Connaissances de base sur BitVM : mise en œuvre de la preuve de fraude et de la preuve de fraude ZK
La preuve de fraude est une solution technique largement utilisée dans le domaine de la blockchain, provenant de la communauté Ethereum, adoptée par des solutions Layer2 telles qu'Arbitrum et Optimism. Après l'émergence de l'écosystème Bitcoin en 2023, Robin Linus a proposé le schéma BitVM, centré sur la preuve de fraude, offrant un nouveau modèle de sécurité pour la deuxième couche ou le pont de Bitcoin.
BitVM a connu plusieurs évolutions de version, de la première version BitVM0 à la version ultérieure BitVM2, avec un chemin technologique en constante maturation. Plusieurs projets tels que Bitlayer, Citrea, BOB, etc. ont été réalisés sur la base technologique de BitVM.
Cet article prendra l'exemple du schéma de preuve de fraude d'Optimism pour analyser son plan basé sur la machine virtuelle MIPS et la preuve de fraude interactive, ainsi que les principales idées de la preuve de fraude ZK.
OutputRoot et StateRoot
Optimism est un projet connu d'Optimistic Rollup, composé d'un séquenceur et de contrats intelligents sur la chaîne Ethereum. Après avoir traité les transactions, le séquenceur envoie les données à Ethereum. Exécuter un nœud Optimism permet d'exécuter ces transactions localement et de calculer le hash de l'état actuel.
Si le séquenceur télécharge un hash d'ensemble d'état incorrect, les résultats calculés localement seront différents, et une contestation peut être lancée. Optimism utilise le champ StateRoot pour représenter les changements d'ensemble d'état et télécharge régulièrement l'OutputRoot sur Ethereum.
Machine virtuelle MIPS et arbre Merkle de mémoire
Pour valider la correctitude de OutputRoot sur la chaîne, l'équipe de développement d'Optimism a écrit une machine virtuelle MIPS en Solidity, réalisant certaines fonctions des nœuds OP. Ils ont conçu un système interactif de fraude proof, affinant le processus de traitement des transactions en opérations MIPS.
Les informations d'état de la machine virtuelle MIPS sont organisées sous forme d'arbre Merkle, y compris l'état des registres, le hash de l'état de la mémoire, etc. Les contrats sur la chaîne exécutent une instruction MIPS unique via la fonction Step, comparant les résultats pour vérifier le comportement du séquenceur.
Preuve de fraude interactive
L'équipe d'Optimism a développé le protocole Fault Dispute Game(FDG), qui comprend deux rôles : le challenger et le défenseur. Les participants doivent construire localement un GameTree et localiser les codes d'opération MIPS contestés à travers plusieurs interactions.
Preuve de fraude ZK
Les preuves de fraude traditionnelles présentent des problèmes de complexité d'interaction, de coûts de gas élevés et de difficulté de développement. Pour résoudre ces problèmes, Optimism a proposé le concept de ZK Fraud Proof. Lors d'un défi, le séquenceur fournit une preuve ZK de la transaction contestée, qui est vérifiée par un contrat intelligent Ethereum.
La preuve de fraude ZK simplifie les multiples interactions en une seule génération et vérification de preuve ZK, économisant ainsi du temps et des coûts. Comparé au ZK Rollup, l'OP Rollup basé sur la preuve de fraude ZK ne génère des preuves que lorsqu'il est contesté, réduisant les coûts de calcul.
BitVM2 adopte également une approche similaire, en réalisant la vérification ZK Proof via des scripts Bitcoin et en simplifiant le programme on-chain. Cette solution a été adoptée par des projets tels que Bitlayer et Goat Network.
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BitVM évolue : analyse technique du passage de la preuve de fraude à la preuve de fraude ZK
Connaissances de base sur BitVM : mise en œuvre de la preuve de fraude et de la preuve de fraude ZK
La preuve de fraude est une solution technique largement utilisée dans le domaine de la blockchain, provenant de la communauté Ethereum, adoptée par des solutions Layer2 telles qu'Arbitrum et Optimism. Après l'émergence de l'écosystème Bitcoin en 2023, Robin Linus a proposé le schéma BitVM, centré sur la preuve de fraude, offrant un nouveau modèle de sécurité pour la deuxième couche ou le pont de Bitcoin.
BitVM a connu plusieurs évolutions de version, de la première version BitVM0 à la version ultérieure BitVM2, avec un chemin technologique en constante maturation. Plusieurs projets tels que Bitlayer, Citrea, BOB, etc. ont été réalisés sur la base technologique de BitVM.
Cet article prendra l'exemple du schéma de preuve de fraude d'Optimism pour analyser son plan basé sur la machine virtuelle MIPS et la preuve de fraude interactive, ainsi que les principales idées de la preuve de fraude ZK.
OutputRoot et StateRoot
Optimism est un projet connu d'Optimistic Rollup, composé d'un séquenceur et de contrats intelligents sur la chaîne Ethereum. Après avoir traité les transactions, le séquenceur envoie les données à Ethereum. Exécuter un nœud Optimism permet d'exécuter ces transactions localement et de calculer le hash de l'état actuel.
Si le séquenceur télécharge un hash d'ensemble d'état incorrect, les résultats calculés localement seront différents, et une contestation peut être lancée. Optimism utilise le champ StateRoot pour représenter les changements d'ensemble d'état et télécharge régulièrement l'OutputRoot sur Ethereum.
Machine virtuelle MIPS et arbre Merkle de mémoire
Pour valider la correctitude de OutputRoot sur la chaîne, l'équipe de développement d'Optimism a écrit une machine virtuelle MIPS en Solidity, réalisant certaines fonctions des nœuds OP. Ils ont conçu un système interactif de fraude proof, affinant le processus de traitement des transactions en opérations MIPS.
Les informations d'état de la machine virtuelle MIPS sont organisées sous forme d'arbre Merkle, y compris l'état des registres, le hash de l'état de la mémoire, etc. Les contrats sur la chaîne exécutent une instruction MIPS unique via la fonction Step, comparant les résultats pour vérifier le comportement du séquenceur.
Preuve de fraude interactive
L'équipe d'Optimism a développé le protocole Fault Dispute Game(FDG), qui comprend deux rôles : le challenger et le défenseur. Les participants doivent construire localement un GameTree et localiser les codes d'opération MIPS contestés à travers plusieurs interactions.
Preuve de fraude ZK
Les preuves de fraude traditionnelles présentent des problèmes de complexité d'interaction, de coûts de gas élevés et de difficulté de développement. Pour résoudre ces problèmes, Optimism a proposé le concept de ZK Fraud Proof. Lors d'un défi, le séquenceur fournit une preuve ZK de la transaction contestée, qui est vérifiée par un contrat intelligent Ethereum.
La preuve de fraude ZK simplifie les multiples interactions en une seule génération et vérification de preuve ZK, économisant ainsi du temps et des coûts. Comparé au ZK Rollup, l'OP Rollup basé sur la preuve de fraude ZK ne génère des preuves que lorsqu'il est contesté, réduisant les coûts de calcul.
BitVM2 adopte également une approche similaire, en réalisant la vérification ZK Proof via des scripts Bitcoin et en simplifiant le programme on-chain. Cette solution a été adoptée par des projets tels que Bitlayer et Goat Network.