استكشاف قابلية البرمجة في نظام بيتكوين البيئي

بيتكوين كأكثر البلوكشين سيولة وأمانًا، جذب عددًا كبيرًا من المطورين بعد موجة النقوش. هؤلاء المطورون ركزوا بسرعة على قابلية البرمجة لمشروع البيتكوين ومشكلة توسيع النطاق. من خلال إدخال الابتكارات مثل ZK وDA وsidechains وrollup وrestaking، فإن نظام بيتكوين البيئي يشهد الآن ذروة ازدهار جديدة، ليصبح الموضوع المركزي في السوق الصاعدة الحالية.

ومع ذلك، فإن العديد من تصميمات الحلول اعتمدت على تجارب توسيع نطاق منصات العقود الذكية مثل إيثريوم، وغالبًا ما تعتمد على جسور عبر السلاسل مركزية، مما يشكل نقطة ضعف محتملة في النظام. نادراً ما توجد حلول مصممة بناءً على خصائص البيتكوين نفسها، ويرجع ذلك إلى تجربة المطور السيئة مع البيتكوين. لا يمكن للبيتكوين، لأسباب معينة، تشغيل العقود الذكية مباشرة مثل إيثريوم:

1. لغة سكربت بيتكوين مقيدة بخصوصية الأمان مما يمنع تماماً تنفيذ العقود الذكية المعقدة.
2. تم تصميم تخزين سلسلة الكتل الخاصة ببيتكوين للمعاملات البسيطة، ولم يتم تحسينها للعقود الذكية المعقدة.
3. البيتكوين يفتقر إلى الآلة الافتراضية اللازمة لتشغيل العقود الذكية.

أدخلت شهادة العزل في عام 2017 (SegWit) مما وسع حدود حجم الكتلة لبيتكوين؛ مما جعل ترقية Taproot في عام 2021 التحقق من التوقيعات المتعددة ممكنًا، وبالتالي تبسيط وتسريع معالجة المعاملات (مثل التبادل الذري، ومحافظ التوقيع المتعددة، والمدفوعات الشرطية). وضعت هذه الترقيات الأساس لقابلية البرمجة لبيتكوين.

في عام 2022، قدم المطور كيسي رودارمور "نظرية الأوردر"، التي تصف نظام ترقيم ذكي يسمح بإدخال بيانات عشوائية مثل الصور في معاملات بيتكوين. وقد فتح هذا آفاقًا جديدة لإدخال معلومات الحالة وبيانات التعريف مباشرةً على سلسلة بيتكوين، مما يوفر أفكارًا جديدة للتطبيقات مثل العقود الذكية التي تحتاج إلى الوصول إلى بيانات الحالة والتحقق منها.

حالياً، تعتمد معظم المشاريع التي تعزز من قابلية البرمجة لبيتكوين على الشبكات من الطبقة الثانية (L2)، مما يتطلب من المستخدمين الثقة في جسور الشبكات المتعددة، مما يشكل عائقاً رئيسياً أمام L2 للحصول على المستخدمين والسيولة. بالإضافة إلى ذلك، يفتقر بيتكوين إلى آلة افتراضية أصلية أو قابلية البرمجة، مما يجعل من المستحيل تحقيق الاتصال بين L2 وL1 دون إضافة افتراضات ثقة إضافية.

تحاول RGB و RGB++ و Arch Network تعزيز قابلية البرمجة من الخصائص الأصلية لبيتكوين، من خلال توفير العقود الذكية وقدرات المعاملات المعقدة بطرق مختلفة:

1. RGB هو عبارة عن نظام لعقود ذكية يتم التحقق منه من خلال عميل خارج السلسلة، حيث يتم تسجيل تغييرات حالة العقد الذكي في UTXO الخاص ببيتكوين. على الرغم من أنه يمتلك بعض مزايا الخصوصية، إلا أنه معقد الاستخدام ويفتقر إلى قابلية تجميع العقود، مما يؤدي إلى تباطؤ التطور حاليًا.

2. RGB++ هو حل توسيعي آخر يعتمد على فكرة RGB من Nervos، لا يزال يعتمد على ربط UTXO، ولكنه يعتبر السلسلة نفسها كعميل موثق ذو توافق، ويقدم حلاً لأصول البيانات الوصفية عبر السلاسل، ويدعم نقل أي هيكل UTXO.

3. يوفر Arch Network حلاً للعقود الذكية الأصلية لبيتكوين، وقد أنشأ آلة افتراضية ZK وشبكة متعلقة بالعقدة المصدق، من خلال تجميع المعاملات لتسجيل تغييرات الحالة ومراحل الأصول في معاملات بيتكوين.

! UTXO Binding: شرح مفصل لمخططات عقود BTC الذكية: RGB و RGB ++ و Arch Network

RGB

RGB هو فكرة توسيع العقود الذكية في مجتمع بيتكوين في المراحل المبكرة، من خلال طريقة تغليف UTXO لتسجيل بيانات الحالة، مما وفر فكرة مهمة للتوسع الأصلي لبيتكوين في المستقبل.

تستخدم RGB طريقة التحقق خارج السلسلة، حيث يتم نقل التحقق من نقل الرموز من طبقة إجماع البيتكوين إلى خارج السلسلة، ويتم التحقق من قبل عملاء مرتبطين بمعاملات معينة. تقلل هذه الطريقة من احتياجات البث على مستوى الشبكة، مما يحسن الخصوصية والكفاءة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة المعززة للخصوصية هي أيضًا سيف ذو حدين. على الرغم من أن السماح فقط للعقد المرتبطة بمعاملات معينة بالمشاركة في التحقق يعزز حماية الخصوصية، إلا أنه يؤدي أيضًا إلى عدم رؤية الطرف الثالث، مما يجعل العمليات الفعلية معقدة وصعبة التطوير، وتجربة المستخدم أقل جودة.

قدمت RGB مفهوم الأختام ذات الاستخدام الواحد. يمكن إنفاق كل UTXO مرة واحدة فقط، مما يعني أنه يتم قفل UTXO عند إنشائه، ويتم فتحه عند إنفاقه. يتم encapsulating حالة العقد الذكي من خلال UTXO وإدارتها بواسطة الأختام، مما يوفر آلية فعالة لإدارة الحالة.

! UTXO Binding: شرح مفصل لحلول عقود BTC الذكية: RGB و RGB ++ و Arch Network

RGB ++

RGB++ هو حل توسيع آخر مبني على فكرة RGB من Nervos، لا يزال يعتمد على ربط UTXO.

تستخدم RGB++ سلسلة UTXO القابلة للبرمجة (مثل CKB أو سلاسل أخرى) لمعالجة البيانات خارج السلسلة والعقود الذكية، مما يعزز قابلية البرمجة لبيتكوين، ويضمن الأمان من خلال ربط BTC المتجانس.

تستخدم RGB++ سلسلة UTXO القابلة للبرمجة الكاملة. من خلال استخدام سلسلة UTXO القابلة للبرمجة الكاملة مثل CKB كسلسلة ظل، يمكن لـ RGB++ معالجة البيانات خارج السلسلة والعقود الذكية. لا يمكن لهذه السلسلة فقط تنفيذ العقود الذكية المعقدة، ولكن يمكن أيضًا ربطها بـ بيتكوين UTXO، مما يزيد من قابلية البرمجة ومرونة النظام. بالإضافة إلى ذلك، يضمن الربط المتساوي بين UTXO الخاص بـ بيتكوين وUTXO الخاص بسلسلة الظل توافق الحالة والأصول بين السلسلتين، مما يضمن أمان المعاملات.

تمتد RGB++ إلى جميع سلاسل UTXO القابلة للبرمجة، ولم تعد مقتصرة على CKB، مما يعزز التشغيل المتبادل عبر السلاسل وسيولة الأصول. يسمح هذا الدعم المتعدد السلاسل لـ RGB++ بالتكامل مع أي سلسلة UTXO قابلة للبرمجة، مما يعزز مرونة النظام. في نفس الوقت، تحقق RGB++ عبر ربط UTXO المتناظر عملية نقل عبر السلاسل بدون جسر، مما يتجنب مشكلة "العملة المزيفة"، ويضمن صحة الأصول وتناسقها.

من خلال استخدام سلسلة الظل للتحقق على السلسلة، قامت RGB++ بتبسيط عملية التحقق من العميل. يحتاج المستخدم فقط إلى التحقق من المعاملات ذات الصلة على سلسلة الظل للتحقق من صحة حساب حالة RGB++. لا تعمل هذه الطريقة للتحقق على السلسلة على تبسيط عملية التحقق فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين تجربة المستخدم. نظرًا لاستخدام سلسلة الظل القابلة للبرمجة، تتجنب RGB++ الإدارة المعقدة لـ UTXO في RGB، مما يوفر تجربة أكثر تبسيطًا وصداقة للمستخدم.

شبكة آرتش

يتكون Arch Network بشكل رئيسي من Arch zkVM وشبكة عقد التحقق Arch، حيث تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية (zk-proofs) وشبكة التحقق اللامركزية لضمان أمان وخصوصية العقود الذكية، وهي أسهل استخدامًا من RGB، ولا تتطلب ربط سلسلة UTXO أخرى مثل RGB++.

يستخدم Arch zkVM RISC Zero ZKVM لتنفيذ العقود الذكية وإنشاء إثباتات عدم المعرفة، ويتم التحقق منها من قبل شبكة من نقاط التحقق اللامركزية. يعتمد هذا النظام على نموذج UTXO، حيث يتم تغليف حالة العقد الذكي في State UTXOs لزيادة الأمان والكفاءة.

تستخدم UTXOs الأصول لتمثيل بيتكوين أو رموز أخرى، ويمكن إدارتها من خلال التفويض. يتحقق شبكة Arch من محتوى ZKVM من خلال اختيار عشوائي لعقدة القائد، ويجمع توقيعات العقد باستخدام خطة توقيع FROST، ثم يقوم في النهاية ببث الصفقة إلى شبكة بيتكوين.

تقدم Arch zkVM آلة افتراضية كاملة من حيث قابلية البرمجة لبيتكوين، قادرة على تنفيذ عقود ذكية معقدة. بعد كل تنفيذ لعقد ذكي، تولد Arch zkVM إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من صحة العقد وتغير الحالة.

Arch يستخدم أيضًا نموذج UTXO الخاص ببيتكوين، حيث يتم encapsulated الحالة والأصول في UTXO، ويتم تحويل الحالة من خلال مفهوم الاستخدام الفردي. يتم تسجيل بيانات الحالة لعقود الذكية كـ state UTXOs، بينما يتم تسجيل الأصول الأصلية كـ Asset UTXOs. يضمن Arch أن يتم إنفاق كل UTXO مرة واحدة فقط، مما يوفر إدارة حالة آمنة.

على الرغم من أن Arch لم يبتكر هيكل blockchain، إلا أنه يحتاج إلى شبكة عقد التحقق. خلال كل فترة Arch Epoch، يختار النظام عشوائيًا عقدة Leader بناءً على الحقوق، تكون مسؤولة عن نشر المعلومات المستلمة إلى جميع عقد التحقق الأخرى في الشبكة. يتم التحقق من جميع zk-proofs بواسطة شبكة عقد التحقق اللامركزية، مما يضمن أمان النظام ومقاومته للرقابة، ويولد توقيعات لعقدة Leader. بمجرد أن يتم توقيع المعاملة من قبل العدد المطلوب من العقد، يمكن بثها على شبكة بيتكوين.

! UTXO Binding: شرح مفصل لحلول العقود الذكية BTC RGB و RGB ++ و Arch Network

ملخص

في تصميم قابلية برمجة بيتكوين، تتميز RGB وRGB++ وArch Network كل منها بخصائصها الفريدة، لكنها جميعًا تستمر في اتباع فكرة ربط UTXO، حيث أن خاصية مصادقة الاستخدام الواحد لـ UTXO أكثر ملاءمة لتسجيل حالة العقود الذكية.

ومع ذلك، فإن هذه الحلول لها عيوب واضحة، وهي تجربة المستخدم السيئة، وتأخير التأكيد المنخفض والأداء المتدني المتوافق مع بيتكوين. لقد وسعت الوظائف، لكنها فشلت في تحسين الأداء، وهو ما يتضح بشكل خاص في Arch وRGB. على الرغم من أن تصميم RGB++ قد حسّن تجربة المستخدم من خلال إدخال سلسلة UTXO عالية الأداء، إلا أنه أدخل أيضًا افتراضات أمان إضافية.

مع انضمام المزيد من المطورين إلى مجتمع بيتكوين، سنرى المزيد من خطط التوسع، مثل اقتراح ترقية op-cat الذي يتم مناقشته بنشاط. يجب أن تكون الحلول التي تتماشى مع الخصائص الأصلية لبيتكوين محور التركيز، حيث تعتبر طريقة ربط UTXO أكثر الطرق فعالية لتوسيع طريقة برمجة بيتكوين دون ترقية شبكة بيتكوين. طالما يمكن حل مشكلات تجربة المستخدم، ستكون هذه خطوة كبيرة نحو عقود بيتكوين الذكية.