BitVM：比特币智能合约引擎

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2023 年 10 月初，著名的区块链开发者 Robin Linus 发布了 BitVM 白皮书，BitVM 是比特币链上类似智能合约功能的计算引擎。 Linus 是业内的知名人物，他创建了 ZeroSync，这是一种比特币零知识证明协议。 他的最新创新 BitVM 有可能比 ZeroSync 平台对行业产生更深远的影响。

通过为比特币网络启用智能合约功能，BitVM 有潜力利用庞大的比特币持有者和交易者大军。 目前，智能合约和去中心化应用程序（DApps）与以太坊（ETH）和其他智能链紧密相关。 然而，世界上最大的区块链—比特币—却避开了正在进行的 DApp 革命。 BitVM 是即将改变现状的最新技术，也可能是最有前途的技术。

本文要点：

• BitVM 是一个计算引擎，旨在实现图灵完备的比特币智能合约，从而支持各种基于比特币的 DApp。
• BitVM 主要在链下处理交易，这最大限度地减少了比特币区块链上的计算负载。
• 与以太坊的 EVM 支持多方操作不同，BitVM 仅限于两方交易。 然而，开发人员可以探索将 BitVM 与比特币网络的第 2 层解决方案相结合，以解决此限制。

1、什么是 BitVM？

尽管比特币是第一个也是最大的区块链，但它本身并不具备运行智能合约的能力，而智能合约是支撑 DApp 的技术。 因此，它在很大程度上仍然是一个加密货币资产转移和存储的平台。

BitVM（比特币虚拟机）是一种计算引擎，旨在为比特币启用类似智能合约的功能。 BitVM 的白皮书于 2023 年 10 月 9 日发布，详细介绍了这一有希望的想法的技术实现。

可以将 BitVM 视为比特币链的附加计算层，开发人员可以使用它来支持类似智能合约的功能。 请注意，在讨论 BitVM 时，我们如何使用“类智能合约”一词，而不是简单的“智能合约”。 这是因为在以太坊上运行的复杂智能合约与 BitVM 的智能合约功能之间存在重要区别。

虽然以太坊智能合约能够支持多方交易，但 BitVM 的设计主要是为了支持两方交易交换。 我们将在后面的部分中更深入地探讨两者之间的区别。

BitVM 中的大部分处理都发生在链外，从而减少了比特币链上的负载并实现更高效的操作。 链下处理的交易被捆绑成批次，并发布到底层的比特币区块链，利用类似于optimistic rollups中使用的有效性确认模型。

BitVM 智能功能的一个重要特征是其图灵完备性。 图灵完备的系统能够执行任何复杂程度的计算任务。 BitVM 的图灵完备性确保该计算引擎可用于编写足够复杂的基于智能合约的应用程序。

2、BitVM 是如何工作的？

BitVM 的功能是通过比特币的 Taproot 升级实现的。 BitVM 使用将欺诈证明与质询响应协议相结合的模型来处理和验证两方（证明者和验证者）之间的交易。 证明者发起计算任务，并通过自己和验证者之间建立的通道发送该任务，然后验证者确认计算的有效性。 一旦经过验证，交易就会被添加到整理的整个批次中，以便发布到底层的比特币区块链。

如果验证者拒绝证明者发送的计算任务，则可以使用比特币的链上有效性检查机制来检查交易并解决争议。 此类争议中额外的链上验证可以保护证明者免受验证者虚假、错误的拒绝，并且该系统旨在惩罚不公正地拒绝证明者执行的合法计算的验证者。

同时，链上争议验证也旨在惩罚发送欺诈或不正确计算的证明者。 如果验证者的争议主张被认为是合理的，那么受到系统惩罚的是不诚实的证明者。

3、验证、效率和捆绑

虽然发生争议时额外的链上验证会消耗比特币区块链的资源，但不出现争议的双向交互是在 BitVM 环境中解决的，不会消耗比特币的资源。 关键思想是证明者和验证者之间的绝大多数双向交互不会导致争议。 因此，BitVM 交易对比特币链的总体影响将是最小的。

因此，BitVM 的模型假设发布到区块链的大多数交易都是有效的——这要归功于证明者和验证者之间的相互协议——除非提出欺诈指控。 这种假设类似于经典区块链乐观汇总中使用的假设。 虽然乐观汇总和 BitVM 使用的模型的确切技术细微差别有所不同，但计算引擎使用的验证模型通常可以描述为乐观验证技术的一种表示。

将交易打包成一批后，BitVM 然后将它们发布到比特币区块链上。 BitVM 使用的乐观验证模型和批处理式处理都显着减少了比特币的计算负载。 因此，BitVM 不仅能够在比特币上实现智能合约功能，而且还能以高效、低消耗的方式实现这一点。

4、BitVM 的比特币潜在用例

BitVM 开启了利用世界上最大的区块链超越简单比特币交易的巨大潜力。 BitVM 背后的技术及其图灵完备性使得大量 DApp 解决方案成为可能，其中大部分涉及两方交互。

BitVM 在比特币区块链上最有前途的一些用例包括以下内容。

• 自动或大批量支付解决方案

虽然比特币本身可以用于两方之间的普通点对点（P2P）支付，但其区块链上缺乏智能合约功能目前阻碍了基于大批量交易或自动化安排的复杂支付解决方案的使用。

有许多企业，特别是金融科技和供应链行业的企业，希望看到比特币具有这样的功能。 例如，BitVM 可以在交付商品或服务时自动履行付款义务。 由于 BitVM 高效的交易处理，两方之间频繁的小额支付也成为可能。

• 投注应用程序

投注 DApp 的核心功能涉及投注服务运营商和每个投注者之间的交易。 BitVM 可能会实现双向合约，即投注者向运营商下注，并根据他们投注的体育比赛和其他赛事的结果获得报酬或收费。

• 去中心化金融应用程序

BitVM 的类似智能合约的功能也可用于为某些去中心化金融 (DeFi) 应用程序提供支持。 计算引擎的一个潜在用例是应用程序，其中两方之间的交易链足以解决合同。 此类应用程序的一个例子是基于订单簿模型的去中心化交易所（DEX）。 在这种模式下，卖方和买方两方将签订交换加密货币的合同。

然而，BitVM 内缺乏多方功能可能会使一些更复杂的 DeFi 应用程序（例如基于自动做市商 (AMM) 的 DEX）在本地实施面临挑战。 AMM DEX 大量利用流动性池，许多用户从中存入资金并获得流动性池产生的交易费用的一部分。 因此，这些交换需要相当复杂的多方实施。

• 环保支付解决方案

作为能源的巨大消费者，比特币区块链并不是注重低环境影响的公司的首选。 BitVM 高效、低占用空间的处理模型可实现消耗很少能源的交易。 因此，该引擎可用于绿色支付解决方案。 例如，在农业部门，“绿色支付”一词是指对环境产生积极影响的支付（向生产者支付）。 BitVM 可用于开发促进这些农业支付的解决方案。

5、BitVM vs. EVM

BitVM 与以太坊虚拟机 (EVM) 有许多概念相似之处，以太坊虚拟机是为以太坊区块链提供动力的计算引擎。 EVM 是以太坊的重要组成部分，支持区块链上的智能合约和 DApp。

与 BitVM 类似，EVM 是一个图灵完备的系统，它允许开发人员创建具有复杂功能的应用程序。 然而，BitVM 和 EVM 也有一些区别。 这两种计算引擎之间的主要区别如下：

• BitVM 是一个仅支持两方操作的引擎，而 EVM 则具有多方功能。 这使得 EVM 能够利用更复杂的 DApp 合约。
• BitVM 的大部分交易处理都是在链外进行的，最大限度地减少了对底层比特币区块链的影响。 与 BitVM 不同，EVM 是一个链上引擎，所有操作都在以太坊的原生环境中进行。
• BitVM 是比特币区块链的可选附加引擎，其自身的操作不需要 BitVM。 相比之下，EVM 是以太坊区块链不可或缺的一部分； 没有EVM，就没有以太坊。

6、BitVM 的局限性

BitVM 的图灵完备比特币合约的核心概念堪称革命性的。 然而，尽管该引擎有很多优点和前景，但它也有一定的局限性。 BitVM 的一大限制是它无法处理多方交易，这限制了更复杂的计算和解决方案的使用。 随着现代 DApp 变得越来越复杂，多方功能变得至关重要。

BitVM 的另一个限制来自于繁重的链下处理负载（奇怪的是，这是其关键优点之一）。 虽然链下处理对于减少比特币网络的负载非常有效，但它会带来两个潜在的问题，第一个是链下资源上产生的负载。 大规模交易和应用程序可能会对链下计算资源提出大量需求，这可能会显着削弱 BitVM 的环境和效率优势。

第二个问题涉及交易安全。 比特币内置的加密安全机制在保护网络免受黑客攻击和欺诈方面有着出色的记录。 将大部分交易处理转移到链下不可避免地会给整个数据安全框架带来更多的弱点。

BitVM 的一些限制可以通过将该引擎与比特币第 2 层解决方案相结合来解决。 例如，在比特币区块链上运行的闪电网络协议能够支持更复杂的多方智能合约。

7、结束语

BitVM 提供的图灵完备比特币合约是一个革命性的概念，有可能从根本上改变加密货币行业的格局。 从 DeFi 和支付到博彩和供应链解决方案，各种 DApp 利基市场可能会从利用计算引擎中受益匪浅。

BitVM 也是一项重大事业，旨在吸引数百万 BTC 持有者更积极地参与加密行业，而不仅仅是资产转移和存储。 目前，近 5000 万个比特币地址的余额非零。 这对于使用 BitVM 的开发人员来说代表着巨大的潜力。

这种极具前景的计算引擎目前正处于概念开发的早期阶段。 它的白皮书于 2023 年 10 月上旬刚刚发布，开发者社区将会有一段时间对图灵完备的比特币合约概念“热身”。 在接下来的几个月里，我们可能会听到更多有关 BitVM 的信息！

原文链接：What Is BitVM and How Is It Different From EVM?

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