什麼是 BitVM？

BitVM，即比特幣虛擬機，是 Robin Linus 在白皮書中描述的一個提議系統，它允許在比特幣網路上執行複雜的計算和智能合約。 BitVM 的關鍵創新在於，不是在鏈上運行計算，而是使用一種新穎的證明者-驗證者模型在鏈上驗證計算。

白皮書指出，BitVM 引入了比特幣合約和鏈下計算的新範式，提供圖靈完備性，同時避免改變比特幣共識規則。它透過在區塊鏈上驗證任意計算而無需在區塊鏈上執行來實現這一點。

BitVM 的工作原理

BitVM 利用帶有詐欺證明的證明者-驗證者架構和挑戰-回應協定來驗證計算。證明者和驗證者首先在鏈下協作，將程式編譯成二進位電路格式。

電路中的每個邏輯閘都由證明者控制的主根位址中的葉腳本表示。證明者承諾此主根位址內的完整電路，將其用作對整個程式的簡潔承諾。

證明者和驗證者還共同預先簽署一組交易以啟用質詢-回應協議。設定完成後，雙方在鏈上向 Taproot 地址存款以啟動合約。

證明者現在可以在鏈外執行程序並將結果告知驗證者。如果驗證者認為結果無效，他們可以觸發挑戰交易。這迫使證明者揭示有爭議的邏輯閘的輸入和輸出，以證明其正確執行。經過多輪挑戰-響應後，任何虛假聲明都可以在鏈上證明。

這種方法透過將大量工作保持在鏈外來最大限度地減少鏈上計算和數據。區塊鏈只參與當事人之間的爭議。

潛在的好處

白皮書指出了 BitVM 的幾個潛在好處：

1. 在不改變共識規則的情況下在比特幣上啟用圖靈完整的智能合約

2. 透過將計算和數據保持在鏈外來最大程度地減少區塊鏈擁塞

3. 允許兩方在比特幣上進行任意複雜的計算

4. 透過 Taproot 地址可以對整個程式進行簡潔的承諾

5. 兩方可以在鏈下進行協調，並在需要時透過鏈上驗證來強制執行

6. 比在鏈上執行合約的成本更低

7. 詐欺證明保證安全－虛假聲明可在鏈上證明

白皮書也將 BitVM 與以太坊的架構進行了比較。強調了一些差異：

1. BitVM 驗證鏈下計算，而以太坊則在鏈上運行合約

2. BitVM 需要更多鏈下協調，以太坊則在鏈上

3. 與以太坊相比，BitVM 最大限度地減少了費用和區塊鏈負載

4. BitVM 目前僅限於兩方，而以太坊則支援多方合約

BitVM 以犧牲便利性為代價，追求最小的鏈上影響。但它實現了其他方式不可能實現的高級比特幣合約。

限制

最初的 BitVM 概念的一些限制和挑戰：

1. 兩方架構使得複雜的多方合約變得困難

2. 尚無對區塊鏈預言機和外部數據的本機支持

3. 參與者處理複雜電路的計算要求很高

4. 尚無指定的方法來監控或查看 BitVM 合約狀態

5. 主根位址空間限制限制了最大電路複雜性

BitVM 為比特幣上的圖靈完備智能合約引入了一種新穎的架構，無需改變共識規則。它討論了驗證鏈下計算如何在擴展功能的同時最大限度地減少區塊鏈負載。

BitVM 為更先進的比特幣合約和鏈外運算模型創建了新的設計空間。它只關注核心的兩方 BitVM 概念，作為進一步探索和發展的起點。