Bitcoin hợp đồng thông minh mở rộng: Sự tiến hóa từ RGB đến Arch Network

Bitcoin như một blockchain có tính thanh khoản tốt nhất và độ an toàn cao nhất, đã thu hút một lượng lớn nhà phát triển sau cơn sốt ký tự. Những nhà phát triển này nhanh chóng tập trung vào khả năng lập trình và vấn đề mở rộng của Bitcoin. Bằng cách giới thiệu nhiều giải pháp đổi mới như ZK, DA, sidechain, rollup, restaking, hệ sinh thái Bitcoin đang trải qua một thời kỳ thịnh vượng chưa từng có, trở thành tâm điểm chính của thị trường bò hiện tại.

Tuy nhiên, nhiều thiết kế hiện tại kế thừa kinh nghiệm mở rộng của các nền tảng hợp đồng thông minh như Ethereum, thường dựa vào cầu nối xuyên chuỗi tập trung, điều này trở thành điểm yếu tiềm ẩn của hệ thống. Rất ít giải pháp được thiết kế dựa trên các đặc tính của Bitcoin, điều này liên quan đến trải nghiệm phát triển kém của Bitcoin. Bitcoin không thể trực tiếp chạy hợp đồng thông minh như Ethereum vì nhiều lý do:

1. Ngôn ngữ kịch bản Bitcoin bị giới hạn tính hoàn chỉnh Turing để đảm bảo an toàn, không thể thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp.
2. Blockchain Bitcoin lưu trữ được tối ưu hóa cho các giao dịch đơn giản, không phù hợp với hợp đồng thông minh phức tạp.
3. Bitcoin thiếu máy ảo để chạy hợp đồng thông minh.

Việc triển khai SegWit vào năm 2017 với chứng kiến tách biệt ( đã mở rộng giới hạn kích thước khối của Bitcoin; nâng cấp Taproot vào năm 2021 đã cho phép xác minh chữ ký hàng loạt, từ đó đơn giản hóa và tăng tốc quá trình xử lý giao dịch (như trao đổi nguyên tử, ví đa chữ ký và thanh toán có điều kiện). Những nâng cấp này đã đặt nền tảng cho khả năng lập trình của Bitcoin.

Năm 2022, nhà phát triển Casey Rodarmor đã đề xuất "Lý thuyết Ordinal", tóm tắt một kế hoạch đánh số cho các đơn vị nhỏ nhất trong giao dịch Bitcoin (Satoshi), cho phép nhúng hình ảnh và bất kỳ dữ liệu nào khác vào giao dịch Bitcoin. Điều này đã mở ra những cách thức mới để nhúng thông tin trạng thái và siêu dữ liệu trực tiếp trên chuỗi Bitcoin, cung cấp những ý tưởng mới cho các ứng dụng như hợp đồng thông minh cần dữ liệu trạng thái có thể truy cập và xác minh.

Hiện tại, hầu hết các dự án nâng cao khả năng lập trình của Bitcoin phụ thuộc vào mạng lớp hai (L2), điều này yêu cầu người dùng tin tưởng vào cầu nối chuỗi chéo, trở thành rào cản chính trong việc thu hút người dùng và tính thanh khoản cho L2. Ngoài ra, Bitcoin thiếu máy ảo bản địa hoặc khả năng lập trình, không thể thực hiện giao tiếp giữa L2 và L1 mà không cần đưa ra giả định tin cậy bổ sung.

RGB, RGB++ và Arch Network đều cố gắng xuất phát từ các thuộc tính gốc của Bitcoin để tăng cường khả năng lập trình của nó, cung cấp hợp đồng thông minh và khả năng giao dịch phức tạp thông qua các phương pháp khác nhau:

1. RGB là một giải pháp hợp đồng thông minh được xác minh thông qua khách hàng bên ngoài chuỗi, ghi lại sự thay đổi trạng thái của hợp đồng thông minh trong UTXO của Bitcoin. Mặc dù có một số lợi thế về quyền riêng tư, nhưng việc sử dụng phức tạp, thiếu khả năng kết hợp hợp đồng, và phát triển tương đối chậm.

2. RGB++ là một hướng mở rộng khác của Nervos dựa trên ý tưởng RGB, vẫn dựa trên UTXO, nhưng coi chính chuỗi là một trình xác thực khách hàng có sự đồng thuận, cung cấp giải pháp chuyển giao tài sản metadata qua chuỗi, hỗ trợ chuyển giao tài sản của bất kỳ chuỗi cấu trúc UTXO nào.

3. Arch Network cung cấp giải pháp hợp đồng thông minh gốc cho Bitcoin, tạo ra máy ảo ZK và mạng nút xác thực tương ứng, thông qua việc tổng hợp giao dịch để ghi nhận sự thay đổi trạng thái và tài sản trong giao dịch Bitcoin.

![Ràng buộc UTXO: Giải thích các giải pháp hợp đồng thông minh BTC RGB, RGB++ và Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB

RGB là một phương pháp mở rộng hợp đồng thông minh sớm của cộng đồng Bitcoin, ghi lại dữ liệu trạng thái thông qua cách đóng gói UTXO, cung cấp ý tưởng quan trọng cho việc mở rộng nguyên bản Bitcoin sau này.

RGB sử dụng phương pháp xác thực off-chain, chuyển việc xác minh chuyển giao token từ lớp đồng thuận Bitcoin sang off-chain, do các client liên quan đến giao dịch cụ thể thực hiện xác minh. Phương pháp này giảm nhu cầu phát sóng toàn mạng, cải thiện tính riêng tư và hiệu suất. Tuy nhiên, phương pháp tăng cường tính riêng tư này cũng là một con dao hai lưỡi. Mặc dù việc chỉ cho phép các nút liên quan đến giao dịch cụ thể tham gia vào công việc xác minh đã tăng cường bảo vệ quyền riêng tư, nhưng cũng dẫn đến việc bên thứ ba không thể thấy được, làm cho việc thực hiện thực tế trở nên phức tạp và khó phát triển, trải nghiệm người dùng kém.

RGB đã giới thiệu khái niệm niêm phong sử dụng một lần. Mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, tương đương với việc khóa khi tạo UTXO và mở khóa khi chi tiêu. Trạng thái hợp đồng thông minh được đóng gói thông qua UTXO và được quản lý thông qua niêm phong, cung cấp một cơ chế quản lý trạng thái hiệu quả.

RGB++

RGB++ là một hướng mở rộng khác dựa trên tư tưởng RGB, vẫn dựa trên việc ràng buộc UTXO.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing (như CKB hoặc chuỗi khác) để xử lý dữ liệu ngoài chuỗi và hợp đồng thông minh, từ đó nâng cao khả năng lập trình của Bitcoin và đảm bảo an toàn thông qua việc liên kết đồng nhất với BTC.

RGB++ sử dụng chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing làm chuỗi bóng, có khả năng thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp và được liên kết với UTXO Bitcoin, tăng cường tính lập trình và linh hoạt của hệ thống. UTXO Bitcoin và UTXO chuỗi bóng liên kết đồng nhất, đảm bảo tính nhất quán về trạng thái và tài sản giữa hai chuỗi, đảm bảo tính an toàn của giao dịch.

RGB++ mở rộng sang tất cả các chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing, không còn giới hạn ở CKB, nâng cao khả năng tương tác xuyên chuỗi và tính thanh khoản của tài sản. Hỗ trợ đa chuỗi này cho phép RGB++ kết hợp với bất kỳ chuỗi UTXO hoàn chỉnh Turing nào, tăng cường tính linh hoạt của hệ thống. Đồng thời, thông qua việc ràng buộc đồng nhất UTXO, thực hiện việc xuyên chuỗi không cầu nối, tránh được vấn đề "tiền giả", đảm bảo tính xác thực và nhất quán của tài sản.

Thông qua chuỗi bóng để xác thực trên chuỗi, RGB++ đã đơn giản hóa quy trình xác thực của khách hàng. Người dùng chỉ cần kiểm tra các giao dịch liên quan trên chuỗi bóng để xác thực tính chính xác của việc tính toán trạng thái RGB++. Phương pháp xác thực trên chuỗi này không chỉ đơn giản hóa quy trình xác thực mà còn tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Nhờ vào việc sử dụng chuỗi bóng có khả năng tính toán Turing hoàn chỉnh, RGB++ đã tránh được việc quản lý UTXO phức tạp của RGB, cung cấp trải nghiệm đơn giản hơn và thân thiện hơn với người dùng.

![UTXO绑定：详解BTC hợp đồng thông minh方案RGB、RGB++和Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

Arch Network

Mạng Arch chủ yếu được cấu thành từ Arch zkVM và mạng nút xác thực Arch, sử dụng bằng chứng không kiến thức )zk-proofs( và mạng xác thực phi tập trung để đảm bảo an toàn và quyền riêng tư cho hợp đồng thông minh, dễ sử dụng hơn RGB, và không cần phải liên kết với một chuỗi UTXO khác như RGB++.

Arch zkVM sử dụng RISC Zero ZKVM để thực hiện hợp đồng thông minh và tạo ra chứng minh không kiến thức, được xác thực bởi mạng lưới nút xác thực phi tập trung. Hệ thống này hoạt động dựa trên mô hình UTXO, đóng gói trạng thái hợp đồng thông minh trong các State UTXOs để nâng cao tính bảo mật và hiệu quả.

Asset UTXOs được sử dụng để đại diện cho Bitcoin hoặc các token khác, có thể được quản lý thông qua hình thức ủy thác. Mạng Arch xác thực nội dung ZKVM thông qua các nút leader được chọn ngẫu nhiên và sử dụng phương án ký FROST để tổng hợp chữ ký của các nút, cuối cùng phát tán giao dịch đến mạng Bitcoin.

Arch zkVM cung cấp một máy ảo Turing hoàn chỉnh cho Bitcoin, có thể thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp. Mỗi lần thực hiện hợp đồng thông minh, Arch zkVM sẽ tạo ra bằng chứng không biết (zero-knowledge proof) để xác minh tính chính xác của hợp đồng và sự thay đổi trạng thái.

Arch cũng sử dụng mô hình UTXO của Bitcoin, trạng thái và tài sản được đóng gói trong UTXO, thông qua khái niệm sử dụng một lần để thực hiện chuyển đổi trạng thái. Dữ liệu trạng thái hợp đồng thông minh được ghi lại dưới dạng state UTXOs, tài sản dữ liệu gốc được ghi lại dưới dạng Asset UTXOs. Arch đảm bảo rằng mỗi UTXO chỉ có thể được chi tiêu một lần, cung cấp quản lý trạng thái an toàn.

Mặc dù Arch không đổi mới cấu trúc blockchain, nhưng cần phải xác minh mạng lưới nút. Trong mỗi Arch Epoch, hệ thống sẽ ngẫu nhiên chọn nút Leader dựa trên quyền lợi, có trách nhiệm truyền bá thông tin nhận được đến tất cả các nút xác minh khác trong mạng. Tất cả các zk-proofs được xác minh bởi mạng lưới nút xác minh phi tập trung, đảm bảo tính an toàn và khả năng chống kiểm duyệt của hệ thống, và tạo ra chữ ký cho nút Leader. Khi giao dịch được ký bởi số nút cần thiết, nó sẽ được phát sóng trên mạng Bitcoin.

![Ràng buộc UTXO: Giải thích các giải pháp hợp đồng thông minh BTC RGB, RGB++ và Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

Tóm tắt

Trong thiết kế khả năng lập trình của Bitcoin, RGB, RGB++ và Arch Network đều có những đặc điểm riêng, nhưng đều tiếp tục kế thừa tư duy gắn kết UTXO, thuộc tính xác thực sử dụng một lần của UTXO phù hợp hơn với việc ghi lại trạng thái của hợp đồng thông minh.

Tuy nhiên, những giải pháp này cũng có những nhược điểm rõ ràng, chủ yếu là trải nghiệm người dùng kém, độ trễ xác nhận tương tự như Bitcoin và hiệu suất thấp, chỉ mở rộng chức năng mà không nâng cao hiệu suất, điều này đặc biệt rõ ràng trong Arch và RGB. Thiết kế của RGB++ mặc dù đã cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn bằng cách giới thiệu chuỗi UTXO hiệu suất cao, nhưng cũng đã giới thiệu các giả định an ninh bổ sung.

Với sự gia nhập của nhiều nhà phát triển vào cộng đồng Bitcoin, chúng ta sẽ thấy nhiều giải pháp mở rộng hơn, như đề xuất nâng cấp op-cat đang được thảo luận tích cực. Những giải pháp phù hợp với đặc tính bản địa của Bitcoin xứng đáng được chú ý, phương pháp liên kết UTXO là cách hiệu quả nhất để mở rộng cách lập trình của nó mà không cần nâng cấp mạng Bitcoin. Chỉ cần giải quyết được vấn đề trải nghiệm của người dùng, đây sẽ là một bước tiến lớn cho hợp đồng thông minh Bitcoin.