Rollups to rozwiązania warstwy drugiej (L2), które są najbardziej znane z Ethereum. Chodzi w nich o skalowanie L1 poprzez przeniesienie warstwy wykonawczej transakcji poza łańcuch główny.
Rozwiązania Rollups łączą transakcje w grupy, wykonują je poza łańcuchem, który skalują, co w efekcie zmniejsza ilość danych, które muszą zostać przesłane i zapisane na łańcuchu.
Odciąża to sieć i pozwala oszczędzać na opłatach zachowując jednocześnie bezpieczeństwo warstwy bazowej. W przypadku Bitcoina wprowadzają one także programowalność nieograniczoną prostotą.
W świecie Ethereum istnieje mnóstwo L2 Rollups. Wykorzystują one techniki ZK, czyli dowody potwierdzające poprawność wszystkich operacji, jakie zostały wykonane na warstwie drugiej (ang. validity proofs), jak i działają Optymistycznie, czyli stosują dowody oszustwa (ang. fraud proofs). Rozwiązania Optimistic zakładają, że wszystko odbywa się poprawnie, dopóki ktoś nie udowodni, że jest inaczej, właśnie poprzez przedstawienie dowodu oszustwa. ZK od razu dostarczają dowód na poprawność danych. Ten dowód nazywa się “Dowodem Wiedzy Zerowej” (ang. Zero-Knowledge Proof).
Rozwiązania warstwy drugiej prężnie rozwijają się na Ethereum, natomiast z Bitcoinem jest jeden mały problem. Co prawda posiada on znane L2 o nazwie Lightning Network, a także wiele łańcuchów pobocznych (ang. sidechain), natomiast żadne z tych rozwiązań nie jest Rollup-em, a łańcuchy poboczne, w ogóle nie są uznawane za L2. No dobrze, ale jaki jest ten problem Bitcoina?
Bitcoin nie ma kompletności Turinga. Jest on bardzo prosty w swojej budowie co oznacza, że nie jest w stanie bezpośrednio zweryfikować dowodów ZK. Po prostu jest to niemożliwe bez aktualizacji sieci. Dlatego też projekty Rollups tworzące swoje rozwiązania muszą, albo przekonać wszystkich do wprowadzenia odpowiedniej aktualizacji, albo obejść ograniczenia stosując pewne “sztuczki” bez wprowadzania zmian w konsensusie Bitcoina.
Na szczęście dla nich, aktualizacje takie jak SegWit oraz Taproot znacznie zwiększyły możliwości największej z kryptowalut i mogą zostać wykorzystane do wspomnianych “sztuczek”.
Artykuł nie stanowi porady inwestycyjnej. Zawsze wykonaj własne badanie rynku i projektów.
Po co budować Bitcoin Rollups?
W swoich założeniach Bitcoin ma być prosty. Możliwości programowania zaawansowanych aplikacji nie tylko są niemożliwe w tej sieci, ale nie są też pożądane przez wielu fanów Bitcoina.
Z tego właśnie powodu powstało Ethereum, a następnie tysiące innych sieci.
Bitcoin oferuje najbezpieczniejszą, jedną z najbardziej zdecentralizowanych i najbardziej pożądanych przestrzeni blokowych na rynku. Ogromny sukces platform smart kontraktów jasno pokazał, że poza wysyłaniem prostych transakcji finansowych jest sporo innych potencjalnych wykorzystań kryptowalut, które przyciągają użytkowników i kapitał.
Sukces Ordinals i inskrypcji Bitcoina, kluczowy także z technicznego punktu widzenia dla Rollups na Bitcoinie, pokazał też, że wbrew pozorom, użytkownicy Bitcoina chcą robić inne rzeczy. Szukają okazji, a nie tylko kurczowo trzymają się swojego “Store of Value”. Jest popyt na nowe pomysły, które bez wcześniejszych aktualizacji nie byłyby możliwe, a dziś są rozwijane. Jednym z takich pomysłów są właśnie rozwiązania Rollups, kompatybilne z EVM, a więc oferujące te same możliwości co platformy smart kontraktów, tyle że korzystające z BTC jako natywnego tokena i zabezpieczone przez Bitcoina.
Dzięki takim rozwiązaniom Bitcoin otworzy się na nowe możliwości, stworzy zaawansowane aplikacje i zainteresuje większe grono projektów, programistów i co za tym idzie, zapewne inwestorów oraz spekulantów.
Najważniejsze w tym jest to, że aktualnie rozwijane rozwiązania nie wymagają żadnych zmian w Bitcoinie, co jest ich zaletą z punktu widzenia wielu maksymalistów BTC nieprzychylnie patrzących na wszystko, co tylko próbuje rozwijać ten projekt.
Techniki jakie wykorzystują projekty ZK-Rollup do swojego działania na Bitcoinie są różne, dlatego najlepiej będzie przedstawić je na przykładzie jednego z liderów ostatnich dni w tej narracji, który jak twierdzi stworzy pierwszy ZK-Rollup na Bitcoinie. Eksperci co prawda mają w tej kwestii nieco inne zdanie, ale o tym za chwilę.
Citrea
Citrea to jeden z pierwszych Rollup-ów Bitcoina wykorzystujących technologię Wiedzy Zerowej (ZK). Citrea wdraża własny zkEVM. Jest to specjalna implementacja maszyny wirtualnej Ethereum. Pozwala na tworzenie dowolnych aplikacji.
Grafika: https://www.blog.citrea.xyz/introducing-citrea
Citrea przetwarza duże paczki transakcji w zkEVM i przesyła do Bitcoin dowód wiedzy zerowej, który umożliwia łatwą weryfikację ważności danej partii operacji. Do tego celu wykorzystuje możliwości inskrypcji, stosowane przez Ordinals, czyli publikacji na Bitcoinie dowolnych danych.
Publikuje ona różnicę stanów pomiędzy dwoma partiami transakcji. Pozwala to oszczędzać ograniczone zasoby Bitcoina.
Dowody są regularnie udostępniane w blokach Bitcoina i pozwalają odzyskać cały stan Rollup-u każdemu węzłowi sieci przeglądając jedynie bloki Bitcoina. Może sprawdzać je jeden po drugim, aż do uzyskania najnowszego stanu L2. Możemy więc stwierdzić, że jest to w L2 z krwi i kości.
Podobnie jak w przypadku L2 Ethereum, produkcją bloków Citrea zajmuje się Sequencer.
Sequencer jest odpowiedzialny jedynie za porządkowanie i publikowanie bloków. Nie może kraść środków użytkowników ani ich zamrażać dzięki dowodom ZK i obecnemu w Citrea mechanizmowi wymuszania transakcji.
Jednak pojedynczy Sequencer zmniejsza odporność na cenzurę i uczciwe porządkowanie transakcji. Dlatego też Citrea pracuje nad zdecentralizowaną siecią Sequencerów.
Cirtea, jak każde L2, potrzebuje mostu, dzięki któremu przesłane zostaną BTC do rozwiązania warstwy drugiej. Do tego celu wykorzystuje ona BitVM.
BitVM
Jak już wspomniałem Bitcoin nie posiada kompletności Turinga, czyli możliwości wykonywania właściwie dowolnych operacji obliczeniowych.
BitVM jest kluczowym dla rozwiązań Rollup Bitcoina paradygmatem wprowadzającym system umożliwiający wykonywanie złożonych obliczeń poza łańcuchem i zapewnia ich weryfikację na łańcuchu, ale robi to tylko, gdy ktoś podważa ich poprawność. BitVM działa więc optymistycznie na zasadzie mechanizmu wyzwanie-odpowiedź.
BitVM jest rozwijany i znajduje się na bardzo wczesnym etapie, jednak odgrywa kluczową rolę w rozwiązaniach L2 i prawdopodobnie jest jednym z najważniejszych projektów Bitcoina ostatnich lat. Swoją budowę opiera o zaprogramowane za pomocą Script (języka Bitcoina) bramki logiczne.
Po szczegóły działania całego projektu zapraszam do whitepaper: https://bitvm.org/bitvm.pdf
Dzięki takiemu podejściu i przy użyciu odpowiedniej liczby bramek można zaprogramować właściwie dowolne funkcje, które niejako wprowadzają do Bitcoina kompletność Turinga.
Dlaczego to działa? Ponieważ o bramki logiczne oparta jest budowa... każdego komputera.
Tak. BitVM pozwala zbudować działający komputer na Bitcoinie, na który można pisać programy i to takie, które Bitcoin "zrozumie".
Same bramki to jednak za mało. Potrzebna jest weryfikacja.
W całym procesie biorą udział dwie strony; “Prover” i “Verifier”. Obie strony podpisują wstępnie sekwencję transakcji, umożliwiające im późniejszą “grę” typu wyzwanie-odpowiedź. Po wymianie wymaganych danych mogą dokonać wpłaty w łańcuchu BTC na adres Taproot, co aktywuje kontrakt. W tym miejscu rozpoczyna się działanie poza łańcuchem.
Gdy ktoś próbuje oszukiwać, druga strona może zakwestionować poprawność danych i zacząć wspomnianą grę. Oszust traci swój depozyt.
Dowody Citrea są natywnie weryfikowane na Bitcoinie za pośrednictwem BitVM, umożliwiając tym samym dwukierunkowy mechanizm wpłat i wypłat BTC do rozwiązania L2.
Wypłaty są autoryzowane wyłącznie za pomocą ważnych dowodów ZK, co oznacza, że żadna ze stron nie może ukraść powiązanych BTC z mostu.
Dzięki weryfikacji zapewnianej przez BitVM weryfikowane są nie tylko wypłaty, ale także dowody ZK i dzięki temu całe L2 Citrea.
Citrea używa BTC jako swojego natywnego tokena, ale jest on określany jako cBTC.
Cały system oparty o BitVM jest bezpieczny, dopóki przynajmniej jeden z wielu możliwych weryfikatorów jest uczciwy.
Występuje tu więc pewien element zaufania, którym jest 1 z n weryfikatorów, ale przy aktualnym stanie Bitcoina, bez zmian w jego działaniu, implementacja Rollupów działających w pełni bez zaufania jest niemożliwa.
I tutaj wracamy do ekspertów, takich jak choćby Alexei Zamyatin, założyciel projektu Build on Bitcoin (BoB) i Interlay.
Parafrazując jego słowa można powiedzieć, że całą sztuczką, jaką wykorzystują projekty ZK, jest działanie jako Optymistyczne Rollup-y dzięki BitVM, ale z wykorzystaniem kompresji zapewnianej przez dowody ZK.
Dowody ZK są więc tu weryfikowane optymistycznie.
Podsumowanie
BitVM i Citrea to projekty, które są opracowywane i o których jest głośno w ostatnim czasie w przestrzeni L2 Bitcoina, ale zdecydowanie nie są jedynymi rozwiązaniami, nad którymi prace wrą. Warto tutaj wspomnieć o podobnej w działaniu do opisanych sieci B2 Network. Inny pomysł proponuje Botanix oparty o zdecentralizowaną sieć multisig i wykorzystujący BTC jako stakowany token L2.
Swoją wersję drugą rozwija też jeden z największych projektów powiązanych z Bitcoinem, a mianowicie Stacks. Z kolei Sovyrn pracuje nad BitcoinOS, skalowalną siecią wielu interoperacyjnych Rollup-ów, które współdzielą bezpieczeństwo Bitcoina.
Ekosystem warstw drugich Bitcoina i projektów wykorzystujących jego łańcuch jako warstwę dostępności danych, rozwija się, a najnowsze pomysły oparte o dowody ZK i wspierające EVM wydają się wychodzić na czoło peletonu kiedyś kojarzonego tylko z Lightning Network.
Czy odniosą sukces? Nie wiadomo, ale zdecydowanie będziemy słyszeć o ich pomysłach i rozwoju w najbliższym czasie i choć żadne z tych rozwiązań nie działo jako “realny” ZK-Rollup, nie ulega wątpliwości, że progres w budowie różnych aplikacji i pomysłów wykorzystujących Bitcoina będzie przybierał na sile.
