เป้าหมายหลักของการออกแบบนี้คือการสร้างเครือข่ายเลเยอร์ 2 ที่ปรับแต่งเป็นพิเศษสำหรับบล็อกเชน Bitcoin เครือข่าย Bitcoin Layer 2 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการทำธุรกรรมที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นภายในระบบนิเวศของ Bitcoin ด้วยการลดภาระงานการประมวลผลธุรกรรมบางอย่างจาก mainnet จึงมีจุดมุ่งหมายเพื่อบรรเทาปัญหาความแออัดบน mainnet Bitcoin และลดเวลาที่ต้องใช้ในการยืนยันธุรกรรมลงอย่างมาก

ด้วยข้อจำกัดโดยธรรมชาติของพลังการประมวลผล Bitcoin Virtual Machine (VM) การออกแบบของเราจึงใช้ BitVM ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการดำเนินการสัญญาอัจฉริยะระหว่างสองชั้นของเครือข่าย ด้วยการใช้ประโยชน์จากสถานการณ์ความท้าทายและการตอบสนอง BitVM สาธิตแนวทางใหม่ในการเขียนโปรแกรมเครือข่าย Bitcoin ที่ทำลายข้อจำกัดแบบเดิมๆ

เพื่อเพิ่มความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของเครือข่าย Bitcoin Layer 2 การออกแบบจะใช้การตรวจสอบสถานะโดยการรวมเทคโนโลยี Zero-Knowledge Proof (ZK) เทคโนโลยีการเข้ารหัสขั้นสูงเหล่านี้ช่วยให้ Bitcoin mainnet สามารถตรวจสอบสถานะของเครือข่ายเลเยอร์ 2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่กระทบต่อความเป็นส่วนตัวและการรักษาความลับของธุรกรรมที่เกี่ยวข้อง การพิสูจน์ความรู้แบบ Zero-Knowledge สามารถตรวจสอบข้อมูลได้โดยไม่ต้องเปิดเผยรายละเอียดเฉพาะของธุรกรรม จึงมั่นใจในความสมบูรณ์ของเครือข่ายเลเยอร์ 2 ในขณะเดียวกันก็ปกป้องความเป็นส่วนตัว

โดยรวมแล้ว การออกแบบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาด ความเร็ว และประสิทธิภาพของเครือข่าย Bitcoin ผ่านเครือข่ายเลเยอร์ 2 การใช้ BitVM สำหรับการดำเนินการตามสัญญาอัจฉริยะ และบูรณาการเทคโนโลยีพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์สำหรับการตรวจสอบสถานะ ในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของธุรกรรมพื้นฐาน . .

0. สถาปัตยกรรม

Layer2 blockchain ใช้รูปแบบบัญชี สถานะของบล็อคเชนทั้งหมดได้รับการตรวจสอบผ่าน zkVM ตามระบบพิสูจน์ Halo2 สถานะของเลเยอร์ 2 ได้รับการซิงโครไนซ์กับเครือข่ายหลักของ Bitcoin และสถานะเลเยอร์ 2 ทั้งหมดได้รับการตรวจสอบโดยเครื่องมือตรวจสอบ Zero-Knowledge Proof (ZKP) ที่ดำเนินการโดย BitVM เราใช้ UTXO เพื่อติดตามสถานะเลเยอร์ 2 ทั้งหมด นอกจากนี้ เรายังใช้ Oracle ที่เชื่อถือได้เพื่อให้แน่ใจว่าเฉพาะอินพุต/เอาท์พุตของสคริปต์ล็อค/ปลดล็อคเท่านั้นที่เป็นไปตามโปรโตคอลเลเยอร์ 2

1. คณะกรรมการเลเยอร์ 2 และ Oracle ที่เชื่อถือได้ คณะกรรมการเลเยอร์ 2 ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มผู้ใช้ที่ได้รับเลือก มีหน้าที่ดูแลการทำงานโดยรวมของเครือข่ายเลเยอร์ 2 เมื่อเกิดปัญหากับโปรโตคอล คณะกรรมการสามารถเข้ามาและหยุดโปรโตคอลได้ เพื่อปกป้องทรัพย์สินของผู้ใช้ทุกคน ออราเคิลที่เชื่อถือได้มีความสำคัญในการตรวจสอบความถูกต้องของ UTXO และสคริปต์อินพุต/เอาท์พุต

2. เลเยอร์ 1 ถึงเลเยอร์ 2 สร้างที่อยู่ Taproot เดียวบนเครือข่าย Bitcoin เพื่อแสดงโปรโตคอลเลเยอร์ 2 เมื่อ UTXO ถูกสร้างขึ้นและถ่ายโอนไปยังที่อยู่ Taproot แล้ว UTXO ที่เกี่ยวข้องนั้นจะถูก "เติม" จากเครือข่ายหลักของ Bitcoin ไปยังเลเยอร์ 2

บัญชีโปรโตคอลหรือคณะกรรมการจัดการสิทธิ์ "ถ่ายโอน" โดยเฉพาะสำหรับสินทรัพย์ UTXO ทั้งหมดที่ "ฝาก" ไปยังเลเยอร์ 2 เฉพาะโปรโตคอล ออราเคิลที่เชื่อถือได้ หรือบัญชีคณะกรรมการเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนความเป็นเจ้าของ UTXO ที่ฝากได้ ออราเคิลที่เชื่อถือได้ช่วยให้แน่ใจว่าสคริปต์ UTXO เอาต์พุตที่ถูกต้องรวมอยู่ในธุรกรรมการโอนความเป็นเจ้าของ

3. บล็อกที่ซิงโครไนซ์กับเครือข่ายหลักของ Bitcoin สถานะของเครือข่ายเลเยอร์ 2 ทั้งหมดจะถูกซิงโครไนซ์กับเครือข่ายหลักของ Bitcoin ในรูปแบบของบล็อก สำหรับบล็อก ควรระบุข้อมูลต่อไปนี้:

·ธุรกรรมในบล็อกเฉพาะ

· สถานะบัญชีใหม่หลังจากใช้ธุรกรรมเหล่านี้

· UTXO ใหม่ในสถานะบล็อกปัจจุบัน (พร้อมเสมอแม้ว่าโปรโตคอลจะใช้งานไม่ได้)

· บล็อกข้อมูลของเครือข่าย Bitcoin

· การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์ (พิสูจน์ว่าการเปลี่ยนสถานะจากบล็อกก่อนหน้าไปเป็นบล็อกปัจจุบันนั้นถูกต้อง) สถานะทั้งหมดของ Bitcoin mainnet จะถูกบันทึกไว้ในประวัติการทำธุรกรรม UTXO

3.1 ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพิสูจน์ Zero-knowledge proof ใช้เพื่อยืนยันความถูกต้องของ Layer2 ลองพิสูจน์สิ่งต่อไปนี้:

· ธุรกรรมบล็อกเลเยอร์ 2 ได้รับการลงนามอย่างถูกต้อง

· สถานะใหม่สำหรับบัญชีทั้งหมดได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง

· ธุรกรรมการฝากเงินทั้งหมดก่อนบล็อกเฉพาะบนเมนเน็ต Bitcoin ได้รับการประมวลผลอย่างถูกต้อง

· สำหรับสถานะปัจจุบัน การจัดสรร UTXO ทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้อง

3.2 การท้าทายข้อมูลบล็อก เพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องของข้อมูลการบล็อกที่ระบุในเมนเน็ต Bitcoin เราใช้รูปแบบการท้าทายและการตอบสนอง ผู้พิสูจน์สามารถพิสูจน์ความถูกต้องของข้อมูลบล็อกได้โดยชี้ให้เห็นว่ามี N บล็อกหลังจากบล็อกใดบล็อกหนึ่งภายในระยะเวลาที่ถูกล็อค

3.3 การปรับปรุงวงจร ZKP และ BitVM ดังที่แสดงในเอกสาร BitVM การตรวจสอบ ZKP สามารถแสดงเป็นวงจรไบนารี่ที่สามารถท้าทายโดยทั้งสองฝ่าย ด้วยธุรกรรมที่ลงนามล่วงหน้า จะสามารถส่งความท้าทายเพื่อรับข้อผูกพันบิตของวงจรได้ หากเปิดเผย 0 และ 1 แสดงว่าการท้าทายสำเร็จ ในการใช้ BitVM เพื่อตรวจสอบ ZKP คุณต้องใส่ใจกับสองประเด็นต่อไปนี้:

สัญญาวงจรไบนารีเดียวกันสามารถใช้ได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น นั่นคือ ถ้าวงจรเดียวกันถูกคอมมิตสำหรับหลายบล็อก อาจมีการเปิดเผยค่าคอมมิต 0 และ 1 เล็กน้อย

สำหรับการตรวจสอบ ZKP นอกเหนือจากความพึงพอใจของวงจรแล้ว ควรตรวจสอบ "อินพุตร่วม" ด้วย

เพื่อจัดการกับข้อบกพร่องทั้งสองนี้ สำหรับแต่ละบล็อกของ Layer2 จะมีการสร้างวงจรไบนารี่ที่ไม่ซ้ำกันและ "อินพุตทั่วไป" ได้รับการแก้ไขแล้ว สคริปต์ Bitcoin ใช้เพื่อจัดการแฮชและการตรวจสอบอินพุตสาธารณะ ข้อผูกพันบิตอินพุตสาธารณะที่ถูกต้องจะได้รับการตรวจสอบโดย Oracle ที่เชื่อถือได้ ในส่วนของความพึงพอใจของวงจร สมาชิกคนใดคนหนึ่งของคณะกรรมการมีสิทธิ์ที่จะโต้แย้งได้

4. จาก Layer2 ถึง Bitcoin Mainnet สินทรัพย์สามารถย้ายจาก Layer2 ไปยัง Bitcoin mainnet ได้สองวิธี: การถอนและการบังคับถอน ธุรกรรมการถอนจะถูกกระตุ้นจากเลเยอร์ 2 และวงจร ZKP ช่วยให้มั่นใจได้ว่าธุรกรรมจะได้รับการประมวลผลตามที่คาดไว้ ธุรกรรมการบังคับถอนเงินเริ่มต้นจากเครือข่าย Bitcoin

4. จาก Layer2 ถึง Bitcoin Mainnet สินทรัพย์สามารถย้ายจาก Layer2 ไปยัง Bitcoin mainnet ได้สองวิธี: การถอนและการบังคับถอน ธุรกรรมการถอนจะถูกกระตุ้นจากเลเยอร์ 2 และวงจร ZKP ช่วยให้มั่นใจได้ว่าธุรกรรมจะได้รับการประมวลผลตามที่คาดไว้ ธุรกรรมการบังคับถอนเงินเริ่มต้นจากเครือข่าย Bitcoin

4.1 ธุรกรรมการถอนและการบังคับถอน ธุรกรรมการถอนที่ถูกทริกเกอร์จากเลเยอร์ 2 ได้รับการตรวจสอบโดยใช้วงจร ZKP เพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมได้รับการประมวลผลอย่างถูกต้อง ธุรกรรมการบังคับถอนที่เริ่มต้นจากเครือข่าย Bitcoin จะต้องรวมอยู่ในการอัปเดตสถานะบล็อกครั้งถัดไป

4.2 การจัดสรร UTXO เมื่อสถานะของบล็อกได้รับการอัปเดต การจัดสรร UTXO จะถูกซิงโครไนซ์ ในกรณีที่โปรโตคอลปิดตัวลง สามารถใช้ UTXO ทั้งหมดเพื่อรับรองความปลอดภัยของทรัพย์สินของผู้ใช้ทั้งหมด ในบรรดา UTXO เหล่านี้ เฉพาะผู้ที่ถอนเงินหรือบังคับถอนเท่านั้นที่จะลงนามโดยโปรโตคอล

5. ออกจากเลเยอร์ 2 เมื่อ ZKP ไม่ได้รับการตรวจสอบ คณะกรรมการจะต้องหยุดและออกจากโปรโตคอล หากโปรโตคอลหยุดทำงาน คณะกรรมการจะลงนามการจัดสรร UTXO ทั้งหมดที่ระบุในสถานะบล็อกล่าสุดของเลเยอร์ 2 ด้วยลายเซ็นเหล่านี้ ผู้ใช้สามารถถอนเงินจาก Layer2 ได้โดยไม่สูญเสียใดๆ