Conocimientos básicos sobre BitVM: implementación de prueba de fraude y ZK Fraud Proof
La prueba de fraude es una solución técnica ampliamente utilizada en el ámbito de blockchain, originada en la comunidad de Ethereum, adoptada por Layer2 de Ethereum como Arbitrum y Optimism. Después del surgimiento del ecosistema de Bitcoin en 2023, Robin Linus propuso el esquema BitVM, que tiene como núcleo la prueba de fraude, proporcionando un nuevo modelo de seguridad para la segunda capa de Bitcoin o puentes.
BitVM ha pasado por múltiples evoluciones de versión, desde la inicial BitVM0 hasta la posterior BitVM2, con un camino técnico en constante maduración. Varios proyectos como Bitlayer, Citrea, BOB, entre otros, se han implementado sobre la base tecnológica de BitVM.
Este artículo tomará como ejemplo el esquema de prueba de fraude de Optimism, analizando su propuesta basada en la máquina virtual MIPS y la prueba de fraude interactiva, así como las principales ideas detrás de la prueba de fraude zk.
OutputRoot y StateRoot
Optimism es un conocido proyecto de Optimistic Rollup, compuesto por un secuenciador y contratos inteligentes en la cadena de Ethereum. Después de procesar las transacciones, el secuenciador enviará los datos a Ethereum. Ejecutar un nodo de Optimism permite realizar estas transacciones localmente y calcular el hash del conjunto de estados actual.
Si el secuenciador sube un hash de conjunto de estados incorrecto, el resultado del cálculo local será diferente, en este caso se puede iniciar una disputa. Optimism utiliza el campo StateRoot para representar el cambio de conjunto de estados, y periódicamente sube el OutputRoot a Ethereum.
Máquina Virtual MIPS y Árbol Merkle de Memoria
Para validar la corrección de OutputRoot en la cadena, el equipo de desarrollo de Optimism escribió la máquina virtual MIPS en Solidity, implementando parte de las funciones de los nodos OP. Diseñaron un sistema interactivo de prueba de fraude, desglosando el proceso de manejo de transacciones en el procesamiento de los códigos de operación MIPS.
La información de estado de la máquina virtual MIPS se organiza en un árbol de Merkle, incluyendo el estado de los registros, el hash del estado de la memoria, etc. Los contratos en la cadena ejecutan una instrucción MIPS a través de la función Step, comparando los resultados para validar el comportamiento del secuenciador.
Prueba de fraude interactiva
El equipo de Optimism desarrolló el protocolo Fault Dispute Game(FDG), que incluye dos roles: retador y defensor. Los participantes deben construir un GameTree localmente y, a través de múltiples interacciones, localizar los códigos de operación MIPS en disputa.
Prueba de fraude ZK
Las pruebas de fraude tradicionales presentan problemas como la complejidad de la interacción, altos costos de gas y gran dificultad de desarrollo. Para abordar estos problemas, Optimism propone el concepto de Prueba de Fraude ZK. En caso de desafío, el secuenciador proporciona una prueba ZK de la transacción desafiada, que es verificada por un contrato inteligente de Ethereum.
ZK Fraud Proof simplifica múltiples interacciones en una única generación y verificación de prueba ZK, ahorrando tiempo y costos. En comparación con ZK Rollup, el OP Rollup basado en ZK Fraud Proof solo genera pruebas cuando es desafiado, reduciendo los costos de computación.
BitVM2 también adopta un enfoque similar, implementando la verificación de ZK Proof a través de scripts de Bitcoin y simplificando el programa en cadena. Esta solución ha sido adoptada por proyectos como Bitlayer, Goat Network, entre otros.
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Evolución de BitVM: Análisis técnico de la prueba de fraude a la prueba de fraude ZK
Conocimientos básicos sobre BitVM: implementación de prueba de fraude y ZK Fraud Proof
La prueba de fraude es una solución técnica ampliamente utilizada en el ámbito de blockchain, originada en la comunidad de Ethereum, adoptada por Layer2 de Ethereum como Arbitrum y Optimism. Después del surgimiento del ecosistema de Bitcoin en 2023, Robin Linus propuso el esquema BitVM, que tiene como núcleo la prueba de fraude, proporcionando un nuevo modelo de seguridad para la segunda capa de Bitcoin o puentes.
BitVM ha pasado por múltiples evoluciones de versión, desde la inicial BitVM0 hasta la posterior BitVM2, con un camino técnico en constante maduración. Varios proyectos como Bitlayer, Citrea, BOB, entre otros, se han implementado sobre la base tecnológica de BitVM.
Este artículo tomará como ejemplo el esquema de prueba de fraude de Optimism, analizando su propuesta basada en la máquina virtual MIPS y la prueba de fraude interactiva, así como las principales ideas detrás de la prueba de fraude zk.
OutputRoot y StateRoot
Optimism es un conocido proyecto de Optimistic Rollup, compuesto por un secuenciador y contratos inteligentes en la cadena de Ethereum. Después de procesar las transacciones, el secuenciador enviará los datos a Ethereum. Ejecutar un nodo de Optimism permite realizar estas transacciones localmente y calcular el hash del conjunto de estados actual.
Si el secuenciador sube un hash de conjunto de estados incorrecto, el resultado del cálculo local será diferente, en este caso se puede iniciar una disputa. Optimism utiliza el campo StateRoot para representar el cambio de conjunto de estados, y periódicamente sube el OutputRoot a Ethereum.
Máquina Virtual MIPS y Árbol Merkle de Memoria
Para validar la corrección de OutputRoot en la cadena, el equipo de desarrollo de Optimism escribió la máquina virtual MIPS en Solidity, implementando parte de las funciones de los nodos OP. Diseñaron un sistema interactivo de prueba de fraude, desglosando el proceso de manejo de transacciones en el procesamiento de los códigos de operación MIPS.
La información de estado de la máquina virtual MIPS se organiza en un árbol de Merkle, incluyendo el estado de los registros, el hash del estado de la memoria, etc. Los contratos en la cadena ejecutan una instrucción MIPS a través de la función Step, comparando los resultados para validar el comportamiento del secuenciador.
Prueba de fraude interactiva
El equipo de Optimism desarrolló el protocolo Fault Dispute Game(FDG), que incluye dos roles: retador y defensor. Los participantes deben construir un GameTree localmente y, a través de múltiples interacciones, localizar los códigos de operación MIPS en disputa.
Prueba de fraude ZK
Las pruebas de fraude tradicionales presentan problemas como la complejidad de la interacción, altos costos de gas y gran dificultad de desarrollo. Para abordar estos problemas, Optimism propone el concepto de Prueba de Fraude ZK. En caso de desafío, el secuenciador proporciona una prueba ZK de la transacción desafiada, que es verificada por un contrato inteligente de Ethereum.
ZK Fraud Proof simplifica múltiples interacciones en una única generación y verificación de prueba ZK, ahorrando tiempo y costos. En comparación con ZK Rollup, el OP Rollup basado en ZK Fraud Proof solo genera pruebas cuando es desafiado, reduciendo los costos de computación.
BitVM2 también adopta un enfoque similar, implementando la verificación de ZK Proof a través de scripts de Bitcoin y simplificando el programa en cadena. Esta solución ha sido adoptada por proyectos como Bitlayer, Goat Network, entre otros.