Khám Phá Tối Ưu BitVM

1. Giới thiệu

Bitcoin, như một tài sản kỹ thuật số phi tập trung, có ý nghĩa quan trọng, nhưng khả năng mở rộng của nó luôn là một vấn đề khó khăn. Mô hình UTXO của Bitcoin dẫn đến hệ thống không trạng thái, khó thực hiện tính toán phức tạp. Để giải quyết vấn đề này, các công nghệ như kênh trạng thái, chuỗi bên, xác minh khách hàng đã xuất hiện, nhưng đều có những hạn chế nhất định.

Vào tháng 12 năm 2023, dự án ZeroSync đã đề xuất giải pháp BitVM, nhằm mục đích đạt được hợp đồng Bitcoin có khả năng Turing mà không làm thay đổi sự đồng thuận của Bitcoin. BitVM sử dụng script Bitcoin và công nghệ Taproot, thực hiện Rollup lạc quan, mở rộng đáng kể các trường hợp ứng dụng của Bitcoin.

Tuy nhiên, BitVM vẫn đang ở giai đoạn đầu, còn một số vấn đề về hiệu suất và an ninh. Bài viết này sẽ đưa ra một số ý tưởng tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của BitVM.

2. Nguyên lý BitVM

BitVM là một giải pháp hợp đồng ngoài chuỗi, sử dụng chữ ký một lần của Lamport để thực hiện các kịch bản Bitcoin có trạng thái. Nó áp dụng cơ chế thách thức - phản hồi, thực hiện tính toán ngoài chuỗi và xác minh trên chuỗi.

Các thành phần cốt lõi của BitVM bao gồm:

• Cam kết mạch: Biên dịch chương trình thành mạch nhị phân và cam kết trong địa chỉ Taproot.
• Thách thức và phản hồi: Tiền ký trước một loạt giao dịch để thực hiện trò chơi thách thức-phản hồi
• Cơ chế phạt: Phạt đối với tuyên bố không chính xác

3. Tối ưu hóa BitVM

3.1 Giảm số lần tương tác OP dựa trên ZK

Có thể áp dụng chứng minh không kiến thức để giảm số lần thách thức của BitVM, nâng cao hiệu quả. Bằng cách xác minh chứng minh ZK thay vì thuật toán gốc, có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ thách thức. Trong tương lai, có thể khám phá mô hình Chứng minh ZK theo yêu cầu, chỉ tạo ra chứng minh ZK khi xảy ra thách thức.

3.2 Chữ ký một lần thân thiện với Bitcoin

Có thể sử dụng kế hoạch ký tên một lần Winternitz để thay thế chữ ký Lamport, nhằm giảm độ dài của chữ ký và khóa công khai. Việc sử dụng chữ ký Winternitz với các tham số phù hợp trong BitVM có thể giảm phí giao dịch ít nhất 50%.

3.3 hàm băm thân thiện với Bitcoin

Có thể thiết kế một triển khai hàm băm thân thiện với Bitcoin dựa trên hàm băm BLAKE3, để hỗ trợ xác minh chứng minh bao gồm Merkle. Các đặc tính của BLAKE3 khiến nó phù hợp để triển khai trong script Bitcoin, có thể giảm đáng kể dữ liệu trên chuỗi cần thiết.

3.4 Scripts không kịch bản BitVM

Có thể sử dụng công nghệ Scriptless Scripts để áp dụng chữ ký đa chữ ký Schnorr và chữ ký bộ điều hợp nhằm thực hiện cam kết cổng logic của BitVM, từ đó tiết kiệm không gian kịch bản và nâng cao hiệu quả.

3.5 Thách thức đa phương không cần phép

Có thể nghiên cứu các giao thức thách thức đa bên OP không cần giấy phép, mở rộng mô hình tin cậy của BitVM ra một phạm vi lớn hơn. Cần giải quyết các vấn đề như tấn công phù thủy và tấn công trì hoãn, thiết kế cơ chế đặt cọc và trừng phạt phù hợp.

4. Kết luận

Công nghệ BitVM vẫn đang ở giai đoạn đầu và còn nhiều không gian tối ưu hóa trong tương lai. Qua việc khám phá và thực hành các hướng tối ưu hóa trên, có hy vọng sẽ nâng cao hơn nữa hiệu suất của BitVM, góp phần vào việc mở rộng và phát triển hệ sinh thái của Bitcoin.