在本文中，我们探讨了创新的加密项目 Citrea，该项目正在比特币区块链上构建 ZKrollup 扩展解决方案，利用零知识证明技术和 BitVM 堆栈。
这种称为“零知识汇总”的第二层网络可以显著提高比特币的可扩展性和互操作性，其方式类似于以太坊，通过在其外部包装更多数据和交易，然后将单个批次带回主链，充当数据可用性（DA）层。
让我们详细了解 Citrea 的工作原理以及它如何改善比特币的性能。
Citrea 准备在比特币区块链上推出第一个 ZKrollup：在互操作性和可扩展性方面具有优势
Citrea 是第一个建立在比特币区块链上的 ZKrollup，由开发人员 Orkun Kilic 设计，他通过结合零知识计算证明的概念和 BitVM 背后的思想，试图提高有史以来第一个加密网络的可扩展性和互操作性。
在最近接受比特币杂志采访时，Orkun 解释了他将 ZKproofs 引入这种对区块大小和脚本功能有严格限制的“过时”区块链的动机。
开发人员认为，比特币在抗审查和加密安全方面提供了最好的基础设施，并且得益于 SegWit 和 Taproot 提供的历史性代码更改，最终可以将数据写入单个交易中，并使用网络作为数据可用性层。
Orkun 在采访中说道：
“目前，除了简单的支付之外，比特币所能做的事情非常有限。我们希望利用比特币区块空间的安全性做更多的事情。”
就像以太坊一样，模块化的概念可以解决区块链在可扩展性和外部互操作性方面表现有限的问题，比如比特币。
ZKrollups 通过将事务处理移至主网络之外，将数据包装在单个批次中，然后将其发送回来，从而减少了验证时间和成本，从而帮助消除基础设施的一些计算工作。
通过构建 Rollup，开发人员可以自定义堆栈以创建各种应用程序，例如支付 Rollup、游戏 Rollup 和 EVM Rollup。这种灵活性允许进行不同的优化，从而可以在不更改主协议的情况下扩展区块链。
然而，所有这些优势也受到一些限制的抵消：事实上，使用比特币作为数据可用性层（这种做法源自 BitVM 的概念）需要结构上的妥协，因为比特币链执行此类操作成本高昂且效率低下。
在下一段中，我们将具体看看这些妥协包括什么，以及 Citrea 如何成功将 zkrollup 集成到比特币区块链的目标。
与此同时，Citrea 刚刚为开发者和用户推出了公共开发网络，这标志着比特币作为 DA 层的应用以及向新加密领域扩展的历史性里程碑。
1/6 Citrea 公共开发网络今日向开发者和用户正式上线
此次发布标志着比特币首次作为数据可用性层进行测试，使其成为动态金融生态系统的基础。
尝试比特币的第一个 ZK Rollup
https://t.co/n4V9tbpGjI pic.twitter.com/e7fIyTwXor
— Citrea (@citrea_xyz) 2024 年 6 月 5 日
安全性和最小化信任：聚合零知识证明的第一步
在比特币区块链上实施 ZKrollup，虽然保证了前所未有的安全性，但同时与其他基础设施相比，其可扩展性较低，并且在链上架构层面存在限制。
因此，仅在严格必要时（需要最大程度的安全性时）才有必要利用比特币作为 DA 级别，而对于需要高吞吐量和低成本的应用程序，最好使用其他层，例如 Celestia。
此外，与 EVM 的不兼容性在需要将代币转移到比特币之外时会产生问题：Citrea 使用“Clementine”解决了这一问题，这是一个基于 BitVM 的双向挂钩，可以乐观地验证 ZK 证明。该机制汇总了比特币证明，减少了频繁结算的需要。
1/5 今天我们揭开 Clementine 的面纱– Citrea 基于 BitVM 的信任最小化双向挂钩程序。
通过 Clementine，比特币将拥有当今最安全、信任最小化的双向挂钩机制，而无需软分叉。
https://t.co/sOGSL7s8yC
— Citrea (@citrea_xyz) 2024 年 3 月 21 日
因此，使用 Clementine 可以方便、安全地验证 ZK 证明，从而在可扩展性和互操作性方面提供一种解决方案，可以在各个批次中聚合 zk 证明。
Clementine 背后的主要思想是为 ZK Rollup 提供乐观的解决方案，因为在比特币上稳定每个区块的所有批次是一种非常昂贵的做法。通过定期登记数据和汇总证明，Clementine 确保状态保持准确和安全。
最初，直到数据从 L1 传输到 L2 及其同步变得更加经济之前，有必要引入一个外部信任层，但该层被尽可能地最小化：因此有“最小化信任”的概念。
在 Citrea 开发的早期阶段，外部运营商将首先自掏腰包支付用户的提款请求，然后将必要的证明汇总到网络中的单一呈现中。如果其他运营商怀疑该主体正在从事不诚实行为，他们可以对提交的内容提出异议并将其从网络中删除。
这种配置引入了一种最小化的信任假设，其中只需要一个参与者诚实就可以确保安全。
对此，Orkun强调：
“这比需要多数人共识才能保证安全的传统模式有了显著的改进。”
Rollups 允许节点根据第 1 层发布的数据重建其状态。
目前，使用比特币进行 DA 和结算的汇总结构只能实现信任最小化。
但通过比特币的某些操作码，我们可以实现@0x_orkun 描述的理想汇总pic.twitter.com/UKUKO6zIQg
— Citrea (@citrea_xyz) 2024 年 2 月 19 日
Citrea 的下一步是引入 Volition，即一种平衡链上安全性和链下成本效率的混合模型，允许各种应用程序根据特定需求选择最合适的数据存储方式。
Orkun 已结束对 Coindesk 的采访，他强调，使用比特币作为数据可用性的结算层可以为矿工提供强大的激励，让他们继续他们的活动，并看到佣金随着长期安全的增加而增加。
