Qu’est-ce que BitVM ?

BitVM, ou Bitcoin Virtual Machine, est un système proposé décrit dans un livre blanc de Robin Linus qui permet d'exécuter des calculs complexes et des contrats intelligents sur le réseau Bitcoin. L'innovation clé de BitVM est qu'au lieu d'exécuter des calculs en chaîne, les calculs sont vérifiés en chaîne à l'aide d'un nouveau modèle de prouveur-vérificateur.

Le livre blanc indique que BitVM introduit un nouveau paradigme pour les contrats Bitcoin et le calcul hors chaîne, fournissant ainsi l'exhaustivité de Turing tout en évitant les modifications des règles de consensus de Bitcoin. Pour ce faire, il permet de vérifier des calculs arbitraires sur la blockchain sans avoir besoin d'y être exécutés.

Comment fonctionne BitVM

BitVM utilise une architecture prouveur-vérificateur avec des preuves de fraude et un protocole défi-réponse pour vérifier les calculs. Le prouveur et le vérificateur collaborent d’abord hors chaîne pour compiler le programme dans un format de circuit binaire.

Chaque porte logique du circuit est représentée par un script feuille dans une adresse Taproot contrôlée par le prouveur. Le prouveur s'engage sur le circuit complet au sein de cette adresse Taproot, en l'utilisant comme un engagement succinct envers l'ensemble du programme.

Le prouveur et le vérificateur présignent également conjointement un ensemble de transactions pour activer le protocole défi-réponse. Après la configuration, les deux parties effectuent des dépôts en chaîne à l'adresse Taproot pour activer le contrat.

Le prouveur peut désormais exécuter le programme hors chaîne et informer le vérificateur des résultats. Si le vérificateur estime que les résultats sont invalides, il peut déclencher une transaction de contestation. Cela oblige le prouveur à révéler les entrées et sorties de la porte logique contestée pour prouver qu'elle a été correctement exécutée. Après plusieurs séries de défis-réponses, toute fausse déclaration peut être prouvée en chaîne.

Cette approche minimise les calculs et les données en chaîne en gardant la majeure partie du travail hors chaîne. La blockchain n’intervient qu’en cas de litiges entre les parties.

Des bénéfices potentiels

Le livre blanc souligne plusieurs avantages potentiels de BitVM :

1. Permet de compléter les contrats intelligents de Turing sur Bitcoin sans modifier les règles de consensus

2. Minimise la congestion de la blockchain en gardant les calculs et les données hors chaîne

3. Permet de régler des calculs arbitrairement complexes sur Bitcoin entre deux parties

4. Des engagements succincts envers des programmes entiers sont possibles avec les adresses Taproot

5. Deux parties peuvent se coordonner hors chaîne, renforcées par une vérification en chaîne si nécessaire

6. Coûts inférieurs à ceux de l’exécution de contrats en chaîne

7. Les preuves de fraude garantissent la sécurité - les fausses déclarations peuvent être prouvées en chaîne

Le livre blanc compare également BitVM à l'architecture d'Ethereum. Quelques différences mises en évidence :

1. BitVM vérifie le calcul hors chaîne tandis qu'Ethereum exécute nativement les contrats en chaîne

2. BitVM nécessite plus de coordination hors chaîne, Ethereum est en chaîne

3. BitVM minimise les frais et la charge de la blockchain par rapport à Ethereum

4. BitVM est actuellement limité à deux parties, tandis qu'Ethereum prend en charge les contrats multipartites

BitVM vise un impact minimal sur la chaîne au détriment de la commodité. Mais il permet des contrats Bitcoin avancés qui ne seraient pas possibles autrement.

Limites

Quelques limites et défis du concept initial BitVM :

1. L’architecture bipartite rend difficile les contrats multipartites complexes

2. Pas encore de support natif pour les oracles blockchain et les données externes

3. Le traitement de circuits complexes est exigeant en termes de calcul pour les participants

4. Aucune méthode spécifiée pour l'instant pour surveiller ou afficher l'état du contrat BitVM

5. Les contraintes d'espace d'adressage de la racine pivotante limitent la complexité maximale du circuit

BitVM introduit une nouvelle architecture pour les contrats intelligents Turing-complete sur Bitcoin sans modifier les règles de consensus. Il explique comment la vérification des calculs hors chaîne minimise la charge de la blockchain tout en élargissant les fonctionnalités.

BitVM crée un nouvel espace de conception pour des contrats Bitcoin plus avancés et des modèles de calcul hors chaîne. Il se concentre uniquement sur le concept de base bipartite BitVM comme point de départ pour une exploration et une évolution plus approfondies.