Giải thích chi tiết về AVM: Hợp đồng thông minh Bitcoin dựa trên máy ảo mô phỏng

Tác giả: BitcoinSquare

Về điều này Tuần sau, @atomicalsxyz đã phát hành sách trắng máy ảo AVM mới nhất. Tôi tin rằng mọi người vẫn còn nhớ $ATOM và $quark của năm ngoái cũng như các mã thông báo ARC-20 khác trong đêm giao thừa. Nội dung cụ thể của sách trắng AVM của Atomicals là gì. giao thức này sẽ có tác động gì đến hệ sinh thái Bitcoin tiếp theo? Hãy cùng phân tích nội dung của thỏa thuận và sách trắng.

1. Bối cảnh

Với hệ sinh thái Bitcoin Sự phát triển các công nghệ như Segwit, Taproot, Schnorr, MAST và Taproot Scripts đã dẫn đến sự xuất hiện của các ứng dụng mới. Trên cơ sở đó, nhiều phương thức phát hành token Bitcoin đã ra đời, điều này cũng thúc đẩy sự phát triển không ngừng của hệ sinh thái Bitcoin.

Sự ra đời của giao thức Ordinals có liên quan chặt chẽ đến khái niệm satoshi trên mạng Bitcoin. Giao thức này giới thiệu các khái niệm về Lệnh và Chữ khắc. Số thứ tự là số duy nhất được gán cho mỗi satoshi theo thứ tự khai thác. Cho dù satoshi được chuyển giữa các ví khác nhau như thế nào thì số nhận dạng thứ tự của nó luôn giữ nguyên. Việc khắc chữ được thực hiện bằng cách ghi thông tin về Satoshi. Kết hợp SegWit và Taproot, giao thức Ordinals cho phép ghi một tệp hoặc dòng chữ nhỏ hơn 4 MB cho mỗi satoshi trên chuỗi khối Bitcoin. Khi hệ sinh thái Bitcoin phát triển, người sáng lập Ordinals Casey đã đề xuất sử dụng Runes thay thế cho BRC-20. So với BRC-20, Runes giảm lớp đồng thuận của máy chủ và trở nên đơn giản hơn, đồng thời không phụ thuộc vào dữ liệu ngoài chuỗi và không yêu cầu mã thông báo gốc. Nó rất phù hợp với mô hình UTXO gốc của Bitcoin.

Sự ra đời của giao thức Atomics mà chúng tôi sắp giới thiệu cũng là một sự trùng hợp ngẫu nhiên. Lúc đầu, người sáng lập Arthur muốn phát triển DID dựa trên giao thức Ordinals. dự án này được phát hành lần đầu tiên, nhưng một số hạn chế đã được phát hiện trong quá trình này. Sau đó, vào tháng 5 năm 2023, dòng tweet khái niệm về thỏa thuận không thể được đăng trên Twitter, và sau đó nó được chính thức ra mắt vào tháng 9 năm ngoái. Khái niệm ARC-20 trong Atomics thực ra không phải là giao thức ghi chữ mà nhiều người hiểu. Nó giống như một loại tiền tệ có màu sắc sử dụng sat, đơn vị nhỏ nhất của Bitcoin, làm “nguyên tử” cơ bản. Tính năng độc đáo của nó là mỗi thế hệ Coin. các đơn vị được hỗ trợ bởi ít nhất một đơn vị Satoshi và hoạt động theo cùng các quy tắc để gửi và nhận Bitcoin bằng cách sử dụng kiến ​​trúc UTXO đầu ra giao dịch chưa chi tiêu.

Khi theo dõi các giao dịch lịch sử và tính toán số dư tài sản ARC-20 hiện tại, người ta chỉ cần kiểm tra UTXO Bitcoin được liên kết với mã thông báo ARC-20. mô-đun lưu trữ ngoài chuỗi. Điểm này là điểm khác biệt chính giữa giao thức ARC-20 và BRC-20, vì giao thức BRC-20 thường dựa vào các bộ chỉ mục ngoài chuỗi và các lớp lưu trữ ngoài chuỗi. Giao thức ARC-20 giảm đáng kể chi phí của các máy chủ chỉ mục và cải thiện tính phân cấp của nó dựa trên mạng BTC, không tạo ra các giao dịch dư thừa và duy trì tính nguyên tử giống như BTC, khiến nó phù hợp cho sự phát triển của nhiều loại tiền gốc. các ứng dụng. Giao thức Atomics không chỉ muốn phát hành tài sản mà còn cung cấp các kịch bản sử dụng tài sản phong phú hơn để nâng cao tính thanh khoản và mở rộng chức năng của chúng.

2. AVM là gì

Thiết kế ban đầu của Bitcoin Nó là một hệ thống tiền điện tử ngang hàng với khả năng lưu trữ dữ liệu tập lệnh nhất định và Mã OP cơ bản Cho đến nay, tất cả các giao thức lớp phủ trên Bitcoin đều dựa trên các máy trạng thái cố định hoặc được xác định trước. Về cơ bản, tất cả các giao thức lớp phủ đều chia sẻ hai máy trạng thái: một máy phát tín hiệu để tạo tài sản kỹ thuật số và một máy khác để quản lý việc chuyển các tài sản kỹ thuật số đó. Các quy tắc máy trạng thái vốn không thể thay đổi và được mã hóa cứng trong các bộ chỉ mục giao thức lớp phủ tương ứng – các nhà phát triển ứng dụng không thể tùy chỉnh hành vi của tài sản kỹ thuật số.

Tuy nhiên, do những hạn chế của mô hình UTXO và các quy tắc chuyển đổi trạng thái được xác định trước, mô hình không trạng thái này chỉ có thể xử lý việc quản lý hạn chế đối với một tài sản BTC duy nhất. Để thêm các tài sản mới như BRC20, ARC20, Runes, v.v. vào mạng Bitcoin, cần có mô hình "máy trạng thái" động phức tạp hơn để ghi lại việc lưu trữ, giao dịch và thay đổi trạng thái của những tài sản này. Một phương pháp là sử dụng các giao thức bên ngoài và giải pháp Lớp 2, chẳng hạn như Nervos Network, RGB, Lightning Network, v.v. đã được đề cập trong các bài viết trước của chúng tôi, để xây dựng mô hình "máy trạng thái" ngoài chuỗi trong khi phương pháp còn lại là trực tiếp; mở rộng chức năng Tập lệnh để thêm các mã hoạt động hoặc không gian lưu trữ mới, chẳng hạn như các đề xuất BIP như Covenant và OP_CAT. Tuy nhiên, vấn đề là phương pháp thứ nhất khó đạt được sự đồng thuận trong thời gian ngắn, còn phương pháp thứ hai thì không chắc chắn.

Máy ảo AVM cung cấp giải pháp trung gian, xây dựng môi trường thực thi máy ảo trực tiếp trên mạng chính Bitcoin để cung cấp khả năng xử lý đặc biệt. Phương pháp này cho phép tạo và chuyển giao tài sản phức tạp và cho phép các nhà phát triển ứng dụng tùy chỉnh và xác định đầy đủ bất kỳ quy tắc nào cho tài sản kỹ thuật số của họ. Ý tưởng cơ bản là cho phép các nhà phát triển đặt mã hợp đồng thông minh trong phân đoạn dữ liệu của giao dịch để tất cả các bên liên quan có thể thực thi nó. Bằng cách lưu trữ mã trên blockchain, các bên khác nhau có thể dễ dàng đồng bộ hóa trạng thái bằng cách thực thi logic theo cùng một cách.

3. Nguyên tắc hoạt động

Tất cả chúng ta đều biết về hợp đồng thông minh Ngôn ngữ lập trình phải có ít nhất các thuộc tính chính sau: thời gian chạy có thể dự đoán được, tính đầy đủ của Turing và khả năng thực thi hiệu quả trên các hệ thống bị hạn chế về tài nguyên. Đánh giá từ các yêu cầu trên, Bitcoin Script rất phù hợp như một bộ hướng dẫn xác định các quy tắc tạo và chuyển giao tài sản kỹ thuật số. Mã chương trình hợp đồng thông minh được lưu trữ trong các giao dịch Bitcoin và bộ chỉ mục giao thức lớp phủ thực thi mã này để thực hiện các lệnh gọi phương thức và chuyển đổi trạng thái khác nhau. Tất cả các bên liên quan đều thực hiện cùng một logic và đạt được các chuyển đổi trạng thái giống nhau, dẫn đến sự đồng thuận tự phát.

Tạo và thực thi nhiều hợp đồng thông minh khác nhau bao gồm các tài sản kỹ thuật số bằng cách mô phỏng máy ảo Bitcoin và trình thông dịch tập lệnh của nó. Chuỗi khối Bitcoin hoạt động như một nhà cung cấp dữ liệu và dấu thời gian, lưu trữ các chương trình hợp đồng thông minh trên chuỗi, nhưng việc thực thi các chương trình này xảy ra trong thời gian chạy hộp cát bởi một bộ chỉ mục giao thức lớp phủ. Nút chỉ mục giao thức phủ sóng được vận hành chung bởi các nhà phát triển ứng dụng, nhà cung cấp dịch vụ và người dùng, do đó hình thành nên sự đồng thuận mới nổi:

1. nhận ra các thuộc tính Turing-complete thông qua PDA ngăn xếp kép;

2. Môi trường vận hành Sandbox: Toàn bộ trình mô phỏng nằm trong môi trường cách ly được kiểm soát, do đó việc thực thi trong hộp cát và việc thực thi bên ngoài hộp cát không can thiệp lẫn nhau;

3. Băm trạng thái: cho phép người tham gia xác minh xem trạng thái của người lập chỉ mục của họ có đồng bộ hóa chính xác để ngăn chặn khả năng gây khó chịu hay không sự không nhất quán của nhà nước.

Nói một cách đơn giản, AVM trực tiếp sử dụng không gian lưu trữ hạn chế của BTC hiện tại và khung xử lý Mã OP, bằng cách đưa một phương thức vào mỗi giao dịch mạng chính BTC đặc biệt. phương pháp mã hóa và giải mã, tức là môi trường hộp cát này là một phiên bản hợp lý của trình thông dịch tập lệnh Bitcoin, với một số khác biệt đáng kể, chẳng hạn như chấp nhận trực tiếp việc thực thi các tập lệnh khóa (scriptPubKey) và tập lệnh mở khóa (scriptSig), cũng như các tập lệnh khác nhau. các dữ liệu khác như trạng thái mã thông báo và ảnh chụp nhanh bộ nhớ được bảo vệ và môi trường này có thể hoàn thành một cách độc lập một bộ lưu trữ tài sản, hồ sơ giao dịch, v.v., sau đó triển khai xử lý hợp đồng thông minh phức tạp, đồng bộ hóa và xác minh trạng thái.

Bốn. Sự phát triển trong tương lai

AVM sẽ có gì trong Đối với những phát triển có thể xảy ra, nó cung cấp một môi trường thực thi nâng cao có khả năng xử lý các hợp đồng thông minh và dApp, được trang bị bộ hướng dẫn tùy chỉnh để nâng cao hiệu suất đồng thời giảm phí gas, tối ưu hóa các chức năng chuyển đổi trạng thái để tăng khả năng xử lý song song, từ đó cải thiện Thông lượng và khả năng mở rộng. Đồng thời, AVM đạt được khả năng tương tác và giao tiếp xuyên chuỗi. Nói một cách đơn giản, AVM cho phép giao thức Atomics thực hiện nhiều tác vụ khác nhau, không chỉ cơ chế phát hành mã thông báo đơn giản trước đây. Chỉ sau khi đáp ứng được các nhu cầu cơ bản về phát hành tài sản và quản lý tài sản, hệ sinh thái Bitcoin mới có thể thực sự phát triển và chỉ khi đó các ứng dụng và kiến ​​trúc hệ thống quy mô lớn hơn mới có thể được hiện thực hóa.

Mặc dù AVM có nhiều hạn chế, chẳng hạn như nó chỉ có thể vận hành nội dung ARC20 và tính sẵn có của một lớp hợp đồng thông minh ở tốc độ và tốc độ sản xuất khối mainnet là Ngoài ra, mặc dù ngôn ngữ kịch bản Bitcoin được thiết kế cho môi trường hạn chế về tài nguyên, các hợp đồng thông minh phức tạp vẫn có thể tiêu tốn một lượng lớn tài nguyên máy tính và vẫn còn nhiều nghi ngờ về hiệu quả thực thi. Nhưng sự xuất hiện của nó vẫn còn rất thú vị và chúng tôi mong muốn có những đột phá đổi mới công nghệ hơn nữa.