BitVM:Contrat Turing complet sur Bitcoin

Bitcoin, en tant qu'actif numérique décentralisé, sûr et fiable, souffre depuis longtemps de problèmes d'évolutivité. Le modèle UTXO de Bitcoin entraîne une absence d'état dans le système, ce qui limite la capacité d'exécuter des calculs complexes et restreint le développement d'applications décentralisées et d'outils financiers complexes.

Concernant l'extension de Bitcoin, il existe principalement des technologies telles que les canaux d'état, les chaînes latérales et la validation par client. Les canaux d'état offrent des solutions de paiement sécurisées, mais la validation complexe limite la capacité de calcul. Les chaînes latérales soutiennent une large gamme d'applications, mais leur sécurité est relativement faible. La validation par client peut traiter des transactions complexes, mais elle manque de contraintes bidirectionnelles avec Bitcoin, ce qui entraîne une sécurité insuffisante.

En décembre 2023, le projet ZeroSync a proposé le schéma BitVM, permettant de réaliser des contrats Bitcoin Turing complets sans modifier le consensus du réseau Bitcoin. BitVM utilise les scripts Bitcoin et Taproot pour mettre en œuvre des Rollups optimistes. Basé sur la signature de Lamport, il permet à deux UTXO d'établir un lien, réalisant ainsi des scripts Bitcoin avec état. Dans l'adresse Taproot, il engage des programmes de grande taille, exécutant des calculs complexes via des interactions hors chaîne, n'exécutant sur chaîne qu'en cas de litige.

BitVM élargit considérablement les cas d'utilisation de Bitcoin, mais il en est encore à ses débuts et présente certains problèmes en termes d'efficacité et de sécurité :

1. De multiples interactions entraînent des frais de transaction élevés, ce qui rallonge le cycle.
2. Les données de signature de Lamport sont relativement longues
3. La complexité de la fonction de hachage est élevée
4. Les contrats sont énormes, occupant beaucoup d'espace dans les blocs.
5. Défi à deux parties uniquement en mode autorisé

Pour optimiser davantage BitVM, cet article propose les directions d'amélioration suivantes:

1. Réduire le nombre d'interactions basé sur la preuve à divulgation nulle de connaissance, raccourcir le cycle de défi.
2. Adopter le schéma de signature unique plus compact de Winternitz et al.
3. Concevoir des fonctions de hachage amicales pour Bitcoin, comme l'optimisation de BLAKE3
4. Introduction de Scriptless Scripts, économiser de l'espace script
5. Réaliser un mode de défi multiparty sans autorisation

À l'avenir, nous continuerons à explorer davantage d'axes d'optimisation, à promouvoir le développement de la technologie BitVM et à élargir les cas d'utilisation de Bitcoin.