peter Todd 提出的一次性密封（Single-use seal）和客戶端驗證（Client-Side Validation）概念啟發的 RGB 協定也於今年發布 v0.10 版本，將比特幣作為底層資產，併為比特幣生引入了智慧合約功能。
這些協議的出現都為比特幣生態的發展帶來了新的可能性。 不僅增加了比特幣網路的功能和擴充性，還為社區成員提供了更多的創新工具，以推動比特幣生態的進一步發展。
BitVM 是什麼？
BitVM 是「比特幣虛擬機 Bitcoin Virtual Machine」的縮寫。 我們可以設想它是一個虛擬測試實驗室，在這個虛擬化空間中，開發者可以自由地操作任何計算程式或執行任何智慧合約，在允許開發者類比程式行為的同時，無需對實際的比特幣網路施加任何負載或更改。
通過充當中間層，BitVM 提高了效率並減輕了比特幣區塊鏈的計算負擔。 對於複雜計算或智慧合約在不可逆轉的操作之前在可以首先在鏈外進行驗證。 因此，該系統有助於維護區塊鏈的完整性，為更複雜但安全的操作提供平臺。 BitVM 中角色和工作流程主要包括：
- 參與者：BitVM 的運行涉及兩個主要參與者：證明者和驗證者。 證明者是發起計算或聲明的一方，驗證者負責驗證該聲明，雙重角色交叉驗證可以實現一定程度的制衡，確保計算結果準確且值得信賴。
- 鏈下計算：BitVM 的獨創性在於它對計算工作負載的處理。 與將大量計算負擔放在鏈上的傳統區塊鏈操作不同，BitVM 的大部分複雜計算在鏈下執行的。 鏈下計算提供了更高的速度和靈活性，減少了直接存儲在鏈上的數據量。
- 鏈上驗證：BitVM 唯一需要上鏈的步驟是出現爭議時的鏈上驗證，又叫做 “欺詐證明”。 如果驗證者質疑證明者聲明的合法性，系統將參考比特幣鏈上不可更改的去中心化帳本解決問題。 如果證明者的主張被證明是錯誤的，驗證者可以向區塊鏈提交簡明的欺詐證明，從而揭露不誠實行為。 通過集成鏈下計算和鏈上驗證，實現計算效率和強大安全性的平衡。
RGB 協定是什麼 ？
RGB 是由 LNP/BP 標準協會開發的可擴展且保密的比特幣和閃電網路智慧合約系統，將乙太坊等智慧合約平臺的複雜可程式設計性和靈活性引入比特幣生態。 它採用了私有和共同擁有權的概念，是一種圖靈完備的、無信任的分散式計算形式，不需要引入代幣的非區塊的去中心化協定。
RGB 的設計目的是在 UTXO 區塊鏈（如比特幣）上運行可擴展、穩健和私密的智慧合約，允許數位資產和智慧合約為比特幣帶來更多功能。 通過 RGB，開發者可以執行如代幣發行、NFT 鑄造、DeFi、DAO，以及更多複雜的多類別智慧合約，從而實現在比特幣強大的區塊鏈之上不斷刺激創新的同時，保持其安全性。 具體執行流程：
- RGB 資產發行：讓使用者創建鏈下合約來發行 RGB 資產並將它們分配給比特幣的 UTXO，從而將 RGB 資產添加到閃電網路鏈下支付通道。
- 支付通道內轉帳：添加到支付通道后，RGB 資產可以像比特幣閃電網路付款一樣，在通道參與方之間轉移和路由，這類轉移由經過用戶端側驗證的轉帳完成。
- “欺詐證明”：每次通道更新時，資產都會從通道多簽名輸出發送至由閃電網路承諾交易創建的輸出。 這意味著如果支付通道的過時狀態被廣播，就有可能觸發 RGB 懲罰交易，拿走攻擊者的全部 RGB 資產。
BTC 生態下一代敘事誰是最優解？
結合 BitVM 白皮書來看，BitVM 為比特幣提供了以下「新」功能：
- 能夠實現更複雜的合約。 傳統的比特幣合約很大程度上局限於基本操作，例如數位簽名和時間鎖。 BitVM 為合約創建提供了大量新的可能性。 用戶不僅可以為金融交易創建合約，還可以為更複雜的去中心化應用程式（DApp）構建合。
- 減少了需要直接存儲在區塊鏈上的數據量。 BitVM 的大部分計算工作都是在鏈下執行的，提高了網路的整體效率，防止區塊鏈因不必要的數據而變得混亂，可以維持比特幣網路的健康和速度。
- 強大的欺詐保護措施確保交易的完整性。 BitVM 使用欺詐證明系統和質詢回應協議，保證所有交易都是誠實和透明的。 如果有人試圖作弊或提交虛假聲明，系統的驗證者可以通過向區塊鏈提交簡潔的欺詐證據來快速捕獲並揭露不誠實的一方。
但事實上，BitVM 存在無法避免的局限性
第一個局限是其設計重點是證明者和驗證者的「兩方設置」，意味著系統目前不具備處理多方交易或合約的能力，限制了多個參與者進行更複雜交互的適用性。 這個限制可能會妨礙 BitVM 跟上新興需求和期望的能力。
第二個局限是所需要的鏈下數據存儲和計算量遠遠超出了現代計算機的能力，雖然鏈下計算有助於將 BitVM 對區塊鏈的影響降至最低，但巨大的計算負擔導致事實上無法實現，僅具備理論可行性。
連接多個雙向通道以形成網路（類似於比特幣的閃電網路）等概念已經被視為擴展系統功能的方法。 我們也許期望被給予「眾望」的 RGB 協定可以在未來對 BitVM 的局限性實現針對性突破。
BitVM 與 RGB 的對比
BitVM 和 RGB 協定都致力於擴展比特幣的功能，但它們在設計上有一些關鍵差異。 BitVM 強調了鏈下計算和欺詐保護，以確保合同執行和交易的完整性，而 RGB 則更加關注隱私性。
RGB 的設計採用的客戶端驗證模式，意味著在使用者 A 向使用者 B 發送資產時，使用者 A 不會在網路上公開交易，而是會通過點對點傳輸將資產發送給使用者 B。 這樣的設計只需要利用公共網路來防止雙重支付。
- BTC 原生性：BitVM 需要對比特幣進行協定更改，而 RGB 可以用軟分叉實現
- 完整隱私保護：RGB 協議意味著第三方無法跟蹤 RGB 資產在區塊鏈上的歷史，只有當使用者 B 收到資產時，才會了解資產的歷史。 這點 BitVM 無法做到。
- 商業化：BitVM 對於計算能力提出極高要求，僅有理論可執行性。 商業落地方面 RGB 更勝一籌。
總結而言，BitVM 構想充滿了創新和激發想像，然而，根據其目前的技術框架實現情況，很顯然，它在短期內很可能僅限於白皮書的理念階段，長期應用場景的探索以及實際應用方面仍然面臨巨大挑戰。 與之相比，RGB 協定已經在大規模商業應用方面展現出小步快跑的態勢，以及其更為成熟的特點。 關於兩者是否能成為比特幣生態的下一代敘事爆發點，還有待觀察，也有可能會有其他協定嶄露頭角，讓我們拭目以待。
參考文獻：
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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