GOAT BitVM2 использует сеть Биткойн в качестве расчетного слоя и создает децентрализованную сеть сортировщиков в качестве вычислительного слоя.
Источник: GOAT Network
Сеть GOAT официально выпустила белую книгу GOAT BitVM2, предложив первый жизнеспособный родной zkRollup протокол для Биткойна. Этот протокол, унаследовав преимущества оригинального протокола BitVM2, предложил ряд инноваций, системно решая ключевые проблемы в области безопасности, механизма вызовов и экономических стимулов, тем самым заложив основу для расширения и программируемости экосистемы Биткойна.
Потенциал и реальные ограничения BitVM2
Предложенный в 2024 году Робином Линусом и командой ZeroSync, протокол BitVM2 представляет собой инновационный способ проверки произвольных вычислений в блокчейне без изменения протокола основной сети Bitcoin, создавая возможность для Bitcoin zkRollups и кроссчейн-мостов. Тем не менее, при переходе к реальному внедрению BitVM2 для кроссчейн-мостов производственного уровня по-прежнему существуют следующие ключевые проблемы:
- Оператор (Operator) Двойная трата: в настоящее время BitVM2 позволяет оператору отправлять проверяемое, но фактически мошенническое состояние (например, исходя из форк-цепи), что может вызвать риск двойной траты при выводе токенов пользователем.
- Низкая эффективность процесса вызовов: существующий механизм использует однонаправленное ( залог, вызывает ) отношения, и период вызова слишком долгий, что приводит к высоким затратам на вычисления и координацию. В то же время он не поддерживает гибкую сумму вывода средств, что снижает эффективность использования капитала и опыт пользователей.
- Недостаток эффективных механизмов стимулов: протоколу не хватает эффективных стимулов для вовлечения различных ролей в экосистеме Rollup, особенно когда оспорители в большинстве случаев не получают вознаграждение, что приводит к недостаточной готовности добросовестно и вовремя инициировать оспаривание. В системах, зависящих от краудфандинга, также может возникнуть проблема неправильного распределения вознаграждений между участниками, что дополнительно ослабляет точность и эффективность стимулов.
GOAT BitVM2: три основных механизма инноваций
Сеть GOAT с инженерной точки зрения представила улучшение GOAT BitVM2 и уже развернула его как основную исполнительную систему сети GOAT, впервые внедрив Биткойн zkRollup в практическое применение. Это решение основано на трех основных механизмах, которые претерпели радикальные улучшения:
1. Уровень криптоэкономической безопасности (Cryptoeconomic Security Layer)
Сочетая нативную проверку Script Биткойна и механизм двойного наказания слоя консенсуса сети GOAT, значительно увеличивается стоимость злонамеренных действий операторов. Этот механизм также поддерживает разумный масштаб группы операторов, обеспечивая высокую активность системы при предположении “1 из n честных узлов”.
2. Механизм быстрого разрешения споров (Accelerated Dispute Resolution)
Использование механизма ротации многократных претендентов значительно сократило время обработки вызовов, уменьшив время эффективной окончательности до менее чем 1 дня.
3. Экономическая модель вызова с учетом стимулов (Incentive-Aligned Challenge Economy)
Успешные вызовщики могут получить «награду за мошенничество», состоящую из залога, внесенного злонамеренными предложителями. Этот механизм повысил уровень участия в вызовах и обеспечил согласование экономических стимулов между действиями вызова и рисками злоупотреблений со стороны операторов.
Универсальная модель оператора: интеграционная реконструкция экономики и архитектуры
Для реализации вышеупомянутого механизма GOAT Network объединяет и реконструирует сложную систему ролей, разделенную в BitVM2.
В традиционной архитектуре BitVM2 система Rollup включает в себя множество ролей, таких как последователь (Sequencer), противник (Challenger), оператор (Operator) и члены комитета (Committee) и т.д. Из-за значительных различий в обязанностях и затратах этих ролей создание справедливой и эффективной экономической модели Rollup и механизма стимулов становится чрезвычайно сложной задачей.
Основная инновация сети GOAT заключается в объединении этих ролей в единую личность — универсального оператора (Universal Operator, сокращенно оператор), и путем механизма ротации ролей, позволяя всем участникам поочередно выполнять различные обязанности в разное время. Все операторы должны ставить ставку на L2, и в каждом раунде им будет назначена конкретная роль, что принесет следующие четыре основных преимущества:
- Доходы и расходы в равновесии: сеть GOAT обеспечивает относительное равновесие между доходами и расходами в долгосрочной перспективе, чередуя операторов между прибыльными ролями и высокозатратными ролями, чтобы избежать того, что некоторые операторы долгое время несут высокие вычислительные расходы.
- Механизм поощрения: перекрестный механизм субсидирования между различными ролями сглаживает колебания доходов и побуждает операторов оставаться честными в любом качестве.
- Снижение порога участия: малые и средние узлы не обязаны постоянно нести высокие затраты, что позволяет им легко участвовать и повышать степень децентрализации и открытости системы.
- Укрепление устойчивости системы: даже если отдельные операторы отключаются, система может продолжать функционировать благодаря гибкому распределению ролей, избегая зависимости от единой точки.
Таким образом, GOAT Network объединяет поведенческие роли, такие как секвенсор, калькулятор и претендент, в ролевой пул, состоящий из операторов стейкинга, каждый из которых по очереди берет на себя ответственность и связан механизмом наказания. Заявители будут оштрафованы за предоставление мошеннического статуса, как и претенденты, которые не выполняют свою работу или оспаривают недобросовестно. Этот механизм гарантирует, что честное поведение является экономически оптимальным, в то же время снижая риск централизации за счет предотвращения долгосрочной концентрации ролей в руках конкретных индивидов с помощью четкого механизма ротации.
Обзор архитектуры протокола: система замкнутого цикла, построенная вокруг универсального оператора
Эта архитектура должна не только охватывать процессы кросс-цепочечного ввода и вывода активов (Bridge-In & Bridge-Out), но и обеспечивать надежную подачу от набора сортировщиков, он-цепочную координацию процесса вызова, а также эффективное создание и проверку zk-доказательств. Ниже представлены основные компоненты архитектуры протокола GOAT BitVM2:
Универсальная модель операторов (Universal Operator Model)
В GOAT BitVM2 каждый универсальный оператор запускает одно и то же программное обеспечение и ставит BTC для получения права участвовать. С помощью детерминированной ротации или случайного механизма на основе веса ставки эти операторы по очереди выполняют следующие роли: сортировщик (Sequencer, отвечающий за создание блоков), доказыватель (Prover, генерирующий zkSNARK доказательства), издатель (Publisher, отправляющий данные состояния на L1) и оспоритель (Challenger, предназначенный для оспаривания мошеннического состояния). Каждый оператор будет проходить через роли, которые одновременно приносят прибыль и требуют затрат, чтобы избежать концентрации ролей и повысить устойчивость системы за счет разнообразия.
Процесс ввода и вывода средств (Bridge-in и Bridge-out)
- Ввод средств (Депозит): Пользователь блокирует Биткойн и получает PegBTC на L2.
- Вывод средств (Withdraw/Peg-out): не требуется полагаться на сложные скрипты вывода BitVM2, проверяемые L1. Вместо этого GOAT использует механизм атомарного обмена (Atomic Swap) для прямого завершения процесса вывода средств с оператором, одновременно сочетая протоколы защиты от мошенничества для обеспечения безопасности и надежности.
Коммитмент наборов последовательников (Sequencer Set Commitment)
- Оператор отправляет корень Меркла своего набора публичных ключей через OP_RETURN основной цепи Биткойна.
- L2 использует функцию интроспекции транзакций (Transaction Introspection) для проверки исторического состояния BTC и сопоставления его с набором валидаторов на L1. Этот дизайн не требует изменения правил консенсуса Биткойна и одновременно обеспечивает сильное соответствие с нативным состоянием BTC.
Эффективная обработка споров и поддержка производительности zkMIPS
Для того чтобы нативный zkRollup Биткойна мог быть реализован, он должен обладать эффективной системой обнаружения мошенничества и разрешения споров. GOAT BitVM2 предлагает следующие решения в области моделирования вызовов и производительности доказательства:
Механизм многократного случайного выбора претендентов (Multi-Round Random Challenger Selection)
Когда требуется претендент (например, в процессе возмещения расходов оператору), система случайным образом выберет претендента из всех поставленных узлов. Если претендент не запустит испытание вовремя, на его место будет случайным образом выбран новый претендент. Если новый претендент успешно выявит мошенничество и инициирует оспаривание, все предыдущие претенденты, которые не выполнили свои обязанности, будут оштрафованы (конфискован стейк). Стоит отметить, что любой может бросить вызов в любом раунде, тем самым сохраняя безопасность предположения «1-из-n честного участника».
Кроме того, случайное распределение ролей и полностью наказуемый механизм стейкинга эффективно предотвращают такие действия, как атаки взяточничества, системный вымогательство и злонамеренные вмешательства.
Исполнение на цепи и вне цепи (On-Chain and Off-Chain Execution)
Большинство вычислительных логик (таких как генерация ZKP, проверка мошенничества, интерактивные скрипты BitVM2 и т.д.) выполняются на L2, и только конечные результаты (представление состояния, обработка вызовов, операции конфискации и т.д.) загружаются на L1. Такой дизайн значительно снижает затраты на газ в сети, одновременно обеспечивая проверяемость всей системы.
Повышение производительности ZKP: собственная разработка zkMIPS
GOAT разработала zkMIPS, который является zkVM, совместимым с набором инструкций MIPS, и оптимизирован для производительности на основе STARK/SNARK. Путем пакетной обработки нескольких блоков и генерации единого доказательства по периодам (например, каждый час), доказатель GOAT достигает высокой стоимости эффективности. В вызовах также можно использовать метод “таблицы истинности (truth-table)” BitVM2 для локализации спорных мест, что позволяет быстро решать споры.
Резюме
!
Сравнение с оригинальным BitVM2: быстрее, стабильнее, более практично
GOAT BitVM2 использует сеть Биткойн в качестве расчетного слоя и строит децентрализованную сеть упорядочителей в качестве вычислительного слоя. При предположении «1 из n честных участников» данный подход успешно решает ключевые проблемы, такие как гибкие суммы вывода токенов и недостаточные стимулы для оспаривателей в BitVM2. Для ускорения оптимистичной проверки GOAT внедряет многораундный механизм оспаривания, значительно повышая эффективность и результативность обнаружения мошенничества. Кроме того, благодаря способности zkMIPS эффективно генерировать ZK-доказательства, GOAT BitVM2 становится самым безопасным и производительным протоколом zkRollup в текущей экосистеме Биткойн, с надеждой значительно ускорить фактическое внедрение BitVM2 на рынке.
Не только в технической архитектуре были достигнуты прорывы, GOAT BitVM2 также создал мощную экономическую систему, основанную на ротации универсальных операторов. Эта система обеспечивает справедливое распределение обязанностей между всеми ставщиками, такими как сортировщики, доказатели, оспариватели и публикации. Через распределение торговых сборов, мошеннические вознаграждения и механизмы наказания протокол одновременно поощряет честное поведение и экономически наказывает злонамеренные действия, создавая устойчивую, справедливую и гибкую децентрализованную экосистему.
GOAT BitVM2 как первый действительно реализованный zkRollup протокол для Биткойн, осуществил:
- Нативная безопасность и совместимость без необходимости жестких форков
- Механизм быстрой проверки
- Экономические стимулы перестройка
- Эффективный движок нулевых знаний
- BitVM2 перешел от теоретической модели к инженерной практике
Полный текст белой книги доступен по адресу:
