Масштабирование Bitcoin до и после BitVM

Основные моменты:

• Биткоин-роллапы стали возможны после обновления Taproot и внедрения BitVM.

• На сегодняшний день крупнейшими и наиболее распространенными решениями для масштабирования Биткоина являются Lightning Network, сайдчейн Rootstock и Stacks.

• BitVM позволяет создавать так называемый суверенный роллап, который не зависит от смарт-контрактов и расчетного уровня основного чейна для верификации.

• ZK-роллапы, такие как zkSync или StarkNet, не совсем реализуемы на Биткоине. Поэтому к проектам, появляющимся из ниоткуда и заявляющим о ZK-роллапах в Биткоине, следует относиться с опаской.

• Разблокировка ликвидности Биткоина, которая долгое время была лишь мечтой, теперь становится реальностью.

• Биткоин-роллапы преобразят криптовалютный ландшафт и, возможно, лишат многие чейны актуальности.

Основы масштабирования Биткоина

Для начала разберемся с определениями. Согласно трилемме масштабируемости, блокчейн не может быть одновременно масштабируемым, безопасным и децентрализованным. Из трех этих характеристик он может обладать лишь двумя. Наиболее безопасными, децентрализованными и широко используемыми блокчейнами являются Bitcoin и Ethereum. Для решения трилеммы и достижения масштабируемости на этих двух блокчейнах, разработчики начали создавать дополнительные сети второго уровня (Layer 2 или L2), подключенные к основному блокчейну. Так, Layer 2 — это собирательный термин, описывающий конкретный набор решений для масштабирования блокчейна.

Выделяют три основных типа сетей второго уровня: сайдчейн, state channel и роллап. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, но в целом роллап считается самым оптимальным решением. В отличие от state channels и сайдчейнов, роллапы полностью перенимают безопасность майнчейна. Сейчас можно наблюдать пик популярности роллапов на Ethereum: транзакции становятся дешевле, а экосистемы — более разнообразными. Даже крупнейший сайдчейн Polygon сосредоточился на создании собственной роллап-экосистемы.

Проблема Биткоина в том, что его исходная архитектура не позволяла создавать роллапы. Так было до обновления Taproot, которое сделало их технически возможными, и до появления концепции BitVM, предложившей теоретическую основу для их реализации. Но прежде чем углубиться в эру BitVM, важно выделить те решения, которые появились до нее.

Предшественники BitVM

Помимо трех приведенных ниже решений, существует множество других, способных решить проблему масштабируемости Биткоина: мосты, DeFi-платформы, кастодианы и т.д. Мы решили не учитывать их из-за ограниченного функционала или пользовательской базы.

Rootstock

Rootstock, часто называемый RSK, — это EVM-совместимый сайдчейн, который был запущен в 2018 году. Для оплаты газа RSK использует синтетическую версию BTC с двусторонней привязкой — Smart Bitcoin (RBTC). Добывается она методом объединенного майнинга. Его протокол консенсуса позволяет майнерам добывать RBTC параллельно с BTC и вознаграждает их дополнительными комиссиями. Механизм двусторонней привязки обеспечивает автоматический перевод BTC между майнчейном и сайдчейном за счет блокировки BTC в майнчейне.

В настоящее время около 47% майнеров Биткоина вовлечены в объединенный майнинг. Однако его широкое применение не гарантирует успеха. На момент написания статьи TVL RSK составляет около $150 млн, что довольно скромно по сравнению с топовыми решениями второго уровня для Ethereum. И все же, TVL RSK продемонстрировал устойчивость в условиях медвежьего рынка — показатель куда лучший, чем у многих других чейнов. Есть объяснение: долгое время RSK оставался единственной платформой для смарт-контрактов Bitcoin DeFi.

К числу ключевых проектов Rootstock относятся:

• Rootstock Infrastructure Framework (RIF). RIF предлагает набор протоколов для разработки dApp, RNS Name Service, RIF Wallet, RIF Lumino Network для каналов состояния третьего уровня, RIF Marketplace для децентрализованных сервисов, токен управления RIF и др.

• Sovryn. Это DeFi-платформа, предоставляющая услуги торговли, кредитов и займов, где в качестве токена управления используется SOV, а в качестве стейблкоина — DLLR.

• Money on Chain. Money on Chain внедряет смарт-контракты для создания стейблкоинов, используя токены MOC для управления и RBTC в качестве обеспечения DOC (Dollar on Chain), стейблкоина стандарта ERC-20 с привязкой к доллару.

• BabelFish. Это кроссчейн-протокол для стейблкоинов с возможностью объединения ликвидности из различных чейнов и эмитентов в стейблкоин XUSD.

Lightning Network

Lightning Network — одноранговый протокол для создания платежных каналов между двумя сторонами, запущенный в 2019 году проектом Lightning Labs. Для открытия канала стороны блокируют некоторое количество BTC, которые затем используются для транзакций между ними. Операции проводятся вне цепи, в обход подтверждения майнеров, что позволяет осуществлять неограниченные переводы до тех пор, пока канал открыт. Каналы могут быть закрыты по взаимному согласию или по требованию одной из сторон, с окончательной транзакцией на Биткоине, которая фиксирует закрытие баланса.

Lightning широко используется в бизнесе, розничной торговле и среди Биткоин-максималистов, оставаясь на сегодняшний день самым успешным решением второго уровня для Биткоина. Ключевыми показателями принятия являются:

• Количество открытых каналов. На момент написания статьи насчитывается более 62 000 открытых каналов:

• Пропускная способность сети, указывающая на количество заблокированных BTC в Lightning Network. По состоянию на февраль 2024 года она составляет более $230 млн в BTC:

Инфографика показывает, что рост ключевых показателей не был взрывным даже во время бычьего рынка, при этом криптозима не привела к спаду, в отличие от других сетей, что говорит об органическом и устойчивом росте. Основным барьером для дальнейшего расширения по-прежнему остается ограниченный спектр применения. С появлением новых решений наблюдается снижение использования Lightning.

Stacks

На данный момент Stacks не является ни сайдчейном, ни каналом состояния, ни роллапом. Скорее, это уровень абстракции или программный стек поверх Биткоина. Stacks связан с BTC через алгоритм консенсуса Proof-of-Transfer (PoX), который работает наряду с Proof-of-Work, обрабатывая транзакции в сети Bitcoin и привязывая метаданные блоков Stacks к блокам Биткоина. В таком двойном механизме безопасности участвуют как майнеры BTC, так и держатели STX, где последние вносят вклад в работу консенсуса и зарабатывают BTC с помощью стейкинга. Таким образом, Stacks добавляет функциональность к Биткоину, но не предусматривает подтверждений транзакций в сети. 

Поскольку L2-решения для Биткоина позволяют разблокировать потенциал монет BTC для повышения ликвидности DeFi, необходимо создание некоторых синтетических версий BTC. Сейчас wBTC на Ethereum является основным источником ликвидности с капитализацией в $7,6 млрд по состоянию на февраль 2024 года, представляя собой лишь небольшую часть стоимости Биткоина и снимая вопросы доверия. В планируемом апгрейде Nakamoto Stacks представит sBTC — более надежную версию синтетического BTC без дополнительных уровней доверия, благодаря непрерывной синхронизации Stacks с Bitcoin. В преддверии этого события Stacks за последние несколько месяцев получил прилив ликвидности и внимания.

Ключевые протоколы Stacks:

• ALEX Lab. ALEX — основной DeFi-хаб в рамках Stacks, включающий DEX с ордер-буком для торговли токенами BRC-20, лаунчпад и BSC-мост.

• Arkadiko. Arkadiko предлагает USDA, стейблкоин с избыточным обеспечением STX, ALEX и sBTC в будущем.

• Hiro. Hiro предоставляет инструменты для разработки приложений на базе Bitcoin, включая решения для развертывания и масштабирования, а также известный кошелек Stacks Leather (бывший Hiro).

Как Биткоин-роллапы стали возможны?

Цепочка событий началась с апдейта Taproot в ноябре 2021 года, который предоставил техническую возможность для роллапов. Появление Inscriptions и Ordinals привлекло широкое внимание к Bitcoin, показав, что это уже не просто первоклассный криптоактив, а нечто большее. Наконец, появление BitVM открыло возможность Биткоин-роллапов и предложило теоретическую основу для их создания.

9 октября разработчик Робин Линус из ZeroSync представил концепцию под названием BitVM, которая позволяет проводить любые произвольные вычисления на Биткоине без изменения консенсуса. В BitVM вся логика вычислений выносится за пределы цепи, а в майннете Bitcoin остается только оспорить несправедливый результат. По сути, BitVM превращает Биткоин в систему с полнотой по Тьюрингу, подобно Ethereum Virtual Machine. 

BitVM вносит много изменений. Она позволяет создавать так называемые суверенные роллапы. Они не опирается на смарт-контракты и расчетный уровень основной цепи для верификации. Вместо этого процесс верификации происходит внутри самого роллапа, что позволяет реализовывать суверенные роллапы на блокчейнах без смарт-контрактов, таких как Bitcoin. В этом смысле BitVM — фреймворк, который вводит одноранговую связь с майнчейном Биткоина и штрафы за ложное доказательство. Но на данный момент реализована лишь одна функция — доказательство с нулевым разглашением без штрафов за недостоверность. 

С точки зрения взаимодействия с майнчейном Биткоина, роллапы больше похожи на Lightning Network, чем на роллапы на Ethereum. ZK-роллапы, такие как zkSync или StarkNet, не совсем возможны в сети Bitcoin, так что следует с осторожностью относиться к проектам, утверждающим, что они создают ZK-роллапы на Биткоине. Есть и такие проекты, команды которых просто хотят нажиться на шумихе, пользуясь неосведомленностью рядового пользователя. Так или иначе, парадигма возможного в Биткоине значительно изменилась.

Появление BitVM

Несмотря на то что многие из представленных ниже проектов возникли раньше и используют решения, не имеющие прямого отношения к BitVM, мы считаем уместным поставить их в один ряд.

Проекты высокого уровня

• Taro от Lightning Labs. Taro — протокол третьего уровня, который позволяет создавать различные активы в сети Bitcoin, включая стейблкоины, и разблокировать их в Lightning Network. В настоящее время находится в тестнете.

• Роллап RIF от Rootstock Infrastructure Framework. RIF заявляет о создании роллапа, ориентированного на платежи, хотя давно не получал обновлений. Команда RIF владеет сайдчейном RSK, поэтому можно ожидать создания экосистемы, аналогичной той, что делает Polygon, но на Биткоине. RIF — токен управления для всех продуктов.

• Неизвестный роллап от Taproot Wizards. Taproot Wizards — группа, ответственная за Bitcoin Inscriptions. Для масштабирования BitVM они хотят возродить один из оригинальных опкодов под названием OP_CAT, который Сатоши Накамото отключил в 2010 году из-за проблем с уязвимостью. OP_CAT может улучшить создание и управление токенами, а также проверку данных. Поскольку Bitcoin вырос и стал более зрелым, OP_CAT больше не представляет угрозу уязвимости.
  Согласно открытой информации, Taproot Wizards работают над роллапом. Никаких подробностей о проекте пока нет. Команда недавно запустила коллекцию Ordinals из 3 333 изображений кошек под названием Quantum Cats. Вероятно, именно она будет связана с роллапом.

• Sovryn Layer. Суверенный роллап от команды Sovryn. Цель Sovryn — разработать платформу для суверенных роллапов с единым DeFi-хабом внутри Sovryn. В настоящее время существует только оригинальная DeFi-платформа Sovryn на RSK с токеном SOV и стейблкоином DLLR.

• Citrea от Chainway. Команда Citrea занимается созданием своего суверенного роллапа уже более года. Подход Citrea включает в себя интеграцию BitVM, которая повлияет на развертывание смарт-контрактов на Биткоине. В настоящее время находится в пре-тестнете без токена.

• Botanix. EVM-совместимое решение второго уровня на Биткоине, обеспечиваемое Spiderchain, распределенной сетью мультисигов, которые обеспечивают все BTC на Botanix. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• Babylon Chain. Модульный блокчейн на Cosmos, который обеспечивает безопасность роллапов за счет стейкинга BTC на блокчейне Bitcoin. Никаких мостов и связанных с ними рисков. Недавно был закрыт раунд инвестиций на $18 млн от Polychain, Hack VC и др. Сейчас завершена первая фаза тестнета, токен отсутствует.

• Merlin Chain. EVM-совместимое решение второго уровня, построенное на основе собственных активов, протоколов и продуктов на Биткоине. Проект создан компаниями BitmapTech, Particle и Polygon. Имеется большой список инвесторов и множество лидеров мнений из Twitter. В настоящее время находится в майннете без токена.

• B² Network (Bsquared). EVM-совместимый ZK-роллап, поддерживаемый Hashkey Capital, OKX Ventures и другими. В настоящее время находится в тестнете без токена, но с системой поинтов.

Проекты среднего уровня

• Bison. Цель Bison — создать ZK-роллап на Биткоине на основе ZK-stark и Ordinals. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• BounceBit. Проект второго уровня на Биткоине, который предлагает стейкинг BTC. В настоящее время находится в тестнете с токеном AUCTION и системой поинтов.

• BOB (Build on Bitcoin). EVM-совместимый роллап от команды Interlay. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• LumiBit. EVM-совместимый ZK-роллап, основанный на технологии Scroll. Предлагает полную эквивалентность EVM и абстракцию учетной записи BTC. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• Rollux. EVM-совместимый роллап от Syscoin, построенный на OP Stack. Заявлено, что это первый и самый безопасный роллап на Биткоине и официальное L2-решение от Syscoin. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• Rollkit. Модульный фреймворк для суверенных роллапов на базе Celestia. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• Bevm. EVM-совместимое решение второго уровня на Биткоине, которое претендует на создание собственного стека. В настоящее время находится в майннете с токеном BEVM.

• Omni Layer. Поставщик программного обеспечения и платформа для активов на Биткоине, предлагающая услуги кошелька и собственный обозреватель блоков. В настоящее время находится в тестнете с токеном OMNI.

• Hacash. Hacash предлагает многоуровневое решение для масштабирования Биткоина на основе одностороннего перевода, масштабируя хранение стоимости Биткоина, платежи, приложения и экономические модели. В настоящее время находится в тестнете без токена.

Проекты низкого уровня

• U Protocol. EVM-совместимое решение третьего уровня, поддерживаемое Arbitrum AnyTrust и Celestia. В настоящее время находится в майннете с токеном управления YOU и токеном газа uBTC.

• SatoshiVM. Заявлен как ZK-роллап на Биткоине. Проект недавно хайпанул в X (Twitter) с помощью теневой продажи токенов. В настоящее время находится в тестнете с токеном SAVM.

• Map Protocol. Описывается как решение второго уровня для одноранговой кроссчейн-совместимости. В настоящее время находится в майннете с токеном MAP.

• Bitlayer. Первый L2-аналог защиты Bitcoin на базе BitVM. В настоящее время находится в пре-тестнете без токена.

• ROOS. Первое решение второго уровня на Биткоине, использующее технологию ZK-роллапа. В настоящее время находится в тестнете без токена.

• Elastos. Решение второго уровня на Биткоине, основанное на объединенном майнинге. В настоящее время находится в майннете с токеном ELA.

• Gelios. Создает dApp-уровень для экосистемы Bitcoin. В настоящее время находится в тестнете без токена, есть программа поинтов.

• BitRoot. Заявляет, что является первым программируемым протоколом выпуска активов в Биткоине. В настоящее время в тестнете, открыта регистрация на IDO.

Эндшпиль Биткоина

Период до появления BitVM продемонстрировал ограниченные, но значимые попытки масштабирования Биткоина: сайдчейн Rootstock, Lightning Network и Stacks, каждый из которых внес свой уникальный вклад в развитие Bitcoin и его возможностей. Однако эти решения, хоть и были новаторскими, указывали на нераскрытый потенциал, ожидающий освоения через более продвинутых технологий.

Обновление Taproot и последовавшее за ним внедрение BitVM знаменуют качественный скачок. Благодаря этому стало возможным создание суверенных ZK-роллапов, что расширило границы достижимого в сети Биткоина. Разблокировка ликвидности Bitcoin долгое время была лишь мечтой разработчиков, Биткоин-максималистов и остальных криптоэнтузиастов. Теперь же это самая настоящая реальность. Это своего рода эндшпиль Биткоина, который лишит многие L1-цепочки актуальности.