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Bitcoin ist die derzeit liquideste und sicherste Blockchain. Nach dem Ausbruch von Inscription zog das BTC-Ökosystem einen großen Zustrom von Entwicklern an, die sich schnell mit den Programmierbarkeits- und Erweiterungsproblemen von BTC befassten. Durch die Einführung verschiedener Ideen wie ZK, DA, Sidechains, Rollup, Restaking und anderer Lösungen erreicht der Wohlstand des BTC-Ökosystems einen neuen Höhepunkt und ist zum Hauptthema dieses Bullenmarktes geworden.

Viele dieser Designs setzen jedoch die Erweiterungserfahrung intelligenter Verträge wie der ETH fort und müssen sich auf eine zentralisierte Cross-Chain-Brücke stützen, was die Schwachstelle des Systems darstellt. Nur wenige Lösungen basieren auf den Eigenschaften von BTC selbst, was mit der unfreundlichen Entwicklererfahrung von BTC selbst zusammenhängt. Aus mehreren Gründen kann es keine intelligenten Verträge wie Ethereum ausführen:

• Die Skriptsprache von Bitcoin schränkt die Vollständigkeit von Turing aus Sicherheitsgründen ein, was die Ausführung intelligenter Verträge wie Ethereum unmöglich macht.

• Gleichzeitig ist die Speicherung der Bitcoin-Blockchain auf einfache Transaktionen ausgelegt und nicht für komplexe Smart Contracts optimiert.

• Das Wichtigste ist, dass Bitcoin keine virtuelle Maschine zur Ausführung intelligenter Verträge hat.

Die Einführung von Segregated Witness (SegWit) im Jahr 2017 erhöhte die Blockgrößenbeschränkung von Bitcoin; das Taproot-Upgrade im Jahr 2021 ermöglichte die Überprüfung von Batch-Signaturen und ermöglichte so eine einfachere und schnellere Verarbeitung von Transaktionen (Freischaltung von Atom-Swaps, Multi-Signatur-Wallets und Zahlungsbedingungen). Dies alles ermöglicht die Programmierbarkeit von Bitcoin.

Im Jahr 2022 schlug der Entwickler Casey Rodarmor seine „Ordinaltheorie“ vor, die das Satoshi-Nummerierungsschema beschreibt, das beliebige Daten wie Bilder in Bitcoin-Transaktionen einfügen kann und so den Weg für die Einbettung von Statusinformationen und Metadaten direkt in die Bitcoin-Kette ebnet neue Möglichkeiten für Anwendungen wie Smart Contracts, die zugängliche und überprüfbare Zustandsdaten erfordern.

Derzeit basieren die meisten Projekte, die die Programmierbarkeit von Bitcoin erweitern, auf dem Second-Layer-Netzwerk (L2) von Bitcoin, was dazu führt, dass Benutzer Cross-Chain-Brücken vertrauen müssen und für L2 eine große Herausforderung darstellt, Benutzer und Liquidität zu gewinnen. Darüber hinaus fehlt Bitcoin derzeit eine native virtuelle Maschine oder Programmierbarkeit, um die Kommunikation von L2 zu L1 ohne zusätzliche Vertrauensannahmen zu ermöglichen.

Arch Network, RGB und RGB++ versuchen alle, von den nativen Eigenschaften von BTC auszugehen, um die Programmierbarkeit von Bitcoin zu verbessern und die Möglichkeiten intelligenter Verträge und komplexer Transaktionen durch verschiedene Methoden bereitzustellen:

• RGB ist eine Smart-Contract-Lösung, die von Off-Chain-Clients überprüft wird. Die Zustandsänderungen des Smart Contracts werden im UTXO von Bitcoin aufgezeichnet. Obwohl es gewisse Datenschutzvorteile bietet, ist es umständlich zu verwenden und nicht in der Lage, Verträge zusammenzustellen, und seine Entwicklung ist derzeit sehr langsam.

• RGB++ ist eine weitere Erweiterungsroute von Nervos im Rahmen der RGB-Idee. Es basiert immer noch auf der UTXO-Bindung, aber durch die Verwendung der Kette selbst als Client-Verifizierer mit Konsens bietet dies eine kettenübergreifende Lösung für Metadaten-Assets Dadurch kann die Übertragung jeder UTXO-Strukturkette unterstützt werden.

• Arch Network bietet eine native Smart-Contract-Lösung für BTC, erstellt eine virtuelle ZK-Maschine und ein entsprechendes Validator-Knotennetzwerk und zeichnet Zustandsänderungen und Asset-Stufen in BTC-Transaktionen durch Aggregationstransaktionen auf.

Arch-Netzwerk

Das Arch-Netzwerk besteht hauptsächlich aus Arch-zkVM und dem Arch-Verifizierungsknotennetzwerk. Es verwendet Zero-Knowledge-Proofs (ZK-Proofs) und ein dezentrales Verifizierungsnetzwerk, um die Sicherheit und den Datenschutz von Smart Contracts zu gewährleisten ein weiteres Glied wie RGB++-Kette zum Binden.

Arch zkVM verwendet RISC Zero ZKVM, um intelligente Verträge auszuführen und wissensfreie Beweise zu generieren, die von einem dezentralen Netzwerk von Verifizierungsknoten überprüft werden. Das System basiert auf dem UTXO-Modell und kapselt den Smart-Contract-Status in staatlichen UTXOs, um die Sicherheit und Effizienz zu verbessern.

Asset-UTXOs werden zur Darstellung von Bitcoin oder anderen Token verwendet und können durch Delegation verwaltet werden. Das Arch-Verifizierungsnetzwerk überprüft den ZKVM-Inhalt über zufällig ausgewählte Führungsknoten, aggregiert Knotensignaturen mithilfe des FROST-Signaturschemas und sendet die Transaktion schließlich an das Bitcoin-Netzwerk.

Arch zkVM stellt eine Turing-vollständige virtuelle Maschine für Bitcoin bereit, die in der Lage ist, komplexe Smart Contracts auszuführen. Nach jeder Smart-Contract-Ausführung generiert Arch zkVM wissensfreie Beweise, die zur Überprüfung der Richtigkeit und Zustandsänderungen des Vertrags verwendet werden.

Arch verwendet auch das UTXO-Modell von Bitcoin. Status und Vermögenswerte werden in UTXO gekapselt, und Statusübergänge werden durch das Konzept der einmaligen Verwendung durchgeführt. Die Statusdaten intelligenter Verträge werden als Status-UTXOs aufgezeichnet, und die ursprünglichen Datenbestände werden als Asset-UTXOs aufgezeichnet. Arch stellt sicher, dass jedes UTXO nur einmal ausgegeben werden kann, und sorgt so für eine sichere Zustandsverwaltung.

Obwohl Arch die Blockchain-Struktur nicht innoviert, benötigt es dennoch ein Verifizierungsknotennetzwerk. Während jeder Arch-Epoche wählt das System zufällig einen Leader-Knoten basierend auf der Gerechtigkeit aus. Der Leader-Knoten ist für die Weitergabe der empfangenen Informationen an alle anderen Validierungsknoten im Netzwerk verantwortlich. Alle ZK-Proofs werden von einem dezentralen Netzwerk von Verifizierungsknoten überprüft, um die Sicherheit und Zensurresistenz des Systems zu gewährleisten, und Signaturen werden für Leader-Knoten generiert. Sobald eine Transaktion von der erforderlichen Anzahl an Knoten signiert wurde, kann sie im Bitcoin-Netzwerk übertragen werden.

RGB

RGB ist eine frühe Idee zur Erweiterung intelligenter Verträge in der BTC-Community. Es zeichnet Statusdaten durch UTXO-Kapselung auf und liefert eine wichtige Idee für die anschließende native Erweiterung von BTC.

RGB verwendet eine Off-Chain-Verifizierungsmethode, um die Überprüfung der Tokenübertragung von der Konsensschicht von Bitcoin in die Off-Chain zu verlagern, und wird vom Kunden im Zusammenhang mit der spezifischen Transaktion überprüft. Dieser Ansatz reduziert den Bedarf an netzwerkweiten Übertragungen und erhöht den Datenschutz und die Effizienz. Allerdings ist dieser Ansatz zur Verbesserung der Privatsphäre auch ein zweischneidiges Schwert. Dadurch, dass nur Knoten, die sich auf bestimmte Transaktionen beziehen, an der Verifizierungsarbeit teilnehmen können, wird zwar der Schutz der Privatsphäre verbessert, aber auch Dritte unsichtbar gemacht, was den eigentlichen Betriebsprozess komplex und schwierig zu entwickeln macht und die Benutzererfahrung schlecht macht.

Darüber hinaus führt RGB das Konzept der Einweg-Dichtungsstreifen ein. Jedes UTXO kann nur einmal ausgegeben werden. Dies entspricht dem Sperren des UTXO bei seiner Erstellung und dem Entsperren, wenn es ausgegeben wird. Der Zustand intelligenter Verträge wird durch UTXO gekapselt und durch Siegel verwaltet, wodurch ein effektiver Zustandsverwaltungsmechanismus bereitgestellt wird.

RGB++

RGB++ ist eine weitere Erweiterungsroute von Nervos, die auf RGB-Ideen basiert und immer noch auf der UTXO-Bindung basiert.

RGB++ nutzt Turing-vollständige UTXO-Ketten (wie CKB oder andere Ketten), um Off-Chain-Daten und Smart Contracts zu verarbeiten, wodurch die Programmierbarkeit von Bitcoin weiter verbessert und die Sicherheit durch isomorphe Bindung von BTC gewährleistet wird.

RGB++ verwendet eine Turing-vollständige UTXO-Kette. Durch die Verwendung einer Turing-vollständigen UTXO-Kette wie CKB als Schattenkette ist RGB++ in der Lage, Off-Chain-Daten und Smart Contracts zu verarbeiten. Diese Kette kann nicht nur komplexe Smart Contracts ausführen, sondern auch an Bitcoins UTXO gebunden werden, wodurch die Programmierbarkeit und Flexibilität des Systems erhöht wird. Darüber hinaus gewährleistet die isomorphe Bindung des UTXO von Bitcoin und des UTXO der Schattenkette die Konsistenz von Status und Vermögenswerten zwischen den beiden Ketten und gewährleistet so die Sicherheit von Transaktionen.

Darüber hinaus erstreckt sich RGB++ nicht nur auf alle Turing-vollständigen UTXO-Ketten, sondern ist nicht mehr auf CKB beschränkt, wodurch die kettenübergreifende Interoperabilität und die Asset-Liquidität verbessert werden. Diese Multi-Chain-Unterstützung ermöglicht die Kombination von RGB++ mit jeder Turing-vollständigen UTXO-Kette und erhöht so die Flexibilität des Systems. Gleichzeitig erreicht RGB++ durch die isomorphe UTXO-Bindung eine brückenfreie Cross-Chain. Im Gegensatz zu herkömmlichen Cross-Chain-Brücken vermeidet diese Methode das Problem der „Falschwährung“ und gewährleistet die Authentizität und Konsistenz von Vermögenswerten.

Mit der On-Chain-Verifizierung durch die Schattenkette vereinfacht RGB++ den Client-Verifizierungsprozess. Benutzer müssen lediglich die relevanten Transaktionen in der Schattenkette überprüfen, um zu überprüfen, ob die Statusberechnung von RGB++ korrekt ist. Diese On-Chain-Verifizierungsmethode vereinfacht nicht nur den Verifizierungsprozess, sondern optimiert auch das Benutzererlebnis. Aufgrund der Verwendung von Turing-vollständigen Schattenketten vermeidet RGB++ die komplexe UTXO-Verwaltung von RGB und bietet ein einfacheres und benutzerfreundlicheres Erlebnis.

abschließend

In Bezug auf das BTC-Programmierbarkeitsdesign haben RGB, RGB++ und Arch Network jeweils ihre eigenen Eigenschaften, aber sie alle setzen die Idee der Bindung von UTXO fort. Das einmalige Authentifizierungsattribut von UTXO eignet sich besser für intelligente Verträge zur Statusaufzeichnung.

Aber auch seine Nachteile liegen auf der Hand, nämlich schlechte Benutzererfahrung, Bestätigungsverzögerung und geringe Leistung, das heißt, es erweitert nur die Funktionen, verbessert aber nicht die Leistung. Dies ist bei Arch und RGB offensichtlicher Die durch die UTXO-Ketten mit höherer Leistung eingeführten UTXO-Ketten bieten ein besseres Benutzererlebnis, gehen aber auch von zusätzlichen Sicherheitsannahmen aus.

Je mehr Entwickler der BTC-Community beitreten, desto mehr Expansionspläne werden wir sehen, wie etwa Op-Cat-Upgrade-Vorschläge, die ebenfalls aktiv diskutiert werden. Auf Lösungen, die die nativen Eigenschaften von BTC erfüllen, muss man sich konzentrieren. Die UTXO-Bindungsmethode ist die effektivste Möglichkeit, die BTC-Programmiermethode zu erweitern, ohne das BTC-Netzwerk zu aktualisieren Riesige Entwicklung für BTC-Smart-Contracts.