Nhà phát triển Sidechain StarkWare và các nhà nghiên cứu của Viện Khoa học Weizmann tuyên bố đã tạo ra một giải pháp cho nhiều hạn chế tập lệnh Bitcoin.
Theo một bài báo nghiên cứu gần đây, thiết kế mới tuyên bố cho phép triển khai các hợp đồng thông minh phức tạp trên Bitcoin theo cách tiết kiệm vốn hơn. Hệ thống mới cũng có thể hiệu quả hơn rất nhiều từ quan điểm tính toán.
ColliderVM là một giao thức được thiết kế để cho phép tính toán trạng thái trên Bitcoin, cho phép các quy trình nhiều bước được thực thi an toàn trên nhiều giao dịch. Theo truyền thống, đầu ra tập lệnh Bitcoin không thể truy cập được với các tập lệnh khác, khiến các tính toán phức tạp gần như không thể thực hiện được.
Các nhà nghiên cứu cho rằng ColliderVM có thể cho phép sử dụng các lập luận tri thức minh bạch có thể mở rộng (StarK) – một loại bằng chứng không có kiến thức – trên Bitcoin mà không yêu cầu thay đổi mức độ đồng thuận đối với mạng. Kiến trúc sẽ cho phép Bitcoin xác minh các tính toán offchain phức tạp với dữ liệu onchain tối thiểu
ColliderVM nhắm mục tiêu các hạn chế của Bitcoin
Mỗi khối Bitcoin có thể chứa tối đa 4 triệu OPCodes (lệnh) trên tất cả các giao dịch và một tập lệnh Bitcoin duy nhất có thể chứa tối đa 1.000 phần tử ngăn xếp (mục dữ liệu). Hơn nữa, thực thi không trạng thái có nghĩa là mỗi tập lệnh thực thi mà không có bộ nhớ về trạng thái trước đó hoặc các tính toán trung gian từ các giao dịch trước đó, làm cho các phép tính phức tạp
Việc triển khai BitVM từ một bài báo năm 2023 của Robin Linus từ công ty nghiên cứu Bitcoin ZeroSync cho phép các hợp đồng thông minh phức tạp trên Bitcoin nhưng yêu cầu bằng chứng gian lận. Bằng chứng gian lận là bằng chứng mật mã chứng minh một giao dịch hoặc tính toán cụ thể đã được thực hiện không chính xác, có thể gây ra các hành động khắc phục.
Việc triển khai chống gian lận thường yêu cầu các nhà khai thác phải trả vốn cho các hành động khắc phục tiềm năng. Trong BitVM, các nhà khai thác trả trước để trang trải các giao dịch có khả năng gian lận, thu hồi vốn sau khi cửa sổ chống gian lận đóng lại
Hệ thống mới cũng hiệu quả hơn từ quan điểm tính toán, so với các triển khai trước đó, nhưng vẫn tốn kém. Các triển khai trước đây đã sử dụng các chữ ký mật mã một lần (Lamport và Winternitz) đặc biệt nặng về mặt tính toán
ColliderVM rút ra từ bài báo ColliderScript tháng 11 năm 2024 của các nhà nghiên cứu từ StarkWare, công ty dịch vụ web Cloudflare và nhà phát triển chuỗi sidechain Bitcoin Blockstream. Hệ thống này dựa vào cam kết dựa trên xung đột băm đặt ra một thách thức để tạo ra một đầu vào, khi chạy qua một hàm băm, tạo ra một đầu ra với các tính năng
Liên quan: Hướng dẫn cho người mới bắt đầu nâng cấp Bitcoin Taproot
Thiết lập này yêu cầu tài nguyên tính toán ít hơn đáng kể từ các nhà khai thác trung thực so với từ các tác nhân độc hại.
Tài nguyên tính toán cần thiết cho các tác nhân trung thực và độc hại tùy thuộc vào độ khó va chạm. Nguồn: Giấy ColliderVM
Hash, nhưng không có thức ăn hoặc cỏ dại
Một hàm băm là một hàm toán học không đảo ngược có thể chạy trên dữ liệu tùy ý, tạo ra một chuỗi chữ và số có độ dài cố định. Không đảo ngược có nghĩa là không thể chạy phép tính ngược lại để có được dữ liệu ban đầu từ một hash
Điều này dẫn đến một loại ID dữ liệu xác định dữ liệu cho bit, mà không chứa bất kỳ dữ liệu cơ bản nào.
dụ về hàm băm. Nguồn: Wikimedia
Hệ thống này – hơi giống với việc khai thác Bitcoin (BTC) – yêu cầu ít hoạt động băm hơn đáng kể so với BitVM, giảm cả kích thước tập lệnh và thời gian xử lý. Các nhà nghiên cứu ColliderVM tuyên bố đã giảm số lượng các hoạt động đó hơn nữa, ít nhất là 10.000 lần
Các nhà nghiên cứu dường như gợi ý rằng việc triển khai này gần như làm cho sidechain Bitcoin dựa trên Starks trở nên thiết thực. Bài báo có nội dung:
“Chúng tôi ước tính rằng độ dài tập lệnh Bitcoin để xác minh bằng chứng STARK trở nên gần như thiết thực, cho phép nó được sử dụng cùng với các hệ thống chứng minh dựa trên ghép nối khác phổ biến hiện nay trong các ứng dụng.”
STARK là một hệ thống chống ZK được công nhận về khả năng mở rộng và bản chất không đáng tin cậy của chúng (không cần thiết lập đáng tin cậy). ZK-proof là một hệ thống mật mã cho phép người dùng chứng minh một tính năng cụ thể của một phần dữ liệu mà không tiết lộ dữ liệu cơ bản
Nhiều hệ thống chống ZK ban đầu yêu cầu thiết lập an toàn một lần dựa vào dữ liệu “chất thải độc hại”. Nếu một bên giữ chất thải độc hại, nó sẽ cho phép họ giả mạo chữ ký và tạo ra bằng chứng gian lận. STARK không dựa vào thiết lập như vậy, khiến họ không đáng tin cậy
Việc triển khai truyền thống các trình xác minh STARK sẽ yêu cầu các tập lệnh vượt quá giới hạn của Bitcoin. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đằng sau ColliderVM lập luận rằng các phương pháp tiếp cận hệ thống hiệu quả hơn của họ làm cho một kịch bản xác minh onchain cho các chứng minh STARK trở nên “gần như thực tế”.
Liên quan: Chuỗi phụ Bitcoin sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng BTCFi
Chuỗi phụ không đáng tin cậy dựa trên Bitcoin?
Bitcoin được coi là blockchain an toàn và đáng tin cậy nhất, nhưng các nhà phê bình của nó nêu ra vấn đề với việc bộ tính năng của nó bị hạn chế hơn đáng kể khi so sánh với nhiều altcoin. Các chuỗi phụ như Blockstream’s Liquid tồn tại, nhưng
Giám đốc nghiên cứu tại công ty blockchain Blockstream và nhà toán học Andrew Poelstra nói với Cointelegraph vào năm 2020 rằng các hệ thống dựa trên ZK-proof là “một trong những lĩnh vực phát triển thú vị nhất” trong không gian mật mã. Cypherpunk, một nhà phát triển được trích dẫn trong sách trắng Bitcoin và người sáng lập Blockstream, đã giải thích trong một bài báo năm 2014 rằng cần nhiều công việc hơn để triển khai các sidechain dựa trên ZK- proof không đáng tin cậy trên
Tuy nhiên, thậm chí 10 năm sau, một hệ thống dựa trên ColliderVM sẽ được giảm thiểu niềm tin hơn là không đáng tin cậy. Điều này là do người dùng vẫn cần tin tưởng rằng ít nhất một nhóm nhỏ những người tham gia mạng sẽ hành động trung thực để đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống
Các tác giả chính của nghiên cứu bao gồm Eli Ben-Sasson, người đồng sáng lập StarkWare, cùng với các nhà nghiên cứu Lior Goldberg và Ben Fisch. Ben-Sasson là một trong những nhà phát triển ban đầu của StarKS và từ lâu đã ủng hộ việc sử dụng các bằng chứng không có kiến thức để cải thiện khả năng mở rộng của blockchain.
Trong một cuộc phỏng vấn gần đây với Cointelegraph, người đồng sáng lập StarkWare Ben-Sasson lưu ý rằng một giải pháp Bitcoin lớp 2 thực sự sẽ cần phải có “sự bảo mật của chính Bitcoin”. Thay vào đó, các giải pháp hiện tại dựa vào sự tin tưởng vào người ký tên hoặc các ưu đãi kinh tế dựa trên gian lận. Tuy nhiên, anh nhận ra Lightning Network:
“Chúng ta cũng nên thừa nhận rằng, tất nhiên, ngày nay, các mạng Lightning, có tính bảo mật của Bitcoin.
Magazine: ‘Bitcoin layer 2s’ aren’t really L2s at all: Here’s why that matters
