2023 年 10 月 9 日，區塊鏈基礎設施開發商 ZeroSync 的聯合創始人 Robin Linus 公佈了 BitVM 的白皮書，這是比特幣生態系統中的一項突破性創新。 BitVM 作為新興的比特幣擴充方案，正為比特幣帶來前所未有的可程式性和運算驗證能力。透過利用比特幣的現有腳本功能和 Taproot 技術，BitVM 能夠在不改變比特幣核心協議的情況下，實現複雜的鏈上和鏈下計算驗證。簡單來說，BitVM 有望實現智慧合約層面和去中心化應用的支援。
隨著技術的不斷進步，BitVM 也經歷了快速的發展和演變。從初代的 BitVM 透過引入複雜的邏輯閘和 Taproot 機制在比特幣區塊鏈上實現了可程式性，到 BitVM 1 使用虛擬 CPU 軌跡取代了先前使用的邏輯閘電路，再到 BitVM2 的無許可驗證和單次互動確定驗證結果的創新設計，每個版本的進化都代表了技術的重大突破。
本報告將從 BitVM 的基礎概念入手，解釋其如何透過比特幣腳本和 Taproot 技術實現複雜的運算驗證，並透過對比比特幣擴容賽道的競爭對手的特點，幫助讀者理解 BitVM 在整個比特幣擴容生態系中的定位和優勢。
作者：wuyue.eth，Web3Caff Research 研究員
封面：Photo by Casey Horner on Unsplash，Typography by Web3Caff Research
字數：全文共 18200+ 字
目錄
- 引言
- 比特幣功能限制
- 現有擴展技術的限制
- BitVM 的創新
- BitVM 白皮書技術詳解
- 基礎架構與工作原理
- 主根樹
- 基本工作流程
- 二進位電路承諾（Binary Circuit Commitment）
- 二進位電路邏輯閘
- 承諾方案（Commitment Scheme）
- Gate Constraints（閘約束）與 Copy Constraints（複製約束）
- 比特值承諾（Bit Value Commitment)
- 邏輯閘承諾（Logic Gate Commitment）
- 二进制电路承诺
- 挑戰-反應機制（Challenges and Responses）
- 預簽名交易（Pre-signed Transactions）
- 交互證明（Interactive Proving）
- 懲罰機制（Equivocation）
- BitVM 最佳化
- 比特虛擬機器 1
- 比特虛擬機器 2
- SNARK（零知識證明）驗證器
- 無許可驗證橋
- 應用案例分析—Bitlayer 橋接方案
- 競爭分析
- 比特幣擴容賽道的競爭對手
- RGB 與 RGB++（UTXO+客戶端驗證）
- 比特幣側鏈方案
- 多簽+ EVM 方案
- Rollup 方案
- RGB++ 與 BitVM
- BitVM 面臨的挑戰
- 比特幣擴容賽道的競爭對手
- 總結
- 參考文獻
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