2023 年 10 月 9 日，区块链基础设施开发商 ZeroSync 的联合创始人 Robin Linus 公布了 BitVM 的白皮书，这是比特币生态系统中的一项突破性创新。BitVM 作为一种新兴的比特币扩容方案，正为比特币带来前所未有的可编程性和计算验证能力。通过利用比特币的现有脚本功能和 Taproot 技术，BitVM 能够在不改变比特币核心协议的情况下，实现复杂的链上和链下计算验证。简单来说，BitVM 有望实现智能合约层面和去中心化应用的支持。
随着技术的不断进步，BitVM 也经历了快速的发展和演变。从初代的 BitVM 通过引入复杂的逻辑门和 Taproot 机制在比特币区块链上实现了可编程性，到 BitVM 1 使用虚拟 CPU 轨迹取代了之前使用的逻辑门电路，再到 BitVM2 的无许可验证和单次交互确定验证结果的创新设计，每一个版本的进化都代表了技术的重大突破。
本篇报告将从 BitVM 的基础概念入手，解释其如何通过比特币脚本和 Taproot 技术实现复杂的计算验证，并通过对比比特币扩容赛道的竞争对手的特点，帮助读者理解 BitVM 在整个比特币扩容生态系统中的定位、优势及最新生态进展。
作者：wuyue.eth，Web3Caff Research 研究员
封面：Photo by Casey Horner on Unsplash，Typography by Web3Caff Research
字数：全文共计 18200+ 字
目录
- 引言
- 比特币功能限制
- 现有扩展技术的局限
- BitVM 的创新
- BitVM 白皮书技术详解
- 基础架构与工作原理
- Taproot 树
- 基本工作流程
- 二进制电路承诺（Binary Circuit Commitment）
- 二进制电路逻辑门
- 承诺方案（Commitment Scheme）
- Gate Constraints（门约束）与 Copy Constraints（复制约束）
- 比特值承诺（Bit Value Commitment)
- 逻辑门承诺（Logic Gate Commitment）
- 二进制电路承诺
- 挑战-响应机制（Challenges and Responses）
- 预签名交易（Pre-signed Transactions）
- 交互证明（Interactive Proving）
- 惩罚机制（Equivocation）
- BitVM 优化
- BitVM 1
- BitVM 2
- SNARK（零知识证明）验证器
- 无许可验证桥
- 应用案例分析—Bitlayer 桥接方案
- 竞争分析
- 比特币扩容赛道的竞争对手
- RGB 与 RGB++（UTXO+客户端验证）
- 比特币侧链方案
- 多签 + EVM 方案
- Rollup 方案
- RGB++ vs BitVM
- BitVM 面临的挑战
- 比特币扩容赛道的竞争对手
- 总结
- 参考文献
