ZKByte: надежное решение для масштабирования биткойнов Layer2, использующее нулевые знания и BitVM

Основная цель этого проекта — создать сеть уровня 2, специально адаптированную для блокчейна Биткойн. Сеть уровня 2 для BTC стратегически создана для удовлетворения растущего спроса на более быстрые и эффективные транзакции в экосистеме Bitcoin .

Это достигается за счет разгрузки определенных задач обработки транзакций из основного блокчейна с целью уменьшить перегрузку и существенно сократить время и ресурсы, необходимые для подтверждения транзакций.

Признавая присущие ограничения вычислительных возможностей виртуальной машины Биткойн (ВМ), в нашем проекте используется BitVM, что демонстрирует потенциал для выполнения смарт-контрактов между двумя сторонами. Используя схему вызова и ответа, BitVM демонстрирует новый подход к повышению программируемости сети Биткойн, преодолевая традиционные ограничения.

Для повышения безопасности и целостности сети уровня 2 проверка состояния облегчается за счет интеграции технологий доказательства с нулевым разглашением.

Эти передовые криптографические методы позволяют уровню 1 эффективно проверять состояние сети уровня 2 без ущерба для конфиденциальности и конфиденциальности базовых транзакций.

0. Архитектура

Блокчейн уровня 2 использует модель учетной записи. Статус всего блокчейна подтверждается через zkVM на основе системы проверки Halo2. Состояние уровня 2 синхронизируется с сетью Биткойн, и все состояния уровня 2 проверяются верификатором доказательства с нулевым разглашением (ZKP), реализованным BitVM. Один UTXO используется для отслеживания всех состояний уровня 2. Кроме того, используется доверенный оракул, чтобы гарантировать, что только сценарии блокировки/разблокировки UTXO ввода/вывода соответствуют протоколу уровня 2.

1. Комитет уровня 2 и доверенный Oracle

Выбранная группа пользователей образует комитет уровня 2, отвечающий за мониторинг общего состояния сети уровня 2. В случае проблем с протоколом комитет может вмешаться, чтобы остановить протокол и защитить активы всех пользователей. Доверенный оракул имеет решающее значение для проверки правильности UTXO ввода/вывода и сценариев.

2. От уровня 1 к уровню 2.

В сети Биткойн создается один корневой адрес для представления протокола уровня 2. Когда UTXO создается и передается на основной адрес, соответствующий UTXO фактически «перемещается» с уровня 1 на уровень 2. Учетные записи протокола или комитета исключительно обрабатывают «перенос» всех «депонированных» активов UTXO.

3. Блокирует синхронизацию с уровнем 1.

Все состояния сети уровня 2 синхронизируются с уровнем 1 в виде блоков. Для одного блока должна быть предоставлена следующая информация: транзакции в одном конкретном блоке; состояние новых учетных записей с этими примененными транзакциями; новые UTXO для текущего состояния блока (всегда готовы, даже если протокол нарушен); информация о блоке сети Биткойн с доказательством нулевого разглашения ( доказательство правильности перехода состояния от последнего блока к текущему) Все эти состояния на уровне 1 записываются в одной истории транзакций UTXO.

3.1 Подробнее о доказательствах

Доказательство с нулевым разглашением используется для проверки правильности уровня 2. Доказательство пытается доказать: Блочные транзакции уровня 2 подписаны правильно. Новое состояние всех учетных записей обрабатывается правильно. Все депозиты до одного конкретного блока Уровня 1 обрабатываются правильно. Для текущего состояния все дистрибутивы UTXO созданы корректно.

3.2 Блокировать информацию. Задача

Чтобы гарантировать правильность указанной информации о блоке на уровне 1, используется схема запроса и ответа. Испытатели могут продемонстрировать точность информации о блоке, указав наличие еще N блоков после определенного блока в течение заблокированного периода времени.

3.3 Улучшение схемы ZKP и BitVM

Как показано в статье BitVM, проверка доказательства ZKP может быть выражена в виде одной двоичной схемы, которая может быть оспорена двумя сторонами. С помощью предварительно подписанных транзакций можно отправлять запросы для получения битовых обязательств схемы. Если в ходе испытаний выявляются 0 и 1, побеждает претендент. Чтобы использовать BitVM для проверки проверки ZKP, следует обратить внимание на две вещи: одни и те же обязательства двоичной схемы должны использоваться один раз. То есть, если одни и те же комментарии схемы используются для многих блоков, 0 и 1 одного бита могут быть раскрыты. Для проверки ZKP, помимо удовлетворенности схемы, следует также проверить «общественный вклад». Чтобы устранить эти два недостатка, для каждого блока Уровня 2 создается одна уникальная двоичная схема и фиксируются «общедоступные входы». Биткойн-скрипты используются для хеширования и проверки общедоступных входных данных. А правильность общедоступных входных битов проверяется доверенным оракулом. С точки зрения удовлетворенности схемы любой член комитета имеет возможность ставить вопросы.

4. От уровня 2 к уровню 1

Активы могут быть перемещены с уровня 2 на уровень 1 двумя способами: выводом и принудительным выводом. Транзакции вывода средств запускаются на уровне 2, а схемы ZKP обеспечивают обработку транзакций должным образом. Транзакции принудительного вывода средств инициируются из сети Биткойн.

4.1 Вывод средств и транзакция принудительного вывода средств

Транзакции вывода средств, инициированные на уровне 2, проверяются с использованием схем ZKP для обеспечения правильной обработки транзакций. Транзакции принудительного вывода средств, инициированные из сети Биткойн, должны быть включены в следующее обновление состояния блока. 4.2 Распределения UTXO Когда состояние блока обновляется, распределение UTXO синхронизируется. В случае остановки протокола все UTXO могут быть применены для обеспечения безопасности всех пользовательских активов. И среди этих UTXO только UTXO вывода или принудительного вывода подписываются протоколом.

5. Выход уровня 2

Как только доказательство ZKP НЕ проверено, комитет должен остановить и выйти из протокола. Если протокол останавливается, комитет подписывает все дистрибутивы UTXO, указанные в последнем состоянии блока, на уровне 2. С помощью подписей пользователь может выйти из уровня 2 без каких-либо потерь.

Ссылка

1. БитВМ: https://bitvm.org/bitvm.pdf
2. Технический документ о биткойнах: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.
3. Объяснение Halo2: https://electriccoin.co/blog/explaining-halo-2/