{"content":{"title":"BitVM与Bitlayer：开创比特币可编程未来","body":"<!--StartFragment-->\r\n\r\n# 介绍\r\n\r\n比特币，作为全球最安全、最去中心化的区块链，一直以来被认为在可编程性方面较为有限，相较于以太坊等平台。然而，BitVM正在改变这一局面，它为比特币引入了一个先进的计算和可编程框架。BitVM的核心在于，它解锁了信任最小化的比特币桥接和其他应用的潜力，同时保持比特币去中心化和安全性的原则。\r\n\r\n本文将探讨BitVM的发展历程、当前状态、背后的关键工程努力，以及Bitlayer作为BitVM生态系统重要贡献者所作出的突出贡献。\r\n \r\n# BitVM的发展历程\r\n \r\nBitVM代表了比特币在作为数字货币之外，能力拓展的一个变革性步骤。BitVM的旅程标志着以下几个关键节点：\r\n\r\n1. **初步提案**：Robin Linus首次提出BitVM作为比特币的通用计算解决方案。\r\n2. **交互式二分法**：Robin通过引入交互式二分法（利用RISC-V指令）来改进概念，使计算更加高效。\r\n3. **BitVM2**：最新版本BitVM2取消了二分法，并引入了无需许可的挑战机制，使其成为一个强大的比特币桥接框架。\r\n\r\n目前，BitVM社区几乎完全聚焦于BitVM2，本文讨论的版本即为BitVM2。\r\n\r\n# 关于BitVM联盟\r\n\r\nBitVM联盟由Robin Linus和Lukas George创立，旨在加速BitVM的开发与推广。该联盟汇聚了多个领先项目和团队，共同推动比特币可编程性的边界。更多信息，请访问[BitVM项目页面](https://bitvm.org/#about-bitvm-alliance)。\r\n\r\n# BitVM项目现状\r\n\r\n## BitVM工作原理：简化版\r\n\r\nBitVM实现了一个将比特币连接到可编程环境的桥接机制，促进了诸如资产转移等工作流。整个过程可以分为三个关键步骤：\r\n\r\n1. **Peg-in**：用户将BTC锁定在BitVM智能合约中，并在目标系统或者其他系统上铸造包装BTC（YBTC）。\r\n2. **Peg-out**：用户请求提现，Broker提供流动性，将BTC转账给用户。\r\n3. **Claim**：Broker从BitVM智能合约中取回资金，前提是没有人对该请求提出挑战。\r\n\r\n![](https://blog.bitlayer.org/\\_bl_analysis_research/images/20250122/1.png)[来源: BitVM2 白皮书](https://bitvm.org/bitvm_bridge.pdf)\r\n\r\n### BitVM智能合约的作用\r\n\r\nBitVM智能合约本质上是一个预签名的比特币交易图，定义了所有参与者必须遵循的规则和工作流。其主要特点包括：\r\n\r\n* 预签名交易：这些交易由所有参与者提前签署，用以执行协议规则。\r\n* 多重签名控制：资金被锁定在由所有工作流参与者共同控制的多重签名钱包中。\r\n\r\n一旦交易图发布，用户就可以将BTC锁定到BitVM合约中并在目标系统或者其他系统上铸造包装BTC，启动整个工作流。\r\n\r\n### 确保完整性：争议解决\r\n\r\n为了确保请求的有效性，BitVM采用了争议解决协议：\r\n\r\n1. **预承诺**：Broker预先承诺一个Groth16验证器结果，该结果通过离线程序计算得出，以确保请求有效（例如，包装BTC已经销毁，Peg-out转账已完成）。\r\n2. **挑战**：如果有人提出挑战，Broker必须揭示验证器计算的所有中间值。\r\n3. **验证**：挑战者离线运行验证器，查找任何无效的片段。如果发现欺诈行为，挑战者将提交一个交易，以回放无效的区块到比特币上，从而使该请求无效。\r\n\r\n## 关键工程工作\r\n\r\n### 1. Groth16验证器开发\r\n\r\nGroth16验证器是BitVM的基石，能够直接在比特币上进行高效的零知识证明验证。关键成就包括：\r\n\r\n* **构建验证器**：\r\n\r\n  * 完全使用比特币脚本实现了一个单体Groth16验证器，其功能与通用编程语言相当。\r\n  * 开发了基础原语，包括BIGINT算术、BLAKE3哈希、BN254椭圆曲线配对和Winternitz签名（用于位承诺）。\r\n\r\n* **优化**：\r\n\r\n  * 采用先进的加密技术，将验证器的大小从7.4GB减少到1GB。\r\n\r\n* **分块验证器**：\r\n\r\n  * 将单体验证器拆分为较小的区块，每个区块的大小足够小，可以放入单个比特币交易中（小于4MB）。这些区块作为欺诈证明，确保争议可以在链上解决。\r\n\r\n### 2. 协议实现\r\n\r\n在Groth16验证器到位后，下一步是开发一个完整的交易图，将所有组件连接起来。这包括：\r\n\r\n* 监控链上事件并存储必要的数据。\r\n* 构建和验证像ASSERT和DISPROVE这样的交易。\r\n* 管理Connector输出，可靠的将交易上链。\r\n\r\n## 当前状态\r\n\r\n### Groth16验证器\r\n\r\n* 单体验证器已缩小至1GB。\r\n* 分片验证器由不到1000个区块组成，足以部署。\r\n\r\n### 协议实现\r\n\r\n* 交易图几乎完成。\r\n\r\n### 下一步\r\n\r\n1. BitVM联盟正在进行全面的代码审计。\r\n2. 正在计划展示第一个端到端BitVM桥接。\r\n\r\n# Bitlayer的贡献\r\n\r\nBitlayer是BitVM项目的主要贡献者，特别在以下两个领域：\r\n\r\n## 1. Groth16验证器的贡献\r\n\r\n* **优化**：\r\n\r\n  * 开发了一种批量的多标量乘法（MSM）技术，将脚本大小从7.4GB减少到5.6GB。\r\n  * 实现了一种新的MSM算法，使用仿射坐标，将验证器大小进一步减少到1GB。\r\n\r\n* **验证器分块器**：\r\n\r\n  * 提出了第一个可行的分块器实现，将单体验证器拆分为逻辑部分（例如MSM、G2组检查、Miller loop accumulation）。\r\n  * 精细调整了分块过程，以平衡输入/输出粒度，实现最佳分块大小。\r\n\r\n## 2. 桥接协议的贡献\r\n\r\n* 开发了ASSERT交易和DISPROVE交易等关键组件。\r\n* 计划为BitVM项目贡献更多协议实现。\r\n\r\n# Bitlayer：官方BitVM项目之外\r\n\r\nBitlayer意识到BitVM的变革潜力，正在探索其在比特币桥接之外的应用：\r\n\r\n1. **BitVM抽象**：开发可重用的组件，如BitVM风格智能合约、欺诈证明和零知识证明。\r\n2. **Finality Bridge**：推出自己的BitVM桥接实现，Finality Bridge测试网现已上线。\r\n3. **Bitcoin Rollup**：基于BitVM抽象的Rollup协议，包含递归BitVM智能合约和zkVM。\r\n\r\n# Bitlayer的贡献回顾\r\n\r\n1. 实现了开创性的**Groth16验证器优化**，显著减少了脚本大小。\r\n2. 开发了首个可行的**验证器分块器实现**。\r\n3. 为**BitVM桥接协议**贡献了核心组件，包括ASSERT和DISPROVE交易。\r\n4. 探索创新的应用案例，如**比特币原生Rollup**和**zkVM**。\r\n\r\n<!--EndFragment-->"},"author":{"user":"https://learnblockchain.cn/people/19509","address":null},"history":"bafkreibx537vxsbit52batn6ojlfdvjj7hf4nsk4tr2fyafwke43x2jhya","timestamp":1740538802,"version":1}