Das Bitcoin-Whitepaper wurde am 31. Oktober 2008 veröffentlicht, als Satoshi Nakamoto das Bitcoin-Whitepaper (Bitcoin: Ein Peer-to-Peer elektronisches Zahlungssystem) auf der P2P Foundation-Website veröffentlichte, und heute feiern wir den 16. Jahrestag.
Der ursprüngliche Transaktionspreis von Bitcoin betrug 0,0008 US-Dollar und ist heute um über 90 Millionen Prozent gestiegen.
Es ist bekannt, dass Bitcoin die Art und Weise, wie Menschen Vertrauen in den Werttransfer haben, neu definiert hat. In einem dezentralen Netzwerk wird Vertrauen durch Technologie ersetzt, jede Transaktion wird vom Netzwerk selbst validiert. Mit dem Aufstieg von DeFi und Smart Contracts wird es jedoch zu einer neuen Herausforderung, wie man komplexere Berechnungen sicher in das Bitcoin-Netzwerk einführt und reichhaltigere Inhalte aufbaut.
Was ist BitVM?
Im Dezember 2023 veröffentlichte der Projektleiter von ZeroSync, Robin Linus, ein Papier mit dem Titel (BitVM: Compute Anything On Bitcoin), das die Diskussion über die Verbesserung der Programmierbarkeit von Bitcoin anregte.
Die Einführung von BitVM hat Bitcoin die Fähigkeit verliehen, komplexe Berechnungen außerhalb der Kette auszuführen und die Ergebnisse on-chain zu validieren, was seine Funktionalität erheblich erweitert. Einfacher gesagt, BitVM ist eine Lösung, die es ermöglicht, komplexe Berechnungen und Smart Contracts im Bitcoin-Netzwerk auszuführen. Es handelt sich um eine turing-vollständige Lösung, die ohne Änderung des Konsens im Bitcoin-Netzwerk realisiert werden kann. Theoretisch kann die Bitcoin-Blockchain durch die Turing-Vollständigkeit genutzt werden, um die Funktionen von Bitcoin weit über die in dem ursprünglichen Bitcoin-Whitepaper vorgestellte Vision eines „peer-to-peer elektronischen Zahlungssystems“ hinaus zu erweitern. Es ermöglicht Benutzern, Anwendungen über Bitcoin zu erstellen - ähnlich den Funktionen, die bereits auf anderen Plattformen wie Ethereum implementiert wurden, während die bekannt hohe Sicherheit und Dezentralisierung von Bitcoin erhalten bleibt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass BitVM das Bitcoin-Ökosystem nicht nur dazu bringt, die Transaktionsanforderungen zu erfüllen, sondern auch die Erstellung komplexerer DApps auf der BTC-Ebene ermöglicht. Gleichzeitig bleibt die Sicherheit und Dezentralisierung von Bitcoin erhalten.
Komplexität geht jedoch oft mit Risiken einher, und die Frage, wie man die Sicherheit dieser komplexen Berechnungen gewährleisten kann, ist ein drängendes Problem.
Derzeit gibt es viele Teams, die sich der Forschung und Entwicklung von BitVM widmen, darunter: ZeroSync, gegründet von BitVM-Gründer Robin, das Bitcoin-native Projekt Nubit, gegründet von Prof. Yu Feng von der University of California, Santa Barbara, Alpen Labs, das sich der ZK-Skalierung von Bitcoin widmet, Chainway Labs, das sich auf Bitcoin ZK Rollup konzentriert, Citrea, Fiamma und die Layer 1 Foundation, zu der auch der Gründer von BRC20, Domo, gehört.
Derzeit haben Nubit zusammen mit ZeroSync, Alpen Labs, Chainway Labs und der von Domo geführten Layer 1 Foundation am 31. Oktober ein Papier (Push-Button Verification for BitVM Implementations) veröffentlicht, um das formale Verifizierungstool für BitVM abzuschließen und einzuführen. In dem Papier bietet Nubit durch formale Verifikation (Formal Verification) automatisierte mathematische Beweise, um die Sicherheit von BitVM-Anwendungen weiter zu gewährleisten, damit Entwickler und Benutzer vertrauensvoll Anwendungen entwickeln und verwenden können.
Was ist formale Verifikation? Wie hilft sie, die Sicherheit von BitVM zu gewährleisten?
In Robins Papier führt BitVM ein System ein, das es ermöglicht, jede Berechnung auf der Bitcoin-Blockchain zu validieren, ohne deren Sicherheit zu beeinträchtigen oder das Netzwerk zu ändern. Die Entwicklung des Systems und der darauf basierenden Anwendungen erfordert jedoch oft eine manuelle Überprüfung des Codes durch Experten. In einem Ökosystem wie Bitcoin, das hohe Sicherheitsanforderungen hat, ist die manuelle Überprüfung sowohl zeitaufwendig als auch fehleranfällig. Die formale Verifikation (Formal Verification) kann durch reine mathematische Berechnungen automatisch überprüfen, ob die Programmlogik den Erwartungen entspricht und bietet so eine Sicherheitsgarantie für das gesamte System von BitVM.
Stellen Sie sich vor, Sie setzen einen Smart Contract auf Bitcoin um, der mehrere Transaktionen umfasst. Um sicherzustellen, dass der Vertrag unter verschiedenen Umständen korrekt ausgeführt wird, müssten traditionelle Methoden möglicherweise jede Möglichkeit wiederholt testen. Mit dem formalen Verifizierungstool wird der mathematische Beweis automatisch die Korrektheit des Vertrags überprüfen und die Sicherheitsattribute des Systems erheblich verbessern.
Die besonderen Herausforderungen von BitVM: Komplexität von Smart Contracts und die Einschränkungen der Bitcoin-Skriptsprache
Im Gegensatz zu Blockchain-Plattformen wie Ethereum, die Turing-Vollständigkeit bieten, ist die Skriptsprache von Bitcoin aus Sicherheitsgründen eingeschränkt und kann keine komplexen Berechnungen direkt ausführen. BitVM ermöglicht die grundlegenden Funktionen von Bitcoin-Smart Contracts durch ein Modell der Ausführung außerhalb der Kette und der Validierung innerhalb der Kette. Mit anderen Worten, alle komplexen Berechnungen werden außerhalb der Kette durchgeführt, nur das Ergebnis wird on-chain validiert, was die Last der Bitcoin-Kette erheblich verringert. Diese Innovation bringt jedoch erhebliche Implementierungsschwierigkeiten mit sich.
Zunächst enthält das Design von BitVM eine Vielzahl von Stack-Operationen und Registerberechnungen, die effizient in den nicht-turing-vollständigen Skripten von Bitcoin implementiert und validiert werden müssen. Beispielsweise ist eine häufig verwendete Funktion, um sicherzustellen, dass während der Ausführung eines Vertrags die Vorzeichen von Werten korrekt bewertet werden, die Funktion is_positive, die das höchste Bit überprüft, um das Vorzeichen zu bestimmen. In einer frühen Version wurde die Funktion is_positive jedoch aufgrund von Berechnungsabweichungen fälschlicherweise 0 als positive Zahl eingestuft, was zu schwerwiegenden Abweichungen bei der Vertragsausführung führen und potenzielle wirtschaftliche Verluste verursachen konnte.
Grafikquelle: (Push-Button Verification for BitVM Implementations)
Durch formale Verifikation (Formal Verification) kann das Tool von Nubit ähnliche Berechnungslogik automatisch überprüfen, bevor der Code bereitgestellt wird, um sicherzustellen, dass alle Ausführungswege den Erwartungen entsprechen. Hier hat das Nubit-Team eine registerbasierte DSL (domänenspezifische Sprache) entworfen, die die komplexen Stack-Operationen von Bitcoin-Skripten in leichter zu verifizierende Registeroperationen umwandelt, wodurch der Entwicklungs- und Verifizierungsprozess vereinfacht wird. Darüber hinaus führt diese DSL für wiederholte, iterative Berechnungen „Schleifeninvarianten“ ein, um die wiederholten Berechnungen im Code effektiv zu reduzieren und die Verifikationsschwierigkeiten zu verringern.
Grafikquelle: (Push-Button Verification for BitVM Implementations)
Validierungseffekt: Effizienz der automatisierten formalen Verifikation
Aus der Studie geht hervor, dass das formale Verifizierungstool von Nubit umfangreiche Tests an 98 BitVM-SNARK-Validator-Benchmarks durchgeführt hat, mit einer Erfolgsquote von 94 %, wobei die meisten Verifikationsaufgaben in wenigen Sekunden abgeschlossen werden können. Im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Überprüfungen verbessert dieses Tool nicht nur die Verifizierungsgeschwindigkeit, sondern verringert auch die Möglichkeit menschlicher Fehler, und bietet somit eine Garantie für die zuverlässige Ausführung von BitVM-Smart Contracts auf Bitcoin.
Dieses Ergebnis beweist, dass die formale Verifikation (Formal Verification) in komplexen Bitcoin-Anwendungen tatsächlich einen hohen praktischen Wert hat, insbesondere in BTCFi-Anwendungen, die hohe Sicherheitsanforderungen haben, um Risiken effektiv zu senken.
BitVM und das Bitcoin-Ökosystem: Erweiterung des Potenzials von Bitcoin-Smart Contracts
Durch formale Verifikation (Formal Verification) wird die Sicherheit von BitVM erheblich verbessert, indem Entwicklern geholfen wird, komplexere Verträge und Anwendungen auf Bitcoin zu erstellen, während Benutzer in DeFi-Anwendungen und plattformübergreifenden Anwendungen die hohe Sicherheit des Bitcoin-Ökosystems genießen können. Als innovatives Werkzeug im Bitcoin-Ökosystem legt BitVM die Grundlage für die Erweiterung von Bitcoin in komplexen Anwendungen.
Bitcoin wurde nie als Plattform für komplexe Berechnungen entworfen, sondern konzentrierte sich auf die Zuverlässigkeit der Wertspeicherung und -übertragung. Mit der Einführung von BitVM entwickelt sich das Bitcoin-Ökosystem jedoch in Richtung Smart Contracts und DeFi-Anwendungen. Die formale Verifikation von BitVM ist nicht nur ein technischer Fortschritt für die Entwicklung dezentraler Anwendungen, sondern stellt auch einen wichtigen Meilenstein für Bitcoin in der dezentralen Finanzen und Smart Contracts dar.
BitVM öffnet die Zukunft des Bitcoin-Ökosystems
Im Verlauf der Entwicklung von BitVM hat Nubit eng mit Teams wie ZeroSync, Alpen Labs, Chainway Labs und Layer 1 Foundation zusammengearbeitet, um die formale Verifikation von BitVM zu erstellen, die dem Bitcoin-Ökosystem neue Sicherheits- und Technologiestandards bringt. Gleichzeitig wird Nubit mit Unterstützung von Starkware und Fractal Bitcoin weiterhin die Entwicklung sicherer, verifizierbarer Bitcoin-native Berechnungen vorantreiben.
Der Anfang ist oft schwierig, das Bitcoin-Ökosystem, das durch BitVM geschaffen wird, steckt jedoch noch in den Kinderschuhen. Die tiefgehende Zusammenarbeit und Innovation zwischen den frühen Projekten wird nicht nur die Sicherheit komplexer Berechnungen gewährleisten, sondern auch unendliche Möglichkeiten für die Zukunft von Bitcoin eröffnen. Eine neue Ära von Bitcoin, in der jeder Vertrauen haben und teilnehmen kann, steht bevor.
Dieser Artikel stammt aus einem Beitrag und spiegelt nicht die Ansicht von BlockBeats wider.
