Eksplorasi Optimasi BitVM

1. Pendahuluan

Bitcoin sebagai aset digital terdesentralisasi memiliki arti penting, tetapi skalabilitasnya selalu menjadi masalah. Model UTXO Bitcoin menyebabkan sistem tanpa status, sehingga sulit untuk melakukan perhitungan yang kompleks. Untuk mengatasi masalah ini, muncul teknologi seperti saluran status, sidechain, dan verifikasi klien, tetapi semuanya memiliki batasan tertentu.

Pada bulan Desember 2023, proyek ZeroSync mengusulkan solusi BitVM, yang bertujuan untuk mewujudkan kontrak Bitcoin yang Turing lengkap tanpa mengubah konsensus Bitcoin. BitVM memanfaatkan skrip Bitcoin dan teknologi Taproot untuk mewujudkan Rollup optimis, yang secara signifikan memperluas skenario aplikasi Bitcoin.

Namun, BitVM masih berada di tahap awal dan terdapat beberapa masalah terkait efisiensi dan keamanan. Artikel ini akan mengusulkan beberapa ide optimasi untuk lebih meningkatkan kinerja BitVM.

2. Prinsip BitVM

BitVM adalah solusi kontrak off-chain yang menggunakan tanda tangan sekali pakai Lamport untuk mengimplementasikan skrip Bitcoin yang berstatus. Ini menggunakan mekanisme tantangan-respons, melakukan perhitungan di luar rantai, dan validasi di dalam rantai.

Komponen inti BitVM mencakup:

• Janji sirkuit: Mengkompilasi program menjadi sirkuit biner dan berjanji di alamat Taproot
• Tantangan dan Respons: Pra-tandatangani serangkaian transaksi untuk mewujudkan permainan tantangan-respons
• Mekanisme hukuman: menghukum pernyataan yang tidak benar

3. Optimasi BitVM

3.1 Mengurangi jumlah interaksi OP berdasarkan ZK

Zero-knowledge proof dapat diterapkan untuk mengurangi jumlah tantangan BitVM dan meningkatkan efisiensi. Dengan memverifikasi bukti ZK alih-alih algoritma asli, siklus tantangan dapat dipersingkat secara signifikan. Di masa depan, dapat dieksplorasi mode Bukti ZK On-Demand, yang hanya menghasilkan bukti ZK saat terjadi tantangan.

3.2 Tanda tangan sekali pakai yang ramah Bitcoin

Winternitz signature scheme dapat digunakan sebagai pengganti Lamport signature untuk mengurangi panjang tanda tangan dan kunci publik. Dengan menggunakan tanda tangan Winternitz dengan parameter yang tepat di BitVM, biaya transaksi dapat dikurangi setidaknya 50%.

3.3 Fungsi hash yang ramah Bitcoin

Implementasi hash yang ramah Bitcoin dapat dirancang berdasarkan fungsi hash BLAKE3 untuk mendukung verifikasi bukti inklusi Merkle. Karakteristik BLAKE3 membuatnya cocok untuk diimplementasikan dalam skrip Bitcoin, yang dapat secara signifikan mengurangi data on-chain yang diperlukan.

3.4 Skrip Tanpa Skrip BitVM

Dengan bantuan teknologi Scriptless Scripts, menggunakan tanda tangan multi-Schnorr dan tanda tangan adaptor untuk merealisasikan komitmen gerbang logika BitVM, sehingga menghemat ruang skrip dan meningkatkan efisiensi.

3.5 Tantangan Multi-Pihak Tanpa Izin

Dapat mempelajari protokol tantangan OP multi-pihak tanpa izin, memperluas model kepercayaan BitVM ke cakupan yang lebih besar. Perlu mengatasi masalah serangan penyihir dan serangan penundaan, serta merancang mekanisme taruhan dan hukuman yang sesuai.

4. Kesimpulan

Teknologi BitVM masih berada di tahap awal, dan masih ada banyak ruang untuk optimasi di masa depan. Melalui eksplorasi dan praktik dari arah optimasi yang disebutkan di atas, diharapkan dapat lebih meningkatkan kinerja BitVM, berkontribusi pada perluasan dan kemakmuran ekosistem Bitcoin.