معلومات أساسية عن BitVM: دليل على الاحتيال وتنفيذ فكرة ZK Fraud Proof

دليل على الاحتيال هو حل تقني مستخدم على نطاق واسع في مجال blockchain، وقد نشأ في الأصل من مجتمع Ethereum، وتم اعتماده من قبل Arbitrum وOptimism وغيرها من Layer2 الخاصة بـ Ethereum. بعد ظهور بيئة Bitcoin في عام 2023، قدم Robin Linus خطة BitVM، التي تعتمد على فكرة دليل الاحتيال كأساس، وتعتمد على التكنولوجيا الحالية لـ Bitcoin، حيث تقدم نموذج أمان جديد لطبقة Bitcoin الثانية أو الجسور.

لقد شهد BitVM تطورات متعددة في النسخ النظرية، بدءًا من BitVM0 الذي يعتمد على دوائر البوابات المنطقية، إلى BitVM2 الذي يعتمد على إثبات الاحتيال ZK ودائرة التحقق Groth16 في جوهره، مما يجعل مسار التنفيذ التقني ينضج باستمرار. قامت مشاريع متعددة مثل Bitlayer وCitrea وBOB وFiamma وGoatNetwork بتنفيذ إصدارات مختلفة تعتمد على BitVM كأساس تقني.

ستتناول هذه المقالة مثالًا على دليل على الاحتيال الخاص بـ Optimism، وستحلل方案ه القائم على آلة MIPS الافتراضية ودليل الاحتيال التفاعلي، بالإضافة إلى الأفكار الرئيسية وراء تحويل دليل الاحتيال إلى ZK.

OutputRoot و StateRoot

Optimism هو مشروع معروف في مجال Optimistic Rollup، يتكون هيكله من مُرتب و عقود ذكية على شبكة الإيثيريوم. بعد معالجة بيانات المعاملات، يقوم المُرتب بإرسال البيانات إلى الإيثيريوم. يمكن لأي شخص تشغيل عميل عقدة Optimism، تحميل البيانات التي رفعها المُرتب وتنفيذ المعاملات محليًا، وحساب تجزئة مجموعة الحالة الحالية لـ Optimism.

إذا قام المنظم بتحميل تجزئة مجموعة الحالة الخاطئة، فستكون النتائج المحسوبة محليًا مختلفة، وفي هذه الحالة يمكن تقديم اعتراض من خلال نظام دليل على الاحتيال. ستتخذ النظام إجراءات مناسبة ضد المنظم بناءً على نتيجة الحكم.

تستخدم Optimism حقل StateRoot مشابهًا لـ Ethereum لتعكس تغييرات مجموعة الحالة. يقوم المنظم بتحميل OutputRoot بانتظام إلى Ethereum، ويتم حساب OutputRoot من StateRoot وحقليْن آخرين.

آلة افتراضية MIPS وشجرة ميركل للذاكرة

لتحقيق التحقق من صحة OutputRoot على السلسلة، قام فريق Optimism بتصميم نظام دليل على الاحتيال تفاعلي، مما أدى إلى تفصيل عميق لعملية معالجة المعاملات. قاموا بكتابة جهاز افتراضي MIPS باستخدام Solidity، مما أدى إلى تنفيذ بعض وظائف عميل OP.

تُنظَّم معلومات حالة جهاز MIPS الافتراضي من خلال شجرة ميركل في الذاكرة. خلال عملية دليل على الاحتيال، يلزم رفع جزء من بيانات الذاكرة إلى السلسلة. ينفذ العقد الذكي على السلسلة عملية رمزية MIPS واحدة من خلال دالة Step، للتحقق مما إذا كانت النتيجة تتوافق مع تلك المقدمة من مُرتب التسلسل.

! خلفية BitVM: تنفيذ إثبات الاحتيال وإثبات الاحتيال ZK

دليل على الاحتيال

قامت Optimism بتطوير بروتوكول لعبة نزاع الأخطاء ( FDG )، والذي يتضمن دورين: المتحدي والمدافع. يجب على المشاركين بناء شجرة اللعبة محليًا، من خلال تفاعلات متعددة لتحديد رموز العمليات المتنازع عليها MIPS.

يتكون GameTree من شجرتين على مستويين، حيث أن أوراق الشجرة في المستوى الأول هي OutputRoot لمختلف الكتل، وأوراق الشجرة في المستوى الثاني هي تجزئة حالة آلة MIPS الافتراضية. يتفاعل الطرفان المتنازعان عبر السلسلة، لتحديد في النهاية رموز عمليات MIPS التي تحتاج إلى التنفيذ على السلسلة.

! خلفية BitVM: أفكار تنفيذ إثبات الاحتيال وإثبات الاحتيال ZK

دليل على الاحتيال ZK

تواجه أدلة الاحتيال التقليدية مشكلات مثل التعقيد التفاعلي، وارتفاع تكاليف الغاز، وصعوبة التطوير. لحل هذه المشكلات، قدمت Optimism مفهوم دليل الاحتيال ZK.

في خطة إثبات الاحتيال ZK، يحدد المتحدي المعاملات التي تحتاج إلى إعادة التشغيل، ويقدم مُرتب Rollup إثبات ZK للمعاملة المت challenge، ويتم التحقق من ذلك بواسطة عقد ذكي على إيثريوم. إذا تم التحقق بنجاح، فإن المعاملة تعتبر معالجة بشكل صحيح.

بالمقارنة مع دليل الاحتيال التفاعلي، يقوم دليل الاحتيال ZK بتحويل التفاعل المتعدد إلى جولة واحدة من توليد إثبات ZK والتحقق على السلسلة، مما يوفر الوقت وتكاليف الغاز. بالمقارنة مع ZK Rollup، يقوم OP Rollup القائم على دليل الاحتيال ZK بتوليد إثبات ZK فقط عند التحدي، مما يقلل من تكاليف حساب العقد.

تتبنى BitVM2 أيضًا فكرة مماثلة، حيث تستخدم برنامج تحقق ZK Proof من خلال نصوص بيتكوين، وقامت بتقليص حجم البرنامج على السلسلة بشكل كبير. تستكشف العديد من المشاريع مثل Bitlayer و Goat Network و ZKM و Fiama هذه التقنية.

! خلفية BitVM: تنفيذ إثبات الاحتيال وإثبات الاحتيال ZK