BitVM優化研究：提高比特幣擴展性和安全性

比特幣作爲去中心化的數字資產具有重要價值,但其可擴展性存在局限。BitVM技術爲比特幣提供了新的擴展方案,讓比特幣能夠支持更復雜的應用。本文探討了幾種優化BitVM的方法,以進一步提升其效率和安全性。

1. 基於零知識證明降低交互次數

利用零知識證明技術可以大幅減少BitVM中的挑戰-響應交互次數。通過將挑戰對象從原始算法轉變爲驗證算法,可以降低計算復雜度,縮短挑戰週期。結合零知識證明和欺詐證明,可以構建按需生成的ZK Fraud Proof,在保持樂觀設計的同時提高效率。

2. 採用比特幣友好的一次性籤名

Winternitz一次性籤名方案相比Lamport籤名可以大幅縮短籤名和公鑰長度,有助於降低交易數據量和手續費。通過優化參數選擇和實現,可以在BitVM中使用Winternitz籤名將bit commitment size降低約50%。未來還可探索更緊湊的一次性籤名方案。

3. 設計比特幣友好的哈希函數

基於現有比特幣腳本實現BLAKE3等哈希函數,可以支持高效的merkle inclusion proof驗證。通過優化實現和拆分代碼,可以顯著降低鏈上數據需求。未來還需要進一步探索更適合比特幣特性的哈希函數。

4. 應用Scriptless Scripts技術

利用Scriptless Scripts技術可以將智能合約邏輯從鏈上轉移到鏈下,提高隱私性和效率。通過Schnorr多重籤名和適配器籤名等密碼學技術,可以實現BitVM的電路承諾,從而節省腳本空間。這一方向還需要進一步改進以減少交互需求。

5. 實現無需許可的多方挑戰

將BitVM擴展爲無需許可的多方挑戰模型,可以將信任假設從1-of-n擴展到1-of-N。這需要解決女巫攻擊和延遲攻擊等問題,可以借鑑現有研究成果並結合比特幣特性進行設計。

通過上述優化,BitVM有望在效率和安全性方面得到顯著提升,爲比特幣生態帶來更多可能性。未來還需要更多的探索和實踐,以充分發揮比特幣的潛力。