Bitcoin BitVM: O que é isso, exatamente?

As inovações do Bitcoin não aparecem com muita frequência. Mas quando aparecem, geralmente são complexas e difíceis de entender à primeira vista. O BitVM não é exceção.

O novo desenvolvimento que surgiu em outubro de 2023 desbloqueia a capacidade do Bitcoin de verificar computações complexas de uma maneira que não envolve nenhuma modificação na rede. 

Mais especificamente, o BitVM torna o Bitcoin Turing-completo usando componentes pré-existentes de sua linguagem de programação Script.

Ao se tornar Turing-completo, a blockchain do Bitcoin poderia, em teoria, ser usada para estender a funcionalidade do Bitcoin muito além da visão de "sistema de dinheiro eletrônico ponto a ponto" apresentada pela primeira vez no white paper do Bitcoin.

Embora a completude de Turing possa soar como algo de um manual de Ikigai, é usada para descrever linguagens de programação que podem computar funções arbitrárias/resolver qualquer problema.

O matemático americano Alonzo Church foi o primeiro a cunhar o termo na década de 1930, referindo-se ao trabalho de seu aluno e famoso cientista da computação inglês, Alan Turing.

Antes do BitVM, a linguagem de programação Script do Bitcoin não era considerada Turing-completa. Apesar de múltiplos esforços, ninguém conseguiu encontrar uma maneira de fazer o Bitcoin realizar todas as funções que um computador moderno pode fazer.

Mas é importante notar que muitos veem a simplicidade do Bitcoin como uma característica definidora, em vez de uma limitação ou bug.

Os criadores fantasmas do Bitcoin, Satoshi Nakamoto, limitaram a funcionalidade de programação do Bitcoin um ano após o lançamento do protocolo.

Você pode se perguntar por quê? Tudo se resume à segurança. Quanto mais simplista é um sistema, menos coisas podem dar errado com ele.

Como exemplo, vamos comparar um carro de luxo com todos os recursos de ponta a uma bicicleta normal.

Claro, o carro de luxo oferece muita funcionalidade que você não encontra na bicicleta, mas é muito mais provável que você enfrente problemas técnicos. Uma bicicleta tradicional, por outro lado, tem muito poucas peças móveis e, portanto, tem muito menos coisas que poderiam potencialmente quebrar. É improvável que você enfrente problemas com luzes do painel, suspensão a ar com falhas ou problemas de mudança de faixa automática em uma bicicleta — porque ela não possui esses recursos em primeiro lugar.

Neste exemplo, o Bitcoin é como uma bicicleta. Sua simplicidade, em última análise, reduz o número de maneiras que um agente malicioso pode interromper sua rede. Ataques de Negação de Serviço Distribuída (DDoS), por exemplo, não têm efeito na rede atual do Bitcoin, mas são um grande problema para outros projetos que oferecem funcionalidades mais complexas.

O BitVM introduz um sistema que torna qualquer computação verificável na blockchain do Bitcoin, de uma maneira que não impacta sua segurança ou altera a rede. Esse desenvolvimento abre a porta para computações complexas, como contratos inteligentes completos em Turing, todos processados fora da cadeia para reduzir a congestão na blockchain do Bitcoin.

Em resumo, é como descobrir que sua calculadora de bolso pode suportar jogos de vídeo MMORPG usando componentes existentes de uma maneira que não impacta negativamente seu desempenho.

Para entender como o BitVM consegue tudo isso, vamos começar do começo. 

Os computadores usam coisas chamadas portas lógicas para executar programas.

Parece complicado, mas as portas lógicas simplesmente pegam uma ou mais entradas binárias (0's e 1's), realizam um pequeno cálculo com base no tipo de porta lógica que são e produzem uma única saída.

Seu smartphone, tablet ou laptop provavelmente conterá centenas de milhares, se não milhões, de diferentes tipos de portas lógicas.

Agora, há um tipo especial de porta lógica chamada porta "NAND". Uma porta NAND é conhecida como uma porta lógica universal porque pode ser usada para criar qualquer outro tipo de função de porta lógica. É meio que como o Pokémon Ditto do mundo das portas lógicas.

Agora, aqui está onde tudo isso se conecta ao BitVM. As pessoas por trás do BitVM descobriram uma maneira de representar portas lógicas NAND no Bitcoin usando sua linguagem de Script existente.

As implicações disso são profundas por duas razões:

• Permite contratos inteligentes completos em Turing no Bitcoin.
• Não há necessidade de implementar mudanças de software que possam interromper a rede do Bitcoin. As pessoas podem começar a usar o modelo BitVM imediatamente.

Além disso, a blockchain do Bitcoin só verifica esses tipos de computações complexas na cadeia. A execução acontece fora da cadeia. 

Em outras palavras, a maior parte do trabalho é realizada em outro lugar, não na própria blockchain do Bitcoin. Isso evita causar uma pressão desnecessária na rede Bitcoin que poderia resultar em altas taxas ou tempos de processamento mais lentos.

O BitVM é atualmente limitado a apenas duas partes: um "provador" e um "verificador."

Vamos supor que duas partes queiram transacionar juntas por meio de um contrato inteligente usando a blockchain do Bitcoin.

Uma parte (o provador) afirma que o contrato inteligente funciona como anunciado, sem precisar executá-lo diretamente na blockchain do Bitcoin.

A segunda parte (verificador) precisa ter certas garantias de que o contrato inteligente funciona como afirmado. Ambos co-assinam um número de transações que concede ao verificador o direito de contestar partes do contrato inteligente, e ao provador de responder.

Se qualquer uma das partes tentar enganar a outra, ou falhar em colaborar, a parte honesta tem direito a receber quaisquer fundos depositados no contrato inteligente assim que ele for ativado.

No caso de uma disputa, condições específicas do programa do contrato inteligente podem ser executadas na cadeia para provar se houve atividade fraudulenta.

Robin Linus, um colaborador principal da ZeroSync, publicou o BitVM whitepaper em 9 de outubro de 2023.

ZeroSync é uma organização sem fins lucrativos com sede em Zug, Suíça. Ela se concentra principalmente em melhorar a escalabilidade e a privacidade do Bitcoin desenvolvendo soluções de prova de conhecimento zero (ZKP).

O BitVM introduz um sistema para executar computações complexas fora da cadeia, fornece um sistema robusto de responsabilidade para ambas as partes envolvidas e é implementável sem exigir uma atualização de software.

Esse desenvolvimento também estabelece as bases para rollups do estilo otimista no Bitcoin. Este processo envolveria agrupar e processar transações de BTC fora da cadeia e enviar provas na cadeia. Todas as transações fora da cadeia seriam consideradas válidas, como parte da abordagem otimista. Somente quando há uma disputa é que as transações são executadas na cadeia para confirmar sua validade.

Rollups como este poderiam melhorar consideravelmente a capacidade de transação do Bitcoin, da mesma forma que os rollups otimistas usados por protocolos como Optimism (OP) melhoram as capacidades de processamento do Ethereum.

O BitVM representa um avanço importante para o Bitcoin por uma variedade de razões.

Do ponto de vista técnico, ele desbloqueia o potencial da rede para verificar qualquer tipo de computação complexa, embora em um ambiente limitado a duas partes por enquanto.

Esse avanço também pode levar a novas aplicações e benefícios de escalabilidade para o Bitcoin no futuro.

Mas talvez o mais importante, o BitVM destaca que a funcionalidade do Bitcoin nunca foi limitada por seu protocolo, mas pela imaginação de seus usuários.

É importante notar que, embora o BitVM ofereça muitos benefícios promissores, não está isento de desvantagens.

Tanto Linus quanto outros colaboradores envolvidos aceitaram que este modelo está em suas fases iniciais e está longe de ser uma solução polida. 

A seguir estão algumas das limitações do BitVM que a equipe ainda está trabalhando para superar:

• Em seu estado atual, o BitVM é apenas um modelo de duas pessoas. Essa limitação significa que não pode suportar aplicações descentralizadas em grande escala com várias partes transacionando.
• A verificação na cadeia ainda pode congestionar a blockchain do Bitcoin.
• Cálculos fora da cadeia provavelmente envolverão enormes quantidades de dados.

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