ZKByte: Sıfır Bilgi ve BitVM Kullanan Güvenilir Bir Bitcoin Layer2 Ölçeklendirme Çözümü

Bu tasarımın temel amacı, Bitcoin blok zinciri için özel olarak tasarlanmış bir Katman 2 ağı kurmaktır. BTC için Katman 2 ağı, Bitcoin ekosisteminde daha hızlı ve daha verimli işlemlere yönelik artan talebi karşılamak üzere stratejik olarak tasarlanmıştır .

Bu, tıkanıklığı hafifletmeyi ve işlem onayları için gereken süreyi ve kaynakları önemli ölçüde azaltmayı amaçlayan belirli işlem işleme görevlerinin ana blok zincirinden boşaltılmasıyla gerçekleştirilir.

Bitcoin Sanal Makinesinin (VM) bilgi işlem yeteneklerindeki doğal sınırlamaların farkında olan tasarımımız, iki taraf arasında akıllı sözleşmeler yürütme potansiyelini gösteren BitVM'yi kullanıyor. Bir meydan okuma ve yanıt şemasından yararlanan BitVM, geleneksel kısıtlamaların üstesinden gelerek Bitcoin ağının programlanabilirliğini geliştirmek için yeni bir yaklaşım sergiliyor.

Katman 2 ağının güvenliğini ve bütünlüğünü geliştirmek için, Sıfır Bilgi Kanıtı teknolojilerinin entegrasyonu yoluyla durum doğrulaması kolaylaştırılır.

Bu gelişmiş şifreleme teknikleri, Katman 1'in, temeldeki işlemlerin mahremiyetinden ve gizliliğinden ödün vermeden Katman 2 ağının durumlarını verimli bir şekilde doğrulamasına olanak tanır.

0. Mimarlık

Katman 2 blok zinciri bir hesap modelini benimser. Blok zincirinin tamamının durumu, Halo2 kanıtlama sistemine dayalı olarak zkVM aracılığıyla kanıtlanmıştır. Katman 2 durumu, Bitcoin ağıyla senkronize edilir ve tüm Katman 2 durumları, BitVM tarafından uygulanan Sıfır Bilgi Kanıtı (ZKP) doğrulayıcı tarafından doğrulanır. Tüm Katman 2 durumlarını izlemek için bir UTXO kullanılır. Ek olarak, yalnızca giriş/çıkış UTXO'larının kilitleme/kilit açma komut dosyalarının Katman 2 protokolünü takip etmesini sağlamak için güvenilir bir oracle kullanılır.

1. Katman 2 Komitesi ve Güvenilir Oracle

Seçilen bir kullanıcı grubu, Katman 2 ağının genel sağlığının izlenmesinden sorumlu Katman 2 komitesini oluşturur. Protokol sorunları durumunda komite, protokolü durdurmak ve tüm kullanıcıların varlıklarını korumak için müdahale edebilir. Güvenilir oracle, giriş/çıkış UTXO'larının ve komut dosyalarının doğruluğunu doğrulamak için çok önemlidir.

2. Katman 1'den Katman 2'ye

Katman 2 protokolünü temsil etmek için Bitcoin ağında tek bir taproot adresi oluşturulur. Bir UTXO oluşturulduğunda ve ana kök adresine aktarıldığında, karşılık gelen UTXO, Katman 1'den Katman 2'ye etkili bir şekilde 'taşınır'. Protokol veya komite hesapları, 'yatırılan' tüm UTXO varlıklarının 'aktarılmasını' özel olarak yönetir.

3. Katman 1'e Senkronizasyonu Engeller

Tüm Katman 2 ağ durumları, Katman 1 ile bloklar halinde senkronize edilir. Bir blok için aşağıdaki bilgiler sağlanmalıdır: belirli bir bloktaki işlemler uygulanan işlemlerle yeni hesapların durumu mevcut blok durumu için yeni UTXO'lar (protokol bozulsa bile her zaman hazırdır) Bitcoin ağının blok bilgileri sıfır bilgi kanıtı ( son bloktan geçerli bloğa durum geçişinin doğru olduğunun kanıtlanması) Katman 1'deki tüm bu durumlar, bir UTXO işlem geçmişine kaydedilir.

3.1 Kanıt hakkında daha fazla bilgi

Katman 2'nin doğruluğunu doğrulamak için sıfır bilgi kanıtı kullanılır. Kanıt şunu kanıtlamaya çalışır: Katman 2'nin Blok İşlemleri doğru şekilde imzalanır. Tüm hesapların yeni durumu doğru şekilde işlenir. Katman 1'in belirli bir bloğuna kadar olan tüm mevduatlar doğru şekilde işlenir. Mevcut durum için tüm UTXO dağıtımları doğru şekilde oluşturulmuştur.

3.2 Blok bilgileri Mücadelesi

Katman 1'de belirtilen blok bilgilerinin doğruluğunu sağlamak için bir sorgulama ve yanıt şeması kullanılır. Kanıtlayıcılar, kilitli bir zaman dilimi içerisinde belirli bir bloktan sonra N sayıda bloğun daha varlığını belirterek blok bilgilerinin doğruluğunu gösterebilirler.

3.3 ZKP Devresi ve BitVM Geliştirmesi

BitVM belgesinde gösterildiği gibi, ZKP kanıt doğrulaması, iki tarafın itiraz edebileceği bir ikili devre olarak ifade edilebilir. Önceden imzalanmış işlemlerle, devrenin bit taahhütlerini almak için meydan okumalar gönderilebilir. Eğer 0 ve 1 zorluklara maruz kalırsa, meydan okuyan kazanır. ZKP doğrulamasını doğrulamak amacıyla BitVM'yi kullanmak için iki şeye dikkat edilmelidir: aynı ikili devre taahhütleri bir kez kullanılmalıdır. Yani, aynı devre yorumları birçok blok için kullanılırsa, bir bitlik bağlılığın 0 ve 1'i ortaya çıkabilir. ZKP doğrulaması için devre memnuniyetinin yanı sıra “kamu girişi” de kontrol edilmelidir. Bu iki eksikliği gidermek için Katman 2'nin her bloğu için benzersiz bir ikili devre oluşturulur ve "genel girişler" sabitlenir. Bitcoin Komut Dosyaları, Genel Giriş karması ve kontrolünü gerçekleştirmek için kullanılır. Ve doğru genel giriş biti taahhütleri güvenilir oracle tarafından kontrol edilir. Devre memnuniyeti açısından, komite içindeki herhangi bir üye, zorlukları artırma becerisine sahiptir.

4. Katman 2'den Katman 1'e

Varlıklar Katman 2'den Katman 1'e iki yöntemle taşınabilir: geri çekme ve zorla geri çekme. Para çekme işlemleri Katman 2'den tetiklenir ve ZKP devreleri, işlemin beklendiği gibi işlenmesini sağlar. Zorunlu para çekme işlemleri Bitcoin ağından başlatılır.

4.1 Para Çekme ve Zorla Çekme İşlemi

Katman 2'den tetiklenen para çekme işlemleri, uygun işlem yönetimini sağlamak için ZKP devreleri kullanılarak doğrulanır. Bitcoin ağından başlatılan zorla geri çekme işlemlerinin bir sonraki blok durumu güncellemesine dahil edilmesi gerekir. 4.2 UTXO dağıtımları Bir bloğun durumu güncellendiğinde UTXO dağıtımı senkronize edilir. Protokolün durması durumunda, tüm kullanıcı varlıklarının güvenliğini sağlamak için tüm UTXO'lar uygulanabilir. Ve bu UTXO'lar arasında yalnızca geri çekme veya zorla geri çekme UTXO'ları protokolle imzalanır.

5. Katman 2'nin Çıkışı

ZKP kanıtı doğrulanmadığında komitenin protokolü durdurması ve çıkması gerekir. Protokol durursa, Komite, Katman 2'den en son blok durumunda belirtilen tüm UTXO dağıtımlarını imzalar. İmzalarla kullanıcı, Katman 2'den herhangi bir kayıp olmadan çıkabilir.

Referans

1. BitVM: https://bitvm.org/bitvm.pdf
2. Bitcoin Teknik İncelemesi: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
3. Halo2 açıklaması: https://electriccoin.co/blog/explaining-halo-2/