Este artículo presenta tres soluciones de contrato inteligente de Bitcoin: #RGB, RGB++, y Red Arquitectónica@ArchNtwrk.

Antecedentes

Bitcoin es actualmente la cadena de bloques más líquida y segura. Tras la aparición de inscripciones, el ecosistema BTC atrajo a muchos desarrolladores, quienes rápidamente centraron su atención en la programabilidad y escalabilidad del BTC. Al introducir diversos enfoques como ZK, DA, sidechains, rollups y restaking, la prosperidad del ecosistema BTC está alcanzando nuevas alturas, convirtiéndose en una narrativa principal en el actual mercado alcista.

Sin embargo, muchos de estos diseños siguen las experiencias de escalado de los contratos inteligentes de ETH y otras blockchains y dependen de puentes centralizados entre cadenas, que son puntos débiles en el sistema. Pocas soluciones están diseñadas en base a las características del BTC en sí, en parte debido a la experiencia menos amigable para los desarrolladores de BTC. Bitcoin no puede ejecutar contratos inteligentes como Ethereum por varias razones:

• El lenguaje de script de Bitcoin está limitado en la completitud de Turing por razones de seguridad, lo que hace imposible ejecutar contratos inteligentes como Ethereum.

• El almacenamiento en la cadena de bloques de Bitcoin está diseñado para transacciones simples y no está optimizado para contratos inteligentes complejos.

• Lo más importante es que Bitcoin carece de una máquina virtual para ejecutar contratos inteligentes.

La introducción de SegWit en 2017 aumentó el límite de tamaño de bloque de Bitcoin; la actualización de Taproot en 2021 habilitó la verificación de firmas en lotes, lo que permite un procesamiento de transacciones más fácil y rápido (desbloqueando intercambios atómicos, billeteras de múltiples firmas y pagos condicionales). Estos cambios han hecho posible la programabilidad en Bitcoin.

En 2022, el desarrollador Casey Rodarmor presentó su “Teoría Ordinal”, que delineaba un esquema de numeración para Satoshis, lo que permitía incrustar datos arbitrarios como imágenes en transacciones de Bitcoin. Esto abrió nuevas posibilidades para incrustar información de estado y metadatos directamente en la cadena de bloques de Bitcoin, ofreciendo un nuevo enfoque para aplicaciones como contratos inteligentes que requieren datos de estado accesibles y verificables.

Actualmente, la mayoría de los proyectos que buscan extender la programabilidad de Bitcoin se basan en las redes de capa 2 (L2) de Bitcoin, lo que obliga a los usuarios a confiar en puentes interconectados, lo que representa un desafío significativo para que L2 obtenga usuarios y liquidez. Además, Bitcoin actualmente carece de una máquina virtual nativa o programabilidad, lo que dificulta lograr una comunicación entre L2 y L1 sin suposiciones adicionales de confianza.

La red Arch, RGB y RGB++ intentan mejorar la programabilidad de Bitcoin aprovechando las características nativas de BTC, ofreciendo capacidades de contrato inteligente y transacciones complejas a través de diferentes métodos.

• RGB es una solución de contrato inteligente que depende de la verificación del cliente fuera de la cadena, con cambios de estado del contrato inteligente registrados en el UTXO de Bitcoin. Si bien ofrece algunas ventajas en términos de privacidad, es engorroso de usar y carece de composabilidad de contratos, lo que resulta en un desarrollo muy lento.

• RGB++ es una extensión del enfoque RGB de Nervos, aún basado en la vinculación UTXO pero utilizando la cadena misma como validador de cliente basado en consenso. Proporciona una solución para activos de metadatos entre cadenas y admite transferencias de cualquier cadena estructurada UTXO.

• Arch Network ofrece una solución nativa de contrato inteligente para BTC mediante la creación de una máquina virtual ZK y una red de nodos validadores correspondientes. Agrega transacciones para registrar cambios de estado y etapas de activos en transacciones de BTC.

Red Arch

La red ARCH consiste principalmente en Arch zkVM y la red de nodos validadores de Arch. Utiliza pruebas de conocimiento cero (pruebas zk) y una red de validación descentralizada para garantizar la seguridad y privacidad de los contratos inteligentes. Es más fácil de usar que RGB y no requiere otro enlace de cadena UTXO como RGB++.

Arch zkVM ejecuta contratos inteligentes y genera pruebas de conocimiento cero utilizando RISC Zero ZKVM, que son verificadas por una red descentralizada de nodos validadores. Este sistema funciona en base al modelo UTXO, encapsulando los estados de los contratos inteligentes en State UTXOs para mejorar la seguridad y eficiencia.

Los UTXO de activos representan Bitcoin u otras tokens y se pueden gestionar mediante delegación. La Red de Validadores de Arch valida el contenido de ZKVM a través de nodos líderes seleccionados al azar y agrega las firmas de los nodos mediante el esquema de firma FROST, enviando finalmente la transacción a la red de Bitcoin.

Arch zkVM proporciona a Bitcoin una máquina virtual Turing completa capaz de ejecutar contratos inteligentes complejos. Después de cada ejecución de contrato inteligente, Arch zkVM genera pruebas de conocimiento cero para validar la corrección y los cambios de estado del contrato.

Arch también utiliza el modelo UTXO de Bitcoin, con estados y activos encapsulados en UTXOs, utilizando un concepto de un solo uso para las transiciones de estado. Los datos del estado del contrato inteligente se registran como UTXOs de estado, mientras que los datos de activos sin procesar se registran como UTXOs de activos. Arch asegura que cada UTXO solo se pueda gastar una vez, lo que proporciona una gestión segura del estado.

Aunque Arch no innova la estructura de la cadena de bloques, requiere una red de nodos validadores. Durante cada época de Arch, el sistema selecciona aleatoriamente un nodo líder basado en el staking, encargado de difundir la información recibida a todos los demás nodos validadores en la red. Todas las zk-pruebas son verificadas por una red de validadores descentralizada para garantizar la seguridad del sistema y la resistencia a la censura, con firmas proporcionadas al nodo líder. Una vez que la transacción es firmada por el número requerido de nodos, puede ser transmitida a la red de Bitcoin.

RGB

RGB es un enfoque temprano de extensión de contratos inteligentes de la comunidad BTC. Registra datos de estado a través de la encapsulación de UTXO, proporcionando un concepto importante para la escalabilidad nativa posterior de BTC.

RGB utiliza un enfoque de verificación fuera de la cadena, trasladando la validación de transferencias de tokens de la capa de consenso de Bitcoin a clientes fuera de la cadena relacionados con transacciones específicas. Este método reduce la necesidad de difusión en toda la red, mejorando la privacidad y la eficiencia. Sin embargo, esta mejora de la privacidad es una espada de doble filo. Al involucrar solo nodos relacionados con transacciones específicas en el proceso de validación, se mejora la protección de la privacidad, pero también se hace que el proceso sea opaco para terceros, complicando las operaciones y el desarrollo, y dando como resultado una experiencia de usuario deficiente.

Además, RGB introduce el concepto de etiquetas selladas de un solo uso. Cada UTXO solo se puede gastar una vez, bloqueando efectivamente el UTXO al crearlo y desbloqueándolo al gastarlo. Los estados del contrato inteligente están encapsulados en UTXOs y se gestionan a través de etiquetas selladas, proporcionando un mecanismo eficaz de gestión de estados.

RGB++

RGB++ es otra extensión del concepto RGB de Nervos, aún basada en la vinculación UTXO.

RGB++ utiliza cadenas de UTXO (como CKB u otras cadenas) Turing-completas para manejar datos fuera de la cadena y contratos inteligentes, mejorando aún más la programabilidad de Bitcoin y garantizando la seguridad a través del enlace isomórfico con BTC.

RGB++ utiliza una cadena UTXO completa de Turing. Al utilizar una cadena UTXO completa de Turing como CKB como una cadena sombra, RGB++ puede manejar datos fuera de la cadena y contratos inteligentes. Esta cadena no solo ejecuta contratos inteligentes complejos, sino que también se vincula con UTXO de Bitcoin, aumentando la programabilidad y flexibilidad del sistema. Además, el vínculo isomórfico de UTXO de Bitcoin con UTXO de la cadena sombra asegura la consistencia del estado y los activos entre las dos cadenas, asegurando así la seguridad de la transacción.

Además, RGB++ se extiende más allá de todas las cadenas UTXO completas de Turing, no se limita a CKB, lo que mejora la interoperabilidad entre cadenas y la liquidez de activos. Este soporte multi-cadena permite que RGB++ se integre con cualquier cadena UTXO completa de Turing, aumentando la flexibilidad del sistema. RGB++ también logra funcionalidad de interoperabilidad entre cadenas sin puentes a través del enlace isomórfico UTXO, evitando el problema de "falso token" asociado con los puentes tradicionales entre cadenas, asegurando así la autenticidad y consistencia de los activos.

Al realizar la verificación en cadena a través de la cadena sombra, RGB++ simplifica el proceso de verificación del cliente. Los usuarios solo necesitan verificar las transacciones relacionadas en la cadena sombra para verificar la corrección de los cálculos de estado de RGB++. Esta verificación en cadena no solo simplifica el proceso de verificación, sino que también optimiza la experiencia del usuario. Al utilizar una cadena sombra Turing-completa, RGB++ evita la gestión compleja de UTXO de RGB, lo que proporciona una experiencia más simplificada y amigable para el usuario.

Conclusión

En cuanto al diseño de programabilidad de BTC, RGB, RGB++, y Arch Network tienen cada uno sus propias características pero todos continúan con el enfoque de vinculación UTXO. La propiedad de autenticación de un solo uso de UTXO es muy adecuada para registrar estados en contratos inteligentes.

Sin embargo, sus desventajas también son significativas: una mala experiencia de usuario, retrasos en las confirmaciones y un bajo rendimiento consistente con BTC. Esto es particularmente evidente en Arch y RGB. Mientras que RGB++ ofrece una mejor experiencia de usuario al introducir una cadena UTXO de mayor rendimiento, también introduce suposiciones de seguridad adicionales.

A medida que más desarrolladores se unan a la comunidad BTC, veremos más soluciones de escalado, como la propuesta de actualización op-cat, que se discute activamente. Vale la pena centrarse en las soluciones que se alinean con las propiedades nativas de BTC. El método de enlace UTXO sigue siendo la forma más eficaz de ampliar la programabilidad de BTC sin actualizar la red BTC. Si se pueden resolver los problemas de experiencia del usuario, representará un avance significativo para los contratos inteligentes de BTC.

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