Программируемость в экосистеме Биткойна: сайдчейны, rollup-решения и BitVM

Сайдчейны: Liquid, Rootstock (RSK) и Stacks (sBTC)

Сайдчейны — это независимые блокчейны, которые функционируют параллельно сети Биткоина и обеспечивают возможности, недоступные на базовом уровне. Их работа строится на механизмах блокировки BTC в основной цепи и выпуске эквивалентных активов на стороне сайдчейна. Обычно такие решения имеют собственные правила консенсуса, виртуальные машины и логику транзакций.

Liquid Network

Liquid Network, разработанная компанией Blockstream, — это федеративный сайдчейн, ориентированный на ускорение взаиморасчетов между биржами. Пользователи могут внести BTC (peg-in), которые превращаются в L-BTC в сети Liquid. Liquid обеспечивает более быструю обработку транзакций (блоки формируются раз в минуту), конфиденциальность (технология Confidential Transactions) и поддержку выпуска токенов для таких активов, как стейблкоины или ценные бумаги. Управление сетью осуществляет федерация участников, которые подписывают блоки и контролируют процессы ввода и вывода средств. Liquid обеспечивает высокую производительность и приватность, однако безопасность сети зависит от добросовестности федерации, а не от доказательства выполнения работы Биткоина.

Rootstock

Rootstock (RSK) — сайдчейн с прикреплением к Биткоину, полностью совместимый с Ethereum Virtual Machine (EVM). Он поддерживает создание смарт-контрактов на языке Solidity, позволяет реализовывать DeFi-приложения, оракулы, NFT и другие решения, используя BTC в качестве базового актива. В RSK применяется совместный майнинг с сетью Биткоина, что позволяет биткоин-майнерам валидировать блоки RSK. Однако механизм привязки управляется федерацией, а значит, уровень безопасности RSK определяется этой посреднической структурой.

Stacks

Stacks (ранее Blockstack) применяет иной подход: он использует Биткоин как слой расчетов и якоря, но имеет отдельную цепь для исполнения. В 2023 году Stacks запустил sBTC — программируемый BTC-актив с привязкой 1:1 к настоящим биткоинам. sBTC позволяет создавать смарт-контракты на Clarity — языке с предсказуемой, не-Turing-полной моделью программирования. В отличие от газовой модели Ethereum, Clarity обеспечивает детерминированность вычислений и прозрачную логику контрактов. Сейчас команда Stacks внедряет обновление Nakamoto, которое ускоряет формирование блоков и добавляет новый слой консенсуса для повышения эффективности сети.

Роллапы на Биткоине

Роллапы — это протоколы второго уровня, которые агрегируют множество транзакций в единое доказательство, отправляемое в основную цепь. Они широко используются в Ethereum, обеспечивая масштабируемость DeFi-экосистемы при минимальной нагрузке на основной блокчейн. В архитектуре роллапов вычисления и хранение данных осуществляются вне сети, а финансовые расчёты и проверка доказательств — на основной цепи. Такой подход позволяет существенно увеличить пропускную способность, сохраняя при этом часть безопасности базового уровня.

Адаптация роллапов к Биткоину связана с ограничениями языка Bitcoin Script и отсутствием нативной поддержки сложных криптографических доказательств типа SNARK или STARK. Тем не менее, несколько новых проектов в 2024–2025 годах добились значительного прогресса в построении биткоин-роллапов.

Citrea

Citrea, разработанная Chainway, — первый zk-роллап, специально спроектированный для Биткоина. Он использует обновление Taproot для закрепления zk-доказательств в основной цепи, а вычисления происходят вне сети в zkVM (zero-knowledge виртуальной машине). Это позволяет разработчикам создавать смарт-контракты и приложения с криптографической верификацией, не требующей обработки всех шагов нодами Биткоина. Дизайн Citrea ориентирован на модульность и надежность, поддерживая DeFi-приложения с расчетами прямо в блоках Биткоина.

BOB

BOB (Build on Bitcoin) — гибридный EVM-совместимый роллап, который объединяет приложение на базе инфраструктуры Ethereum с расчетами на Биткоине. Он использует OP-stack и собственный мост для BTC, позволяя разрабатывать на Solidity при окончательных расчетах на Биткоине. BOB акцентирует внимание на совместимости с инструментами Ethereum, что способствует мультицепочному развитию. Основные вызовы связаны с доверием к мостам для BTC и децентрализацией набора валидаторов.

Botanix

Botanix, запущенный в начале 2025 года, предлагает EVM-совместимый роллап для Биткоина с инновационной архитектурой, которая закрепляет транзакции EVM на блокчейне Биткоина и обеспечивает быструю обработку на слое роллапа. Botanix реализует 5-секундные блоки, интегрированную инфраструктуру кошельков и инструменты для предоставления ликвидности. Его модель привязки позволяет перемещать BTC в роллап через федерацию либо с помощью кастодиана на смарт-контракте, в зависимости от реализации. Botanix позиционируется как нативное биткоин-окружение для разработчиков, знакомых с технологическим стеком Ethereum.

Биткоин-роллапы остаются развивающейся областью. Действующие решения пока не обеспечивают такого же уровня доверия при вводе и выводе средств, как роллапы Ethereum. Вместо этого используются гибридные подходы с внешними мостами или механизмами с тайм-локом. Отсутствие универсальных верификационных команд в Bitcoin ограничивает возможность прямой проверки zk-доказательств или fraud-proof-доказательств. Тем не менее, исследования по OP_CAT, OP_TAPLEAF_UPDATE_VERIFY и Covenants могут в будущем привести к созданию более доверительно-минимизированных биткоин-роллапов.

BitVM

BitVM — это новая концепция, позволяющая реализовать Тьюринг-полные вычисления на Биткоине без изменений его консенсусных правил. Впервые представленная в 2023 году, BitVM строится на протоколе вызова-ответа между двумя сторонами (доказывающая сторона (prover) и проверяющая сторона (verifier)), моделируя произвольные вычисления с помощью серии хешированных коммитментов и условных сценариев. Для обеспечения гарантии исполнения используются структуры Taproot и заранее подписанные транзакции.

На практике BitVM позволяет выполнять любые вычислимые функции вне сети с последующей верификацией на блокчейне Биткоина при участии хотя бы одной честной стороны — участника протокола. Это расширяет возможности для верификации zk-доказательств, создания нативных BTC-мостов и проверок роллапов.

В отличие от традиционных смарт-контрактов, BitVM не осуществляет вычисления непосредственно в сети, а выносит исполнение вне блокчейна с возвратом споров в основную цепь лишь при необходимости. Такой подход сокращает нагрузку на блокчейн и сохраняет классическую архитектуру Биткоина, хотя повышает задержки и требует интерактивного взаимодействия. Поэтому BitVM оптимально подходит для валидации расчетов, выявления мошенничества или условных разблокировок, а не для пользовательских приложений.

Новая волна Layer-2 для Биткоина: Merlin, B² Network и Bitlayer

Помимо крупных Layer-2 проектов, таких как Citrea, Stacks и RSK, в 2025 году появились новые решения, которые нацелены на расширение программируемости и масштабируемости Биткоина. Merlin позиционирует себя как нативный для Биткоина Layer-2-протокол, оптимизированный под DeFi: он предлагает быструю завершение транзакций, высокую пропускную способность и инструменты, которые призваны приблизить экосистему Биткоина к успеху среды dApp Ethereum при сохранении расчетов и доверия на основной цепи. Благодаря поддержке EVM-совместимых смарт-контрактов и стимулированию ликвидности, Merlin работает над снижением барьера между Биткоином и современными DeFi.

B² Network реализует zk-роллап-фреймворк для Биткоина, который обеспечивает масштабируемость и программируемость через zk-доказательства. Протокол поддерживает EVM-совместимость, позволяя использовать существующий Solidity-код с одновременной защитой окончательных расчетов Биткоина. Роллап использует рекурсивные SNARK-доказательства для сжатия данных и масштабируемой верификации, однако, как и другие подобные решения, опирается на мосты для перемещения BTC между слоями.

Bitlayer реализует модульный подход, представляя себя как первый Layer-2 на Биткоине с поддержкой zkVM. Сеть позволяет создавать приложения с расширенными криптографическими гарантиями и использовать Биткоин как расчетный и слой доступности данных. Bitlayer ориентирован на гибкость смарт-контрактов, поддержку межцепочных сообщений и совместимость с популярными инструментами Ethereum, такими как Remix и Hardhat. Несмотря на раннюю стадию, Bitlayer уже привлек внимание рынка своим потенциалом стать универсальной средой для выполнения смарт-контрактов на Биткоине.

Эти проекты отражают растущую тенденцию появления Layer-2 решений, которые не только увеличивают пропускную способность Биткоина, но и превращают его в базу для программируемой и компонуемой финансовой инфраструктуры. Каждое решение предлагает свои компромиссы между безопасностью, производительностью и децентрализацией, но все они свидетельствуют о растущей уверенности в будущем Биткоина как платформы для сложных приложений без компромисса по его основополагающим принципам.

Peg-in/peg-out модели, валидаторские наборы и концепции доказательств

Все программируемые Layer-2 решения на Биткоине используют механизмы передачи активов между основным и вторым слоями. Для этого необходимы схемы привязки (pegging), которые блокируют BTC в основной цепи и выпускают эквивалентный актив вне её. Безопасность этого процесса критична для доверия пользователей и надежности протоколов.

Чаще всего применяется федеративная схема привязки, при которой группа подписантов управляет мультиподписным кошельком в сети Биткоина. Пользователь отправляет BTC на этот кошелек и получает токен (например, L-BTC или RBTC) в сайдчейне. При выводе средств пользователь возвращает токены, а федерация переводит BTC обратно. Этот подход прост и масштабируем, но создает кастодиальный риск — если федерация скомпрометирована или действует с умыслом, средства можно потерять или заблокировать.

Некоторые системы используют привязку на смарт-контрактах или hash-time locked contracts (HTLC), что позволяет некастодиальные мосты, однако их применение ограничено возможностями скриптов Биткоина. Для роллапов часто характерна односторонняя привязка: BTC блокируется в контракте и впоследствии может быть выведен по результатам внешней верификации. Поскольку Биткоин не поддерживает нативную проверку zk- или fraud-proof-доказательств, доверие переносится на внешние реле или сервера валидации.

Валидаторские наборы определяются архитектурой решения. В сайдчейнах типа RSK используется совместный майнинг и экономические стимулы биткоин-майнеров. В других случаях применяются отдельные подписанты блоков, proof-of-authority или proof-of-stake. Степень децентрализации и прозрачности набора валидаторов непосредственно влияет на безопасность и устойчивость к цензуре Layer-2 решения.

Системы доказательств также различаются: в роллапах применяются zk-доказательства (например, SNARK) или optimistic fraud-proof-доказательства. В BitVM реализован новый класс интерактивных доказательств, основанных на вычислительных спорах. Каждый подход имеет свои компромиссы по скорости работы, стоимости верификации и уровню доверия пользователей.

Экосистемы разработчиков и инструменты

Программируемые Layer-2 востребованы только тогда, когда на них строятся приложения. К 2025 году экосистема Биткоина демонстрирует стремительный рост инструментов для разработки смарт-контрактов, выпуска активов и интеграции кошельков.

Stacks предлагает язык Clarity, обеспечивающий детерминированное исполнение и родную интеграцию с блоками Биткоина. С помощью Clarity разработчики создают DeFi-приложения, NFT-платформы и DAO с якорением в основной блокчейн.

RSK поддерживает язык Solidity и инструменты EVM, позволяя разработчикам из Ethereum быстро запускать проекты на инфраструктуре Биткоина. На RSK такие проекты, как Sovryn и Tropykus, уже внедрили возможности кредитования, торговли и использования стейблкоинов в биткоин-экосистеме.

Citrea и Botanix предоставляют SDK для роллапов, что позволяет разрабатывать приложения на основе существующих языков Ethereum. Это включает интеграцию с Remix, совместимость с Metamask и индексирование данных через subgraph для аналитики.

Инструменты для BitVM пока находятся на начальном этапе развития, но уже появляются прототипы компиляторов, движков разрешения споров и ончейн-верификаторов. Эти решения станут ключевыми для практического внедрения интерактивных доказательств и кастомных вычислительных логик.

Инфраструктурные провайдеры, такие как L2.watch, Chainway и BOB Studio, разрабатывают дашборды, мосты и порталы для разработчиков, чтобы поддерживать активность Layer-2 в сети Биткоина. По мере развития кроссчейн-интероперабельности разработчики смогут создавать приложения, использующие смарт-контракты и токенную логику Layer-2, но выполняющие расчеты в BTC.