Ekspansi Kontrak Cerdas Bitcoin: Evolusi dari RGB ke Arch Network

Bitcoin sebagai blockchain dengan likuiditas terbaik dan keamanan tertinggi, setelah gelombang inskripsi menarik banyak pengembang. Para pengembang ini dengan cepat memfokuskan diri pada masalah pemrograman dan skalabilitas Bitcoin. Dengan memperkenalkan berbagai solusi inovatif seperti ZK, DA, sidechain, rollup, dan restaking, ekosistem Bitcoin sedang mengalami kemakmuran yang belum pernah terjadi sebelumnya, menjadi fokus utama dalam pasar bull saat ini.

Namun, banyak desain yang ada saat ini mengikuti pengalaman skala dari platform smart contract seperti Ethereum, yang sering kali bergantung pada jembatan lintas rantai terpusat, yang menjadi potensi kelemahan sistem. Sangat sedikit solusi yang dirancang berdasarkan karakteristik Bitcoin itu sendiri, yang berkaitan dengan pengalaman pengembang Bitcoin yang kurang baik. Bitcoin tidak dapat menjalankan smart contract secara langsung seperti Ethereum karena berbagai alasan:

1. Bahasa skrip Bitcoin membatasi kelengkapan Turing demi keamanan, sehingga tidak dapat menjalankan smart contract yang kompleks.
2. Penyimpanan blockchain Bitcoin dioptimalkan untuk transaksi sederhana, tidak cocok untuk smart contract yang kompleks.
3. Bitcoin kekurangan mesin virtual untuk menjalankan smart contract.

Implementasi pemisahan saksi pada tahun 2017 (SegWit) memperluas batas ukuran blok Bitcoin; peningkatan Taproot pada tahun 2021 memungkinkan verifikasi tanda tangan massal, sehingga menyederhanakan dan mempercepat pemrosesan transaksi (seperti pertukaran atom, dompet tanda tangan ganda, dan pembayaran bersyarat). Peningkatan ini meletakkan dasar bagi programabilitas Bitcoin.

Pada tahun 2022, pengembang Casey Rodarmor mengajukan "Ordinal Theory", yang merangkum sebuah skema untuk memberi nomor pada unit terkecil dalam transaksi Bitcoin (satoshi), sehingga memungkinkan untuk menyematkan gambar dan data lainnya dalam transaksi Bitcoin. Ini membuka jalur baru untuk menyematkan informasi status dan metadata langsung di dalam rantai Bitcoin, memberikan ide baru untuk aplikasi seperti smart contract yang memerlukan data status yang dapat diakses dan diverifikasi.

Saat ini, sebagian besar proyek yang meningkatkan kemampuan pemrograman Bitcoin bergantung pada jaringan lapisan dua (L2), yang mengharuskan pengguna untuk mempercayai jembatan lintas rantai, menjadi hambatan utama bagi L2 untuk mendapatkan pengguna dan likuiditas. Selain itu, Bitcoin kekurangan mesin virtual bawaan atau kemampuan pemrograman, sehingga tidak dapat mewujudkan komunikasi antara L2 dan L1 tanpa memperkenalkan asumsi kepercayaan tambahan.

RGB, RGB++, dan Arch Network berusaha untuk meningkatkan kemampuan pemrograman Bitcoin dengan memanfaatkan atribut asli Bitcoin, menyediakan smart contract dan kemampuan transaksi kompleks melalui berbagai metode:

1. RGB adalah skema smart contract yang diverifikasi melalui klien off-chain, yang mencatat perubahan status smart contract dalam UTXO Bitcoin. Meskipun memiliki beberapa keuntungan privasi, penggunaannya rumit, kurangnya komposabilitas kontrak, dan perkembangannya relatif lambat.

2. RGB++ adalah jalur ekspansi lain dari Nervos yang didasarkan pada pemikiran RGB, masih berdasarkan ikatan UTXO, tetapi menjadikan rantai itu sendiri sebagai klien validator konsensus, menyediakan solusi lintas rantai untuk aset metadata, mendukung transfer aset dari rantai dengan struktur UTXO apa pun.

3. Arch Network menyediakan solusi smart contract asli untuk Bitcoin, menciptakan ZK virtual machine dan jaringan validator node yang sesuai, dengan mengagregasi transaksi untuk merekam perubahan status dan aset dalam transaksi Bitcoin.

RGB

RGB adalah pemikiran perluasan smart contract awal di komunitas Bitcoin, yang merekam data status melalui metode pengemasan UTXO, memberikan pemikiran penting untuk perluasan asli Bitcoin di masa mendatang.

RGB menggunakan metode verifikasi off-chain, memindahkan verifikasi transfer token dari lapisan konsensus Bitcoin ke off-chain, yang dilakukan oleh klien terkait transaksi tertentu. Metode ini mengurangi kebutuhan penyiaran di seluruh jaringan, meningkatkan privasi dan efisiensi. Namun, cara peningkatan privasi ini juga merupakan pedang bermata dua. Meskipun dengan hanya mengizinkan node terkait transaksi tertentu untuk berpartisipasi dalam pekerjaan verifikasi meningkatkan perlindungan privasi, hal ini juga menyebabkan ketidakjelasan bagi pihak ketiga, membuat operasi aktual menjadi rumit dan sulit untuk dikembangkan, serta pengalaman pengguna yang buruk.

RGB memperkenalkan konsep segel sekali pakai. Setiap UTXO hanya dapat dibelanjakan sekali, setara dengan mengunci saat membuat UTXO dan membukanya saat dibelanjakan. Status smart contract dibungkus melalui UTXO dan dikelola melalui segel, menyediakan mekanisme manajemen status yang efektif.

RGB++

RGB++ adalah jalur ekstensi lain yang didasarkan pada pemikiran RGB, masih berlandaskan pada pengikatan UTXO.

RGB++ memanfaatkan rantai UTXO yang Turing lengkap (seperti CKB atau rantai lainnya) untuk memproses data off-chain dan smart contract, yang lebih meningkatkan kemampuan pemrograman Bitcoin, dan menjamin keamanan melalui pengikatan homomorfik BTC.

RGB++ menggunakan rantai UTXO yang lengkap Turing sebagai rantai bayangan, mampu menjalankan kontrak pintar yang kompleks, dan terikat dengan UTXO Bitcoin, meningkatkan pemrograman sistem dan fleksibilitas. UTXO Bitcoin dan UTXO rantai bayangan terikat secara isomorfik, memastikan konsistensi status dan aset antara kedua rantai, menjamin keamanan transaksi.

RGB++ diperluas ke semua rantai UTXO yang Turing lengkap, tidak lagi terbatas pada CKB, meningkatkan interoperabilitas lintas rantai dan likuiditas aset. Dukungan multichain ini memungkinkan RGB++ untuk digabungkan dengan rantai UTXO Turing lengkap mana pun, meningkatkan fleksibilitas sistem. Pada saat yang sama, melalui pengikatan isomorfik UTXO, lintas rantai tanpa jembatan dicapai, menghindari masalah "uang palsu", dan memastikan keaslian serta konsistensi aset.

Melalui shadow chain untuk verifikasi on-chain, RGB++ menyederhanakan proses verifikasi klien. Pengguna hanya perlu memeriksa transaksi terkait di shadow chain untuk memverifikasi keakuratan perhitungan status RGB++. Metode verifikasi on-chain ini tidak hanya menyederhanakan proses verifikasi, tetapi juga mengoptimalkan pengalaman pengguna. Dengan menggunakan shadow chain yang Turing-complete, RGB++ menghindari manajemen UTXO RGB yang kompleks, memberikan pengalaman yang lebih sederhana dan ramah pengguna.

Arch Network

Arch Network terutama terdiri dari Arch zkVM dan jaringan node validasi Arch, menggunakan bukti nol pengetahuan (zk-proofs) dan jaringan validasi terdesentralisasi untuk memastikan keamanan dan privasi smart contract, lebih mudah digunakan dibandingkan RGB, dan tidak perlu mengikat ke rantai UTXO lain seperti RGB++.

Arch zkVM menggunakan RISC Zero ZKVM untuk mengeksekusi smart contract dan menghasilkan bukti nol pengetahuan, yang divalidasi oleh jaringan node verifikasi terdesentralisasi. Sistem ini berjalan berdasarkan model UTXO, membungkus status smart contract dalam State UTXOs untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi.

Asset UTXOs digunakan untuk mewakili Bitcoin atau token lainnya, yang dapat dikelola melalui delegasi. Jaringan verifikasi Arch memvalidasi konten ZKVM melalui node leader yang dipilih secara acak, dan menggunakan skema tanda tangan FROST untuk mengagregasi tanda tangan node, akhirnya menyiarkan transaksi ke jaringan Bitcoin.

Arch zkVM menyediakan mesin virtual yang Turing-complete untuk Bitcoin, mampu mengeksekusi kontrak pintar yang kompleks. Setiap kali kontrak pintar dieksekusi, Arch zkVM menghasilkan bukti nol-pengetahuan untuk memverifikasi keabsahan kontrak dan perubahan status.

Arch juga menggunakan model UTXO Bitcoin, di mana status dan aset dibungkus dalam UTXO, dan melakukan transisi status melalui konsep penggunaan tunggal. Data status smart contract dicatat sebagai state UTXOs, sementara aset data asli dicatat sebagai Asset UTXOs. Arch memastikan bahwa setiap UTXO hanya dapat digunakan sekali, menyediakan manajemen status yang aman.

Arch meskipun tidak menginovasi struktur blockchain, tetapi perlu memverifikasi jaringan node. Selama setiap Arch Epoch, sistem secara acak memilih node Leader berdasarkan hak kepemilikan, yang bertanggung jawab untuk menyebarkan informasi yang diterima ke semua node validator lainnya di jaringan. Semua zk-proofs diverifikasi oleh jaringan node validator terdesentralisasi, memastikan keamanan dan ketahanan sistem terhadap sensor, dan menghasilkan tanda tangan untuk node Leader. Setelah transaksi ditandatangani oleh jumlah node yang dibutuhkan, transaksi dapat disiarkan di jaringan Bitcoin.

Ringkasan

Dalam desain pemrograman Bitcoin, RGB, RGB++, dan Arch Network masing-masing memiliki ciri khas, tetapi semuanya melanjutkan pemikiran pengikatan UTXO, atribut otorisasi sekali pakai UTXO lebih cocok untuk merekam status smart contract.

Namun, solusi ini juga memiliki kekurangan yang jelas, terutama dalam hal pengalaman pengguna yang buruk, dengan keterlambatan konfirmasi dan kinerja rendah yang sama dengan Bitcoin, hanya memperluas fungsi tanpa meningkatkan kinerja, yang sangat jelas terlihat dalam Arch dan RGB. Desain RGB++ meskipun telah menawarkan pengalaman pengguna yang lebih baik dengan memperkenalkan rantai UTXO berkinerja tinggi, tetapi juga memperkenalkan asumsi keamanan tambahan.

Seiring dengan semakin banyaknya pengembang yang bergabung dengan komunitas Bitcoin, kita akan melihat lebih banyak solusi skalabilitas, seperti proposal peningkatan op-cat yang sedang dibahas secara aktif. Solusi yang sesuai dengan sifat asli Bitcoin patut diperhatikan, metode pengikatan UTXO adalah cara paling efektif untuk memperluas cara pemrogramannya tanpa meningkatkan jaringan Bitcoin. Selama dapat menyelesaikan masalah pengalaman pengguna, ini akan menjadi kemajuan besar untuk smart contract Bitcoin.