比特币BitVM是什么？为什么BitVM如此重要？谁创建了BitVM？

比特币不仅是历史上第一种加密货币，也是迄今为止最成功的一种。它确实在点对点支付方面实现了革命性的进步，但在扩展性及执行复杂且全能的智能合约方面，其能力受到了极大的限制。这些问题已经引起了区块链社区的广泛关注，而且随着比特币用户数量的增加，解决扩展问题的紧迫性愈发凸显。

在比特币初创时期，早期的开发者就曾讨论过建立一个既能处理智能合约又能支持去中心化应用的区块链的必要性。然而，比特币创立的初衷却是为了提供一种安全、独立且不依赖第三方的价值保存与跨境交易方式。区块链作为比特币的支撑技术，其潜力远不止作为支付系统，这一点在以太坊引入图灵完备的编程能力后才得以完全发挥。

到了2023年底，Robin Linus发布的一篇白皮书让比特币社区看到了希望的曙光。他提出了一种名为BitVM的新计算模式，这一模式能够将智能合约的功能和图灵完备性引入比特币，这意味着未来可以在比特币上运行各种程序，从游戏到复杂的合约。随着这一突破性技术的展开，了解它为社区带来的可能性和机会变得至关重要。本文将详细介绍BitVM的工作原理和需注意的关键点。

比特币 BitVM 完整指南

比特币的突破并不常见。但一旦出现，往往一开始就很复杂，难以理解。BitVM 也不例外。

2023 年 10 月出现的新发展释放了比特币以不涉及任何网络修改的方式验证复杂计算的能力。

更具体地说，BitVM 使用其脚本编程语言的预先存在的组件使比特币图灵完备。

通过实现图灵完备，比特币区块链理论上可以用来扩展比特币的功能，远远超出比特币白皮书中首次提出的“点对点电子现金系统”的愿景。

比特币和图灵完备性的简介

虽然图灵完备性听起来像是来自《Ikigai》手册的东西，但它用于描述可以计算任意函数/解决任何问题的编程语言。

美国数学家阿隆佐·丘奇 (Alonzo Church) 在 20 世纪 30 年代首次创造了这个术语，指的是他的学生、著名的英国计算机科学家艾伦·图灵 (Alan Turing) 的研究成果。

在 BitVM 之前，比特币的脚本编程语言并非图灵完备的。尽管付出了多方努力，却没有人能够让比特币实现现代计算机所能实现的所有功能。

但值得注意的是，许多人认为比特币的简单性是一个决定性特征，而不是缺点或缺陷。

比特币局限性的重要性

比特币的幽灵创造者中本聪 (Satoshi Nakamoto)在推出该协议一年后限制了比特币的编程功能。

你可能会好奇为什么？归根结底还是为了安全。系统越简单，出错的可能性就越小。

举个例子，让我们将一辆配备所有顶级配置的豪华车与一辆普通自行车进行比较。

当然，豪华轿车提供了很多自行车所不具备的功能，但你遇到技术故障的可能性要大得多。而传统自行车的活动部件很少，因此潜在故障的可能性也小得多。你不太可能在自行车上遇到仪表盘指示灯故障、空气悬架故障或自动变道故障——因为它本身就没有这些功能。

在这个例子中，比特币就像一辆自行车。它的简单性最终减少了恶意代理破坏其网络的方式。例如，分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击对当前的比特币网络没有影响，但对于提供更复杂功能的其他项目来说，它们是一个主要问题。

什么是 BitVM？

Robin Linus最新发布的白皮书介绍了一种名为BitVM的比特币虚拟机。这是一个旨在通过引入图灵完备智能合约来扩展比特币功能的计算平台，从而使比特币获得与以太坊虚拟机（EVM）相似的能力，同时不会影响到现有的网络共识规则。

尽管BitVM并非首个旨在拓宽比特币应用范围的项目，比特币本身最初设计目标是完成如资产交易等简单操作，之前已有多次尝试在其网络上增加更多功能。其中包括像闪电网络和Liquid网络等第二层解决方案。近期，BitVM技术脱颖而出，它在扩展比特币网络方面展现出了更大的潜力。

如前所述，BitVM无需修改比特币当前的共识规则。它通过使用时间锁、哈希锁和复杂的主根树系统等技术构建，形成一个能够执行复杂合约和运算的平台。借此，BitVM不仅能够处理各种计算问题，还能将比特币网络的能力提升至与其他图灵完备系统同等的水平。

什么是图灵完备智能合约？
图灵完备性描述的是一种系统能力，它能够解决任意计算问题，只要系统有足够的资源和时间。图灵完备的智能合约可以处理任何计算请求的逻辑。这一概念在区块链社区中极为重要，因为它赋予了区块链网络强大的力量和广泛的应用灵活性。

比特币的智能合约设计初衷是简单且非图灵完备，主要是因为它们最初并未设计来处理代币化或去中心化应用的开发。因此，BitVM的加入标志着比特币发展上的一次重大突破，极大地扩展了比特币的功能边界。

BitVM 如何运作？

BitVM 目前仅限于两方：“证明者”和“验证者”。

假设两方希望通过使用比特币区块链的智能合约进行交易。

一方（证明者）断言智能合约可以像宣传的那样工作，而无需直接在比特币的区块链上运行。

第二方（验证者）需要获得一定的保证，以确保智能合约能够按其声明的方式运行。他们共同签署了一系列交易，赋予验证者对智能合约部分内容提出质疑的权利，并赋予证明者回应的权利。

如果任何一方试图欺骗另一方，或者未能合作，那么一旦智能合约激活，诚实的一方将收到存入智能合约的所有资金。

一旦发生争议，可以通过链上执行智能合约程序的特定条件来证明是否存在欺诈行为。

谁创建了 BitVM？

ZeroSync 核心贡献者 Robin Linus于 2023 年 10 月 9 日发布了 BitVM白皮书。

ZeroSync 是一家位于瑞士楚格的非营利组织，主要致力于通过开发零知识证明 (ZKP) 解决方案来提高比特币的可扩展性和隐私性。

为什么 BitVM 如此重要？

BitVM 引入了一种用于执行链下复杂计算的系统，为参与双方提供了强大的问责制度，并且无需软件升级即可实施。

这一发展也为比特币上 Optimistic 风格的 rollups 奠定了基础。该流程将涉及在链下打包和处理 BTC 交易，并在链上提交证明。作为 Optimistic 方案的一部分，所有链下交易都将被视为有效。只有存在争议时，交易才会在链上执行以确认其有效性。

像这样的汇总可以显著提高比特币的交易吞吐量，就像Optimism (OP)等协议使用的 Optimistic 汇总可以提高以太坊的处理能力一样。

BitVM与EVM有何不同？

尽管BitVM的目标是为比特币系统增加图灵完备的智能合约功能，但它与以太坊虚拟机（EVM）提供的智能合约并不完全一样。以太坊和Solana等智能合约区块链将它们的虚拟机完整地整合到了区块链结构中。相比之下，BitVM则作为一个可选附加功能存在于比特币区块链上，用户可以根据需要选择启用。

BitVM虽试图模拟其他具备图灵完备智能合约的区块链，但其功能受到了一定限制。比如，使用EVM的产品需要以太坊区块链本身的安全性来保障合约的安全，而BitVM产品则同时依赖于比特币的安全性和参与者的诚信。在BitVM中，参与者需要在规定的挑战期内提交反欺诈证据，这一要求显著影响了BitVM在应对系统故障时的处理策略。

EVM与BitVM在链上交互的方式也大相径庭。由于比特币本身不支持复杂的智能合约，BitVM的绝大多数计算操作都在链外执行，以此避免主链过载。而EVM的计算完全在链上进行。正因为这些显著的区别，一些比特币社区的成员认为BitVM并不构成一个完整的虚拟机。

BitVM 的下一步计划是什么？

由于多种原因，BitVM 代表了比特币的一项重要突破。

从技术角度来看，它释放了网络验证任何类型复杂计算的潜力，尽管目前还处于有限的双方设置中。

这一进步还可能为比特币带来新的应用和可扩展性优势。

但也许最重要的是，BitVM 强调比特币的功能从未受到其协议的限制，而是受到其用户的想象力的限制。

BitVM 的局限性

值得注意的是，虽然 BitVM 提供了许多有希望的好处，但它并非没有缺点。

Linus 和其他参与贡献者都承认该模型尚处于早期阶段，远非完善的解决方案。

以下是 BitVM 的一些限制，团队仍在努力克服：

• 目前，BitVM 仅支持双人模式。这一限制意味着它无法支持具有多方交易的大规模去中心化应用。
• 链上验证仍然可能会阻塞比特币的区块链。
• 链下计算可能会涉及大量数据。

总结

虽然BitVM仍处于发展初期，但它已经成为比特币扩容方案中一项强有力的新成员。随着比特币对图灵完备智能合约的需求不断增长，BitVM展现出了解决比特币可扩展性问题的潜力。尽管这项技术存在高计算需求和应用场景有限等挑战，但BitVM带来的各种机遇是显而易见的。开发者们还在努力解决BitVM的各种限制，但它仍表现出强大的潜力，有望扩展比特币的功能并增强其处理更复杂交易的能力。

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