Bitcoin BitVM: Vad är det, exakt?

Bitcoin-genombrott kommer inte så ofta. Men när de gör det är de ofta komplexa och svåra att förstå i början. BitVM är inget undantag.

Den nya utvecklingen som uppstod i oktober 2023 låser upp Bitcoins förmåga att verifiera komplexa beräkningar på ett sätt som inte involverar några ändringar av nätverket. 

Mer specifikt gör BitVM Bitcoin Turing-komplett med hjälp av befintliga komponenter i dess Script-programmeringsspråk.

Genom att bli Turing-komplett kan Bitcoin-blockkedjan i teorin användas för att utöka Bitcoins funktionalitet långt bortom den "peer-to-peer elektroniska kontantssystem" vision som först lades fram i Bitcoin white paper.

Även om Turing-kompletthet kan låta som något från en Ikigai-handbok, används det för att beskriva programmeringsspråk som kan beräkna godtyckliga funktioner/lösa vilket problem som helst.

Den amerikanske matematikern Alonzo Church myntade först termen på 1930-talet, med hänvisning till arbetet av sin student och den berömda engelska datavetaren Alan Turing.

Innan BitVM ansågs Bitcoins Script-programmeringsspråk inte vara Turing-komplett. Trots flera försök kunde ingen hitta ett sätt att få Bitcoin att göra alla de saker som en modern dator kan göra.

Men det är viktigt att notera att många ser Bitcoins enkelhet som en definierande egenskap snarare än en brist eller bugg.

Bitcoins spökskapare, Satoshi Nakamoto, begränsade Bitcoins programmeringsfunktionalitet ett år efter att protokollet lanserades.

Du kanske undrar varför? Det handlar allt om säkerhet. Ju mer enkel ett system är, desto färre saker finns det som kan gå fel med det.

Som exempel, låt oss jämföra en lyxbil med alla toppfunktioner med en vanlig cykel.

Visst, lyxbilen erbjuder mycket funktionalitet som du inte kan hitta på cykeln, men du är mycket mer benägen att stöta på tekniska problem. En traditionell cykel, å andra sidan, har mycket få rörliga delar och har därför mycket färre saker som potentiellt kan gå sönder. Du kommer sannolikt inte att stöta på problem med instrumentbrädan, misslyckad luftfjädring eller automatiska filbyten på en cykel – eftersom den inte har dessa funktioner från början.

I det här exemplet är Bitcoin som en cykel. Dess enkelhet minskar i slutändan antalet sätt som en illvillig aktör kan störa dess nätverk. Distribuerade överbelastningsattacker (DDoS), till exempel, har ingen effekt på det nuvarande Bitcoin-nätverket, men de är ett stort problem för andra projekt som erbjuder mer komplex funktionalitet.

BitVM introducerar ett system som gör att alla beräkningar kan verifieras på Bitcoins blockchain, på ett sätt som inte påverkar dess säkerhet eller ändrar nätverket. Denna utveckling öppnar dörren för komplexa beräkningar som Turing-kompletta smart contracts, som alla bearbetas off-chain för att minska trängseln på Bitcoins blockchain.

Kort sagt, det är som att upptäcka att din fickräknare kan stödja MMORPG-videospel med hjälp av befintliga komponenter på ett sätt som inte negativt påverkar dess prestanda.

För att förstå hur BitVM uppnår allt detta, låt oss börja från början. 

Datorer använder saker som kallas logiska grindar för att köra program.

Det låter komplicerat, men logiska grindar tar helt enkelt en eller flera binära ingångar (0:or och 1:or), kör en liten beräkning baserat på vilken typ av logisk grind de är och spottar ut en enda utgång.

Din smartphone, surfplatta eller bärbara dator kommer sannolikt att innehålla hundratusentals, om inte miljoner, olika typer av logiska grindar.

Nu finns det en speciell typ av logisk grind som kallas en "NAND"-grind. En NAND-grind är känd som en universell logisk grind eftersom den kan användas för att skapa vilken annan typ av logisk grindfunktion som helst. Det är lite som Ditto Pokémon i logisk grindvärld.

Nu, här är var allt detta kopplas till BitVM. Personerna bakom BitVM upptäckte ett sätt att representera NAND-logiska grindar på Bitcoin med hjälp av dess befintliga skriptspråk.

Konsekvenserna av detta är djupgående av två skäl:

• Det möjliggör Turing-kompletta smarta kontrakt för Bitcoin.
• Det finns inget behov av att implementera programvaruförändringar som kan störa Bitcoin-nätverket. Människor kan börja använda BitVM-modellen omedelbart.

Dessutom verifierar Bitcoins blockchain endast dessa typer av komplexa beräkningar på kedjan. Exekvering sker utanför kedjan. 

Med andra ord utförs merparten av arbetet någon annanstans, inte på Bitcoins blockchain själv. Detta undviker att orsaka onödig belastning på Bitcoin-nätverket som kan resultera i höga avgifter eller långsammare behandlingstider.

BitVM är för närvarande begränsat till endast två parter: en "bevisare" och en "verifierare."

Låt oss säga att två parter vill transagera tillsammans via ett smart kontrakt som använder Bitcoins blockchain.

En part (bevisaren) hävdar att det smarta kontraktet fungerar som annonserat utan att behöva köra det direkt på Bitcoins blockchain.

Den andra parten (verifieraren) behöver ha vissa garantier om att det smarta kontraktet fungerar som påstått. De båda undertecknar ett antal transaktioner som ger verifieraren rätt att utmana delar av det smarta kontraktet, och bevisaren att svara.

Om någon av parterna försöker bedra den andra, eller misslyckas med att samarbeta, står den ärliga parten att få alla medel som deponeras i det smarta kontraktet när det aktiveras.

Vid en tvist kan specifika villkor i det smarta kontraktsprogrammet exekveras på kedjan för att bevisa om bedräglig aktivitet har ägt rum.

Robin Linus, en kärnmedarbetare på ZeroSync, publicerade BitVM vitboken den 9 oktober 2023.

ZeroSync är en ideell organisation baserad i Zug, Schweiz. Den fokuserar främst på att förbättra Bitcoins skalbarhet och integritet genom att utveckla lösningar för nollkunskapsbevis (ZKP).

BitVM introducerar ett system för att utföra komplexa beräkningar utanför kedjan, tillhandahåller ett robust system för ansvarighet för båda involverade parter och är genomförbart utan att kräva en programvaruuppgradering.

Denna utveckling lägger också grunden för Optimistic-stil rullningar på Bitcoin. Denna process skulle involvera att paketera och bearbeta BTC-transaktioner utanför kedjan och skicka in bevis på kedjan. Alla transaktioner utanför kedjan skulle betraktas som giltiga, som en del av den optimistiska metoden. Endast när det finns en tvist utförs transaktioner på kedjan för att bekräfta deras giltighet.

Rollups som detta skulle kunna avsevärt förbättra Bitcoins transaktionskapacitet, på samma sätt som optimistiska rollups som används av protokoll som Optimism (OP) förbättrar Ethereums bearbetningskapacitet.

BitVM representerar ett viktigt genombrott för Bitcoin av flera skäl.

Från en teknisk synvinkel låser det upp nätverkets potential att verifiera alla typer av komplexa beräkningar, om än i en begränsad tvåpartsinställning för tillfället.

Denna framsteg kan också leda till nya applikationer och skalbarhetsfördelar för Bitcoin längre fram.

Men kanske viktigast av allt, BitVM framhäver att Bitcoins funktionalitet aldrig var begränsad av sitt protokoll, utan av fantasin hos dess användare.

Det är viktigt att notera att även om BitVM erbjuder många lovande fördelar, så är det inte utan sina nackdelar.

Både Linus och andra bidragsgivare som är involverade har accepterat att denna modell är i sina tidiga stadier och långt ifrån en polerad lösning. 

Följande är några av begränsningarna av BitVM som teamet fortfarande arbetar för att övervinna:

• I sitt nuvarande tillstånd är BitVM endast en tvåpersonersmodell. Denna begränsning innebär att den inte kan stödja storskaliga decentraliserade applikationer med flera transaktionsparter.
• Verifikation på kedjan kan fortfarande blockera Bitcoins blockchain.
• Beräkningar utanför kedjan kommer sannolikt att involvera enorma mängder data.

Känns det som att BitVM kommer att förändra framtiden för Bitcoin-protokollet?

Kolla in vår guide på Kraken Learn Center för mer information om Hur man köper Bitcoin (BTC) och registrera dig för ett konto med Kraken idag.