Pembangun sidechain StarkWare dan penyelidik dari Institut Sains Weizmann mendakwa telah mencipta penyelesaian untuk pelbagai had skrip Bitcoin.

Menurut kajian terkini, reka bentuk baharu ini mendakwa membolehkan pelaksanaan kontrak pintar yang kompleks pada Bitcoin dengan cara yang lebih cekap modal. Sistem baharu ini juga mungkin jauh lebih cekap dari sudut pengiraan.

ColliderVM ialah protokol yang direka untuk membolehkan pengiraan berkeadaan pada Bitcoin, membolehkan proses berbilang langkah dilaksanakan dengan selamat melalui pelbagai transaksi. Secara tradisinya, output skrip Bitcoin tidak boleh diakses oleh skrip lain, menjadikan pengiraan kompleks hampir mustahil.

Penyelidik berhujah bahawa ColliderVM boleh membenarkan penggunaan Scalable Transparent Arguments of Knowledge (STARKs) — sejenis bukti tanpa pengetahuan — pada Bitcoin tanpa memerlukan perubahan tahap konsensus kepada rangkaian. Seni bina ini akan membolehkan Bitcoin mengesahkan pengiraan luar rantaian yang kompleks dengan data dalam rantaian yang minimum.

ColliderVM menyasarkan had Bitcoin

Setiap blok Bitcoin boleh mengandungi sehingga 4 juta OPCodes (arahan) merentasi semua transaksi, dan satu skrip Bitcoin skrip boleh mengandungi sehingga 1,000 elemen tumpukan (entri data). Tambahan pula, pelaksanaan tanpa keadaan bermakna setiap skrip dilaksanakan tanpa ingatan keadaan sebelumnya atau pengiraan perantaraan dari transaksi terdahulu, menjadikan pengiraan kompleks tidak praktikal.

Pelaksanaan BitVM dari kajian 2023 oleh Robin Linus dari firma penyelidikan Bitcoin ZeroSync membenarkan kontrak pintar yang kompleks pada Bitcoin tetapi memerlukan bukti penipuan. Bukti penipuan ialah bukti kriptografi yang membuktikan bahawa transaksi atau pengiraan tertentu dilakukan dengan salah, mungkin mencetuskan tindakan pembetulan.

Pelaksanaan bukti penipuan biasanya memerlukan operator untuk mendahului modal untuk tindakan pembetulan yang berpotensi. Dalam BitVM, operator membayar pendahuluan untuk menampung transaksi yang berpotensi penipuan, memulihkan modal selepas tempoh bukti penipuan ditutup.

Sistem baharu ini juga lebih cekap dari sudut pandangan pengiraan, berbanding dengan pelaksanaan sebelumnya, tetapi masih mahal. Pelaksanaan sebelumnya menggunakan tandatangan satu kali kriptografi (Lamport dan Winternitz) yang terkenal berat dari segi pengiraan.

ColliderVM mengambil dari kajian ColliderScript November 2024 oleh penyelidik dari StarkWare, firma perkhidmatan web Cloudflare dan pembangun sidechain Bitcoin Blockstream. Sistem ini bergantung pada tetapan komitmen berasaskan perlanggaran hash yang menetapkan cabaran untuk menghasilkan input yang, apabila dijalankan melalui fungsi hash, menghasilkan output dengan ciri-ciri yang telah ditentukan.

Berkaitan: Panduan pemula untuk peningkatan Bitcoin Taproot

Tetapan ini memerlukan sumber pengiraan yang jauh lebih sedikit dari operator jujur berbanding pelaku jahat.

Sumber pengiraan yang diperlukan oleh pelaku jujur dan jahat bergantung pada kesukaran perlanggaran. Sumber: ColliderVM kajian

Hash, tetapi tiada makanan atau ganja

Hash ialah fungsi matematik yang tidak boleh diterbalikkan yang boleh dijalankan pada data sewenang-wenangnya, menghasilkan rentetan alfanumerik panjang tetap. Tidak boleh diterbalikkan bermaksud mustahil untuk menjalankan pengiraan secara terbalik untuk mendapatkan data asal dari hash.

Ini menghasilkan sejenis ID data yang mengenal pasti data hingga ke bit, tanpa mengandungi sebarang data asas.

Contoh fungsi hash. Sumber: Wikimedia

Sistem ini — agak menyerupai perlombongan Bitcoin (BTC) — memerlukan operasi hash yang jauh lebih sedikit berbanding BitVM, mengurangkan saiz skrip dan masa pemprosesan. Penyelidik ColliderVM mendakwa telah mengurangkan bilangan operasi tersebut lebih jauh, sekurang-kurangnya sebanyak faktor 10,000.

Penyelidik nampaknya mencadangkan bahawa pelaksanaan ini hampir menjadikan sidechain Bitcoin berasaskan STARKs praktikal. Kajian tersebut menyatakan:

“Kami menganggarkan bahawa panjang skrip Bitcoin untuk pengesahan bukti STARK menjadi hampir praktikal, membolehkannya digunakan bersama sistem bukti berasaskan pasangan lain yang biasa hari ini dalam aplikasi.”

STARKs ialah sistem bukti ZK yang diiktiraf kerana skalabiliti dan sifat tanpa kepercayaan mereka (tiada persediaan dipercayai diperlukan). Bukti ZK ialah sistem kriptografi yang membolehkan pengguna membuktikan ciri tertentu data tanpa mendedahkan data asas.

Banyak sistem bukti ZK awal memerlukan persediaan selamat satu kali yang bergantung pada data “sisa toksik”. Jika pihak menyimpan sisa toksik, ia akan membolehkan mereka memalsukan tandatangan dan menghasilkan bukti penipuan. STARKs tidak bergantung pada persediaan sedemikian, menjadikannya tanpa kepercayaan.

Pelaksanaan tradisional pengesah STARK memerlukan skrip yang melebihi had Bitcoin. Kini, penyelidik di belakang ColliderVM berhujah bahawa pendekatan sistem mereka yang lebih cekap menjadikan skrip pengesahan dalam rantaian untuk bukti STARK “hampir praktikal.”

Berkaitan: Sidechain Bitcoin akan memacu pertumbuhan BTCfi

Sidechain tanpa kepercayaan berasaskan Bitcoin?

Bitcoin secara meluas dianggap sebagai blockchain yang paling selamat dan boleh dipercayai, tetapi pengkritiknya membangkitkan isu dengan set cirinya yang jauh lebih terhad berbanding banyak altcoin. Sidechain seperti Liquid dari Blockstream wujud, tetapi tidak tanpa kepercayaan.

Pengarah penyelidikan di firma blockchain Blockstream dan ahli matematik Andrew Poelstra memberitahu Cointelegraph seawal 2020 bahawa sistem berasaskan bukti ZK ialah “salah satu bidang pembangunan yang paling menarik” dalam ruang kriptografi. Cypherpunk, seorang pembangun yang disebut dalam kertas putih Bitcoin dan pengasas Blockstream, menjelaskan dalam kertas 2014 bahawa lebih banyak kerja diperlukan untuk melaksanakan sidechain berasaskan bukti ZK tanpa kepercayaan pada Bitcoin.

Namun, walaupun 10 tahun kemudian, sistem berdasarkan ColliderVM akan diminimumkan kepercayaannya daripada tanpa kepercayaan. Ini kerana pengguna masih perlu mempercayai bahawa sekurang-kurangnya subset minimal peserta rangkaian akan bertindak dengan jujur untuk memastikan fungsi sistem yang betul.

Pengarang utama kajian ini termasuk Eli Ben-Sasson, pengasas bersama StarkWare, bersama penyelidik Lior Goldberg dan Ben Fisch. Ben-Sasson ialah salah seorang pembangun asal STARKs dan telah lama menyokong penggunaan bukti tanpa pengetahuan untuk meningkatkan skalabiliti blockchain.

Dalam temu bual baru-baru ini dengan Cointelegraph, pengasas bersama StarkWare Ben-Sasson menyatakan bahawa penyelesaian lapisan-2 Bitcoin sebenar perlu mempunyai “keselamatan Bitcoin itu sendiri.” Sebaliknya, penyelesaian semasa bergantung pada kepercayaan kepada penandatangan atau insentif ekonomi berasaskan bukti penipuan. Namun, beliau mengiktiraf Rangkaian Lightning:

“Kita juga harus mengakui bahawa, sudah tentu, hari ini, terdapat rangkaian kilat, yang mempunyai keselamatan Bitcoin.”

Majalah: ‘Lapisan 2 Bitcoin’ sebenarnya bukan L2: Inilah sebabnya ia penting