BitVM Arka Plan Bilgisi: Dolandırıcılık Kanıtı ve ZK Dolandırıcılık Kanıtı Uygulama Yaklaşımları

Dolandırıcılık kanıtı, blockchain alanında yaygın olarak kullanılan bir teknik çözümdür ve ilk olarak Ethereum topluluğundan ortaya çıkmıştır. Arbitrum ve Optimism gibi Ethereum Layer2 projeleri tarafından benimsenmiştir. 2023 yılında Bitcoin ekosisteminin yükselişiyle birlikte, Robin Linus BitVM çözümünü önerdi. Bu çözüm, dolandırıcılık kanıtı temel düşüncesine dayanarak, Bitcoin'in mevcut teknolojisi üzerine inşa edilmiştir ve Bitcoin ikinci katmanı veya köprü için yeni bir güvenlik modeli sunmaktadır.

BitVM, erken dönemlerde mantık kapısı devrelerini temel alan BitVM0'dan, daha sonra ZK Dolandırıcılık Kanıtı ve Groth16 doğrulama devrelerini merkez alarak geliştirilen BitVM2'ye kadar birçok teorik versiyon evrimi geçirmiştir; teknik uygulama yolları sürekli olgunlaşmaktadır. Bitlayer, Citrea, BOB, Fiamma ve GoatNetwork gibi birçok proje, farklı versiyonları uygulamak için BitVM'yi teknik temel olarak kullanmıştır.

Bu makalede, Optimism'in dolandırıcılık kanıtı planı örneği olarak, bunun MIPS sanal makinesi ve etkileşimli dolandırıcılık kanıtı üzerine kurulu planını ve ZK tabanlı dolandırıcılık kanıtının ana fikrini analiz edeceğiz.

OutputRoot ve StateRoot

Optimism, tanınmış bir Optimistic Rollup projesidir ve mimarisi sıralayıcı ve Ethereum üzerindeki akıllı sözleşlerden oluşmaktadır. Sıralayıcı, işlem verilerini işledikten sonra verileri Ethereum'a gönderir. Herkes Optimism düğüm istemcisini çalıştırabilir, sıralayıcının yüklediği verileri indirebilir ve yerel olarak işlemleri gerçekleştirebilir, Optimism'in mevcut durum kümesi hash'ini hesaplayabilir.

Eğer sıralaıcı hatalı bir durum kümesi hash'i yüklerse, yerel hesaplama sonucu bununla farklılık gösterecektir. Bu durumda dolandırıcılık kanıtı sistemi aracılığıyla itiraz başlatılabilir. Sistem, karar sonuçlarına göre sıralaıcıya ilgili önlemleri alacaktır.

Optimism, durum kümesi değişikliklerini yansıtmak için Ethereum ile benzer bir StateRoot alanı kullanır. Sıralayıcı, düzenli aralıklarla OutputRoot'u Ethereum'a yükler; OutputRoot, StateRoot ve diğer iki alandan hesaplanır.

MIPS Sanal Makinesi ve Bellek Merkle Ağacı

OutputRoot'un doğruluğunu zincir üzerinde doğrulamak için, Optimism ekibi etkileşimli dolandırıcılık kanıtı sistemi tasarladı ve işlem işleme sürecini derinlemesine ayrıntılandırdı. Solidity ile bir MIPS sanal makinesi yazdılar ve kısmi OP düğüm istemci işlevselliğini gerçekleştirdiler.

MIPS sanal makinesinin durum bilgisi, bellek Merkle Ağacı aracılığıyla organize edilir. Dolandırıcılık kanıtı sürecinde, bazı bellek verilerinin zincire yüklenmesi gerekmektedir. Zincir üzerindeki akıllı sözleşmeler, Step fonksiyonu aracılığıyla tek bir MIPS opcode'unu yürütür ve sonuçların sıralayıcı tarafından sunulanlarla tutarlı olup olmadığını doğrular.

Etkileşimli dolandırıcılık kanıtı

Optimism, Fault Dispute Game(FDG) protokolünü geliştirdi; bu protokolde birer rolü olan meydan okuyan ve savunucu bulunmaktadır. Katılımcılar, yerel olarak GameTree oluşturarak çoklu etkileşimler aracılığıyla tartışmalı MIPS opcode'larını belirlemelidir.

GameTree, iki seviyeden oluşan bir ağaç yapısına sahiptir. Birinci seviye ağacın yaprak düğümleri farklı blokların OutputRoot'udur, ikinci seviye ağacın yaprak düğümleri ise MIPS sanal makinesinin durum hash'idir. Tartışan taraflar, zincir üzerindeki etkileşim yoluyla, nihayetinde zincir üzerinde gerçekleştirilmesi gereken MIPS opcode'unu belirler.

ZKlaşmış dolandırıcılık kanıtı

Geleneksel dolandırıcılık kanıtları, karmaşık etkileşimler, yüksek gas maliyetleri ve geliştirme zorluğu gibi sorunlar taşımaktadır. Bu sorunları çözmek için Optimism, ZK Dolandırıcılık Kanıtı kavramını ortaya koymuştur.

ZK Dolandırıcılık Kanıtı planında, meydan okuyucu yeniden oynatılması gereken işlemleri belirler, Rollup sıralayıcısı meydan okunan işlemin ZK kanıtını sunar ve Ethereum akıllı sözleşmesi bunu doğrular. Doğrulama başarılı olursa, işlem işlenmesinin hatasız olduğu kabul edilir.

Etkileşimli dolandırıcılık kanıtlarına kıyasla, ZK Fraud Proof çok turlu etkileşimi tek turlu ZK kanıtı üretimi ve zincir üzerindeki doğrulamaya dönüştürerek zaman ve gaz maliyetlerini tasarruf eder. ZK Rollup'a kıyasla, ZK Fraud Proof'a dayalı OP Rollup yalnızca bir meydan okuma durumunda ZK kanıtı üretir, bu da düğüm hesaplama maliyetlerini azaltır.

BitVM2, benzer bir yaklaşımı benimseyerek Bitcoin script'i aracılığıyla ZK Proof doğrulama programı gerçekleştirmiş ve zincir üstü program boyutunu büyük ölçüde küçültmüştür. Bitlayer, Goat Network, ZKM ve Fiama gibi birçok proje bu teknik yolu keşfetmektedir.