Phân tích ngắn về ZKByte: Giải pháp mở rộng lớp 2 trên Bitcoin dựa trên ZK và BitVM
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Phân tích ngắn về ZKByte: Giải pháp mở rộng lớp 2 trên Bitcoin dựa trên ZK và BitVM
Tăng tốc độ, hiệu quả và tính bảo mật.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: ZKBase (trước đây là ZKSpace)
Mục tiêu chính của thiết kế này là xây dựng một mạng Layer2 được tùy chỉnh riêng cho blockchain Bitcoin. Mạng Layer2 Bitcoin nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong hệ sinh thái Bitcoin về các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bằng cách chuyển một phần công việc xử lý giao dịch ra khỏi mạng chính, thiết kế này hướng tới việc giảm tải tắc nghẽn trên mạng Bitcoin chính và đáng kể rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch.
Xét thấy khả năng tính toán hạn chế vốn có của máy ảo Bitcoin (VM), thiết kế của chúng tôi sử dụng BitVM – thể hiện tiềm năng thực thi hợp đồng thông minh giữa hai lớp mạng. Thông qua cơ chế thách thức và phản hồi, BitVM mở ra một phương pháp mới về khả năng lập trình trên mạng Bitcoin, phá vỡ những giới hạn truyền thống.
Để tăng cường tính bảo mật và toàn vẹn cho mạng Bitcoin Layer2, thiết kế tích hợp công nghệ bằng chứng không kiến thức (ZK) nhằm xác minh trạng thái. Các kỹ thuật mã hóa tiên tiến này cho phép mạng Bitcoin chính xác minh hiệu quả trạng thái của mạng Layer2 mà không làm tổn hại đến quyền riêng tư và tính bí mật của các giao dịch nền tảng. Bằng chứng không kiến thức có thể xác minh thông tin mà không tiết lộ chi tiết cụ thể của giao dịch, từ đó đảm bảo tính toàn vẹn của mạng Layer2 đồng thời bảo vệ quyền riêng tư.
Nhìn chung, thiết kế này nhằm nâng cao khả năng mở rộng, tốc độ và hiệu suất của mạng Bitcoin thông qua mạng Layer2, sử dụng BitVM để thực thi hợp đồng thông minh và tích hợp công nghệ bằng chứng không kiến thức để xác minh trạng thái, đồng thời duy trì tính riêng tư và an toàn cho các giao dịch nền tảng.
0. Kiến trúc
Blockchain Layer2 sử dụng mô hình tài khoản. Toàn bộ trạng thái của blockchain được xác minh thông qua zkVM dựa trên hệ thống chứng minh Halo2. Trạng thái Layer2 được đồng bộ với mạng Bitcoin chính, và mọi trạng thái Layer2 đều được xác minh bởi bộ xác minh bằng chứng không kiến thức (ZKP) được thực hiện bằng BitVM. Chúng tôi sử dụng một UTXO để theo dõi tất cả các trạng thái Layer2. Ngoài ra, chúng tôi còn sử dụng một oracle đáng tin cậy để đảm bảo rằng chỉ các đầu vào/đầu ra của kịch bản khóa/mở khóa tuân theo giao thức Layer2.
1. Ủy ban Layer2 và Oracle đáng tin cậy
Ủy ban Layer2 gồm một nhóm người dùng được chọn chịu trách nhiệm giám sát hoạt động tổng thể của mạng Layer2. Khi phát sinh vấn đề về giao thức, ủy ban có thể can thiệp và tạm dừng giao thức, bảo vệ tài sản của tất cả người dùng. Oracle đáng tin cậy đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh tính đúng đắn của UTXO và kịch bản đầu vào/đầu ra.
2. Từ lớp một sang lớp hai
Tạo một địa chỉ Taproot duy nhất trên mạng Bitcoin để đại diện cho giao thức Layer2. Khi tạo một UTXO và chuyển nó đến địa chỉ Taproot, UTXO tương ứng thực tế đã được "nạp tiền" từ mạng Bitcoin chính lên Layer2.
Tài khoản giao thức hoặc ủy ban xử lý quyền "chuyển nhượng" tất cả tài sản UTXO "nạp tiền" vào Layer2. Chỉ tài khoản giao thức, oracle đáng tin cậy hoặc ủy ban mới có thể thay đổi quyền sở hữu UTXO đã gửi. Oracle đáng tin cậy đảm bảo rằng giao dịch chuyển quyền sở hữu bao gồm kịch bản UTXO đầu ra đúng.
3. Khối đồng bộ với mạng chính Bitcoin
Toàn bộ trạng thái mạng Layer2 được đồng bộ với mạng chính Bitcoin dưới dạng khối. Đối với mỗi khối, cần cung cấp các thông tin sau:
· Giao dịch trong khối cụ thể;
· Trạng thái tài khoản mới sau khi áp dụng các giao dịch;
· UTXO mới ở trạng thái khối hiện tại (luôn sẵn sàng ngay cả khi giao thức bị phá vỡ);
· Thông tin khối của mạng Bitcoin;
· Bằng chứng không kiến thức (chứng minh việc chuyển đổi trạng thái từ khối trước đến khối hiện tại là chính xác). Tất cả các trạng thái này trên mạng chính Bitcoin được ghi lại trong lịch sử giao dịch UTXO.
3.1 Thêm thông tin về bằng chứng
Bằng chứng không kiến thức được dùng để xác minh tính đúng đắn của Layer2. Cố gắng chứng minh các nội dung sau:
· Giao dịch khối Layer2 được ký đúng cách.
· Trạng thái mới của tất cả tài khoản được xử lý chính xác.
· Tất cả giao dịch nạp tiền trước một khối cụ thể trên mạng chính Bitcoin đã được xử lý đúng.
· Đối với trạng thái hiện tại, việc phân bổ tất cả UTXO được tạo đúng.
3.2 Thử thách thông tin khối
Để đảm bảo tính chính xác của thông tin khối đã chỉ định trên mạng chính Bitcoin, chúng tôi sử dụng cơ chế thách thức và phản hồi. Người chứng minh có thể chứng minh độ chính xác của thông tin khối bằng cách chỉ ra rằng tồn tại N khối khác sau khối cụ thể trong khoảng thời gian khóa.
3.3 Mạch ZKP và tăng cường BitVM
Như bài báo BitVM đã chỉ ra, việc xác minh ZKP có thể biểu diễn thành một mạch nhị phân, có thể bị hai bên tham gia thách thức. Thông qua giao dịch đã ký trước, có thể gửi thách thức để lấy cam kết bit của mạch. Nếu tiết lộ 0 và 1 thì thách thức thành công. Để sử dụng BitVM xác minh ZKP, cần lưu ý hai điểm sau:
-
Cam kết mạch nhị phân giống nhau chỉ có thể sử dụng một lần. Nghĩa là nếu cam kết mạch giống nhau được dùng cho nhiều khối, có thể tiết lộ cam kết bit 0 và 1.
-
Đối với xác minh ZKP, ngoài việc kiểm tra tính thỏa mãn của mạch, cần kiểm tra thêm "đầu vào công khai".
Để khắc phục hai điểm yếu này, đối với mỗi khối Layer2, một mạch nhị phân duy nhất được tạo và "đầu vào công khai" được cố định. Kịch bản Bitcoin được dùng để xử lý băm và kiểm tra đầu vào công khai. Cam kết bit đầu vào công khai đúng được kiểm tra bởi oracle đáng tin cậy. Về tính thỏa mãn mạch, bất kỳ thành viên nào trong ủy ban đều có quyền đưa ra thách thức.
4. Từ Layer2 trở về mạng chính Bitcoin
Tài sản có thể di chuyển từ Layer2 về mạng chính Bitcoin theo hai cách: rút tiền (withdrawal) và rút tiền ép buộc (force-withdrawal). Giao dịch rút tiền được khởi tạo từ Layer2, mạch ZKP đảm bảo giao dịch được xử lý như mong đợi. Giao dịch rút tiền ép buộc được khởi tạo từ mạng Bitcoin.
4.1 Giao dịch rút tiền và rút tiền ép buộc
Giao dịch rút tiền khởi tạo từ Layer2 được xác minh bằng mạch ZKP để đảm bảo xử lý đúng giao dịch. Giao dịch rút tiền ép buộc khởi tạo từ mạng Bitcoin phải được bao gồm trong cập nhật trạng thái khối tiếp theo.
4.2 Phân bổ UTXO
Khi trạng thái khối được cập nhật, phân bổ UTXO cũng được đồng bộ. Trong trường hợp giao thức ngừng hoạt động, tất cả UTXO có thể được áp dụng để đảm bảo an toàn tài sản cho mọi người dùng. Trong các UTXO này, chỉ các UTXO rút tiền hoặc rút tiền ép buộc mới được ký bởi giao thức.
5. Thoát khỏi Layer2
Ngay khi ZKP chưa được xác minh, ủy ban phải dừng và thoát khỏi giao thức. Nếu giao thức dừng, ủy ban sẽ ký cho tất cả phân bổ UTXO được chỉ định trong trạng thái khối mới nhất của Layer2. Với chữ ký này, người dùng có thể rút tiền từ Layer2 mà không gặp tổn thất nào.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@ZKSpaceOfficial
