В этой статье мы исследуем инновационный криптографический проект Citrea, который создает решение масштабирования ZKrollup на блокчейне Биткойн, используя технологию доказательства с нулевым разглашением и стек BitVM.

Этот тип сетей второго уровня, называемый «накопительным пакетом с нулевым разглашением», позволяет значительно улучшить масштабируемость и функциональную совместимость Биткойна, аналогично тому, что происходит в Ethereum, путем переноса большего количества данных и транзакций за его пределы, а затем возврата одного пакета. к основной цепочке, которая действует как уровень доступности данных (DA).

Давайте подробно посмотрим, как работает Citrea и как она может повысить производительность Биткойна.

Citrea готовится к запуску первого ZKrollup на блокчейне Биткойн: преимущества с точки зрения совместимости и масштабируемости

Citrea — это первый ZKrollup, построенный на блокчейне Биткойн, разработанный разработчиком Оркуном Киличем, который, объединив концепцию вычислительных доказательств с нулевым разглашением и идею BitVM, пытается улучшить масштабируемость и совместимость первой когда-либо созданной криптографической сети.

В недавнем интервью журналу Bitcoin Magazine Оркун объяснил мотивы, которые побудили его внедрить ZKproofs в такой «устаревший» блокчейн с сильными ограничениями на размер блока и возможности сценариев.

Разработчик считает, что Биткойн предлагает лучшую инфраструктуру с точки зрения устойчивости к цензуре и криптографической безопасности, и что благодаря историческим изменениям кода, предлагаемым с помощью SegWit и Taproot, наконец-то стало возможным вписывать данные в отдельные транзакции, используя сеть в качестве хранилища данных. слой.

Вот слова Оркуна в интервью:

«То, что вы можете сделать с биткойнами, помимо простых платежей, сегодня крайне ограничено. Мы хотим сделать больше, используя безопасность пространства блоков Биткойна».

Как и в случае с Ethereum, концепция модульности может решить проблемы блокчейна, который страдает от ограниченной производительности в плане масштабируемости и внешней совместимости, как Биткойн.

ZKrollup  помогает устранить часть вычислительной работы инфраструктуры, вынеся обработку транзакций за пределы основной сети, объединяя данные в один пакет, который затем отправляется обратно, сокращая время и затраты на проверку.

Создавая накопительный пакет, разработчики могут настроить свой стек для создания различных приложений, таких как накопительный пакет платежей, игровой накопительный пакет и накопительный пакет EVM. Эта гибкость позволяет проводить различные оптимизации, которые позволяют масштабировать блокчейны, не требуя внесения изменений в основной протокол.

Однако всем этим преимуществам противостоят некоторые ограничения: фактически, использование Биткойна в качестве уровня доступности данных (практика, вытекающая из концепции BitVM) требует структурных компромиссов, поскольку цепочка Биткойн является очень дорогостоящей и неэффективной. для выполнения такого рода операций.

Давайте посмотрим в следующем параграфе, в чем заключаются эти компромиссы и как Citrea достигает цели интеграции zkrollup в блокчейн Биткойн.

Между тем, Citrea только что запустила общедоступную сеть разработки для разработчиков и пользователей, отметив историческую веху в использовании Биткойна в качестве уровня DA и расширении новых криптографических горизонтов.

1/6 Сегодня Citrea Public Devnet запускается для разработчиков и пользователей

Этот запуск знаменует собой первый случай, когда Биткойн тестируется как уровень доступности данных, что делает его основой динамичной финансовой экосистемы.

Попробуйте первый накопительный пакет ZK Биткойна https://t.co/n4V9tbpGjI pic.twitter.com/e7fIyTwXor

– Цитреа (@citrea_xyz) 5 июня 2024 г.

Безопасность и минимизированное доверие: первый шаг к агрегированию zk-доказательств

Реализация ZKrollup в блокчейне Биткойн, хотя и гарантирует беспрецедентную безопасность, одновременно предлагает меньшую масштабируемость по сравнению с другими инфраструктурами и ограничения на уровне архитектуры цепочки.

Поэтому важно использовать Биткойн в качестве уровня DA только в случае крайней необходимости (когда необходима максимальная безопасность), в то время как для приложений, требующих высокой пропускной способности и низких затрат, предпочтительнее использовать другие уровни, такие как Celestia.

Более того, несовместимость с EVM создает проблемы, когда монеты необходимо вывести за пределы Биткойна: Citrea решает этот шаг с помощью «Clementine», двунаправленной привязки на основе BitVM, которая оптимистично проверяет доказательства ZK. Этот механизм объединяет доказательства биткойнов, уменьшая необходимость частых расчетов.

1/5 Сегодня мы представляем Клементину – Программа двусторонней привязки Citrea на основе BitVM с минимальным доверием.

Благодаря Клементине Биткойн получит самый безопасный и минимизированный на сегодняшний день механизм двусторонней привязки, не требующий софт-форка.

https://t.co/sOGSL7s8yC

– Цитрея (@citrea_xyz) 21 марта 2024 г.

Таким образом, с помощью Clementine можно удобно и безопасно проверять доказательства ZK, предлагая решение с точки зрения масштабируемости и совместимости, которое позволяет агрегировать доказательства ZK в отдельные пакеты.

Основная идея Clementine — обеспечить оптимистичные расчеты для объединений ZK, поскольку стабилизация всех пакетов в каждом блоке оказывается очень дорогостоящей практикой для Биткойна.  Таким образом, периодически регистрируя данные и объединяя доказательства, Клементина гарантирует, что состояние остается точным и безопасным.

Первоначально, пока передача данных из L1 в L2 и их синхронизация не станут более экономичными, необходимо будет вводить внешний уровень доверия, который, однако, максимально минимизирован: отсюда и понятие «минимизированное доверие».

На ранних этапах развития Citrea внешний оператор сначала будет обрабатывать запросы пользователей на снятие средств из собственного кармана, а затем объединять необходимые доказательства в единой презентации для сети. Если другие операторы подозревают, что субъект совершает нечестные действия, они могут оспорить заявку и удалить ее из сети.

Эта конфигурация вводит минимизированную гипотезу доверия, при которой только один участник должен быть честным, чтобы обеспечить безопасность.

В связи с этим Оркун подчеркнул, что:

«Это значительное улучшение по сравнению с традиционными моделями, которые требуют консенсуса большинства для обеспечения безопасности».

Свертывания позволяют узлам восстанавливать свое состояние на основе данных, размещенных на уровне 1.

В настоящее время объединенные конструкции с использованием Биткойна для DA и расчетов могут быть только минимизированы по доверию.

Но с помощью определенных опкодов для Биткойна мы можем получить идеальные накопительные пакеты, описанные @0x_orkun. pic.twitter.com/UKUKO6zIQg

– Цитрея (@citrea_xyz) 19 февраля 2024 г.

Следующим шагом для Citrea является внедрение волеизъявления, то есть гибридной модели, которая сочетает в себе безопасность внутри цепочки с экономической эффективностью вне цепочки, позволяя различным приложениям выбирать наиболее подходящий метод хранения данных в зависимости от конкретных потребностей.

Оркун завершил интервью с Coindesk, подчеркнув, что использование Биткойна в качестве расчетного уровня для доступности данных дает майнерам сильный стимул продолжать свою деятельность, видя рост комиссий для долгосрочной безопасности.