Eksplorasi Optimasi Teknologi BitVM

1. Pendahuluan

Bitcoin sebagai aset digital yang terdesentralisasi, aman, dan dapat dipercaya, selalu menghadapi masalah skalabilitas. Model UTXO-nya menyebabkan sistem tanpa status, sulit untuk menjalankan perhitungan kompleks yang bergantung pada status. Ini membatasi ruang lingkup pembangunan aplikasi terdesentralisasi dan alat keuangan kompleks di atas Bitcoin.

Untuk mengatasi masalah skalabilitas, industri telah mengajukan teknologi seperti saluran status, sidechain, dan verifikasi klien. Namun, masing-masing solusi ini memiliki keterbatasan tersendiri. Pada bulan Desember 2023, Robin Linus, kepala proyek ZeroSync, menerbitkan white paper berjudul "BitVM: Compute Anything On Bitcoin" yang mengusulkan solusi baru. Teknologi BitVM memungkinkan kontrak Bitcoin yang Turing lengkap tanpa mengubah konsensus jaringan Bitcoin, yang sangat memperluas potensi penggunaan Bitcoin.

Meskipun teknologi BitVM memiliki keunggulan yang besar dalam skalabilitas Bitcoin, tetapi masih berada pada tahap awal dan terdapat beberapa masalah dalam hal efisiensi dan keamanan. Artikel ini akan membahas beberapa gagasan optimasi untuk lebih meningkatkan efisiensi dan keamanan BitVM.

2. Prinsip BitVM

BitVM diposisikan sebagai kontrak off-chain untuk Bitcoin, yang bertujuan untuk mendorong fungsi kontrak Bitcoin. Ini memberikan status pada skrip Bitcoin melalui tanda tangan sekali pakai Lamport, dan menggunakan mode tantangan-respons untuk mendukung verifikasi perhitungan yang lebih kompleks. Sistem BitVM berbasis pada bukti penipuan dan protokol tantangan-respons, tetapi tidak memerlukan modifikasi pada aturan konsensus Bitcoin.

Komponen kunci BitVM meliputi:

• Janji Sirkuit: Pembuktian dan validator akan mengompilasi program menjadi sirkuit biner besar, dan berjanji pada sirkuit tersebut di alamat Taproot.
• Tantangan dan respons: Pracatat serangkaian transaksi untuk mewujudkan permainan tantangan-respons.
• Hukuman ambigu: Jika pembuktian mengajukan pernyataan yang salah, maka verifikator dapat memperoleh setoran dari pembuktian.

3. Optimasi BitVM

3.1 Mengurangi Jumlah Interaksi OP Berdasarkan ZK

Pertimbangkan untuk menggunakan bukti nol pengetahuan untuk mengurangi jumlah tantangan BitVM dan meningkatkan efisiensi. Dengan mengubah objek tantangan dari algoritma asli F menjadi algoritma verifikasi Verify, jumlah putaran tantangan dapat dikurangi, dan periode tantangan dapat dipersingkat. Selain itu, dapat dieksplorasi pembangunan Bukti Penipuan ZK untuk mewujudkan Bukti ZK Sesuai Permintaan, lebih lanjut mengoptimalkan sistem BitVM.

3.2 Tanda tangan sekali pakai yang ramah Bitcoin

Untuk mengurangi data transaksi dan biaya transaksi, Anda dapat mempertimbangkan untuk menggunakan tanda tangan sekali pakai Winternitz sebagai pengganti tanda tangan sekali pakai Lamport. Skema Winternitz dapat secara signifikan mengurangi panjang tanda tangan dan kunci publik, tetapi akan meningkatkan kompleksitas komputasi dari tanda tangan dan verifikasi tanda tangan. Dengan menggunakan tanda tangan sekali pakai Winternitz dengan parameter yang tepat dalam BitVM, biaya transaksi dapat dikurangi setidaknya 50%.

3.3 fungsi hash yang ramah Bitcoin

Perlu penelitian untuk fungsi hash yang dioptimalkan untuk ukuran skrip dan ukuran saksi skrip yang diimplementasikan dengan skrip Bitcoin, untuk mendukung fungsi verifikasi bukti inklusi Merkle. Fungsi hash BLAKE3 adalah pilihan potensial yang dapat diimplementasikan melalui skrip Bitcoin untuk operasi dasarnya. Selain itu, juga dapat mengeksplorasi implementasi skrip Bitcoin dari fungsi hash lainnya, seperti Keccak-256, Grøstl, dan lain-lain.

3.4 Skrip Tanpa Skrip BitVM

Scriptless Scripts dapat meningkatkan jangkauan dan kompleksitas kontrak pintar, sekaligus meningkatkan privasi dan efisiensi. Dengan menggunakan tanda tangan multipel Schnorr dan tanda tangan adaptor, komitmen gerbang logika dalam sirkuit BitVM dapat dicapai, sehingga menghemat ruang skrip dan meningkatkan efisiensi. Di masa depan, solusi ini dapat ditingkatkan lebih lanjut dan Scripless Scripts dapat diperkenalkan ke dalam modul fungsi BitVM yang spesifik.

3.5 Tantangan multipihak tanpa izin

Untuk memperluas model kepercayaan BitVM dan mengurangi asumsi kepercayaan, perlu diteliti protokol tantangan OP multipihak tanpa izin. Ini akan memungkinkan siapa saja untuk berpartisipasi dalam tantangan tanpa daftar izin sebelumnya. Pada saat yang sama, masalah seperti serangan penyihir dan serangan penundaan juga perlu diatasi untuk memastikan keamanan dan efisiensi sistem.

4. Kesimpulan

Eksplorasi teknologi BitVM baru saja dimulai, dan di masa depan akan terus meneliti dan mempraktikkan lebih banyak arah optimasi untuk mencapai skalabilitas Bitcoin dan memakmurkan ekosistem Bitcoin. Melalui langkah-langkah optimasi yang disebutkan di atas, BitVM diharapkan dapat mencapai kemajuan yang signifikan dalam hal efisiensi, keamanan, dan fungsionalitas, serta membawa lebih banyak skenario aplikasi untuk jaringan Bitcoin.