Este artículo es proporcionado por GOAT y no representa la opinión de Wu Shuo.
El 7 de mayo de 2025, hora del Este de EE. UU., GOAT Network lanzó oficialmente el libro blanco de GOAT BitVM2, que propone el primer protocolo zkRollup nativo de Bitcoin que se puede implementar. Este protocolo, además de heredar las ventajas del protocolo original BitVM2, propone varias innovaciones que abordan de manera sistemática los problemas clave en términos de seguridad, mecanismos de desafío e incentivos económicos, sentando las bases para la expansión y la programabilidad del ecosistema de Bitcoin.
El potencial de BitVM2 y los cuellos de botella reales
El protocolo BitVM2, propuesto por Robin Linus y el equipo de ZeroSync en 2024, es una ruta innovadora que permite verificar cualquier cálculo en la cadena sin modificar el protocolo principal de Bitcoin, creando posibilidades para zkRollup de Bitcoin y puentes entre cadenas. Sin embargo, al avanzar hacia la aplicación práctica y utilizar BitVM2 para puentes entre cadenas de nivel de producción, todavía existen los siguientes problemas clave:
● Operador (Operator) ataque de doble gasto: actualmente BitVM2 permite a los operadores enviar estados verificables pero que en realidad son fraudulentos (por ejemplo, provenientes de una cadena bifurcada), lo que puede desencadenar el riesgo de un ataque de doble gasto cuando los usuarios retiran fondos.
● Baja eficiencia en el proceso de desafíos: el mecanismo actual utiliza un sistema de participación uno a uno de (, desafiando la relación ), y el ciclo de desafío es largo, lo que resulta en altos costos de cálculo y coordinación. Al mismo tiempo, no soporta montos flexibles para retiros, lo que reduce la tasa de utilización de fondos y la experiencia del usuario.
● Falta de un mecanismo de incentivos efectivo: el protocolo carece de incentivos efectivos para motivar la participación de los diversos roles dentro del ecosistema Rollup, especialmente los retadores que, en la mayoría de los casos, no reciben recompensas, lo que reduce su disposición a iniciar desafíos de manera honesta y oportuna. En los sistemas que dependen de incentivos de crowdfunding, también puede surgir el problema de que las recompensas se distribuyan a participantes incorrectos, lo que debilita aún más la precisión y efectividad de los incentivos.
GOAT BitVM2: Tres innovaciones en mecanismos
La red GOAT, desde una perspectiva de ingeniería, ha lanzado la solución mejorada GOAT BitVM2, que ya se ha implementado como el sistema de ejecución central de la red GOAT, llevando por primera vez zkRollup de Bitcoin a la realidad. Esta solución realiza mejoras fundamentales en torno a tres mecanismos:
Capa de Seguridad Criptoeconómica
La combinación de la verificación del Script nativo de Bitcoin y el mecanismo de doble penalización de la capa de consenso de la red GOAT incrementa significativamente el costo de comportamiento malicioso de los operadores. Este mecanismo también mantiene un conjunto de operadores de tamaño razonable, asegurando una alta actividad del sistema bajo la suposición de "nodo honesto 1 de n".
Mecanismo de Desafío Rápido (Resolución Acelerada de Disputas)
Se adopta un mecanismo de rotación de múltiples desafiantes, lo que reduce en gran medida el ciclo de procesamiento de desafíos y disminuye el tiempo de finalización efectiva a menos de 1 día.
Modelo Económico de Desafío Alineado por Incentivos (Incentive-Aligned Challenge Economy)
Los desafiantes exitosos pueden obtener una "recompensa por fraude" compuesta por el depósito del proponente malicioso. Este mecanismo aumenta la tasa de participación en los desafíos y alinea los incentivos económicos entre el comportamiento de desafío y el riesgo de mala conducta del operador.
Modelo Operador Universal: Reestructuración integrada de economía y arquitectura
Para implementar el mecanismo mencionado, GOAT Network fusiona y reestructura el complejo sistema de roles separados en BitVM2.
En la arquitectura tradicional de BitVM2, el sistema de Rollup incluye varios roles, como secuenciador (Sequencer), retador (Challenger), operador (Operator) y miembros del comité (Committee), entre otros. Dado que estos roles presentan diferencias significativas en sus responsabilidades y costos, diseñar un modelo económico de Rollup justo y eficiente, así como un mecanismo de incentivos, se convierte en una tarea extremadamente desafiante.
La innovación principal de GOAT Network radica en unificar estos roles en una única identidad — Operador Universal (Universal Operator, abreviado como Operador) — y a través de un mecanismo de rotación de roles, permite que todos los participantes asuman diferentes responsabilidades en diferentes momentos. Todos los operadores deben realizar un staking en L2, y en cada ronda se les asignará un rol específico, lo que trae las siguientes cuatro grandes ventajas:
● Equilibrio entre ingresos y costos: La red GOAT asegura un equilibrio relativo entre ingresos y gastos a largo plazo al alternar a los operadores entre roles de ganancias y roles de altos costos, evitando que algunos operadores asuman altos costos de cálculo a largo plazo.
● Mecanismo de incentivos alineados: el mecanismo de subsidio cruzado entre diferentes roles suaviza la volatilidad de los ingresos, incentivando a los operadores a participar de manera honesta en cualquier rol.
● Reducir la barrera de entrada: los nodos pequeños y medianos no necesitan asumir continuamente un papel de alto costo, lo que les permite participar fácilmente y mejorar el grado de descentralización y apertura del sistema.
● Aumentar la resiliencia del sistema: incluso si un operador individual se desconecta, el sistema puede seguir funcionando mediante la asignación flexible de roles, evitando la dependencia de un solo punto.
En resumen, GOAT Network unifica los roles de comportamiento como el secuenciador, el calculador y el retador en un grupo de roles compuesto por operadores de participación, todos los cuales se turnan para asumir responsabilidades y estar sujetos al mecanismo de castigo. Los proponentes serán penalizados por presentar un estado fraudulento, al igual que los impugnadores que no hagan su trabajo o impugnen de mala fe. Este mecanismo garantiza que el comportamiento honesto sea económicamente óptimo, al tiempo que reduce el riesgo de centralización al evitar la concentración a largo plazo de roles en manos de individuos específicos a través de un mecanismo de rotación claro.
Resumen de la arquitectura del protocolo: un sistema de circuito cerrado construido en torno a operadores generales
Esta arquitectura no solo debe cubrir el proceso de entrada y salida de activos entre cadenas (Bridge-In & Bridge-Out), sino que también debe lograr la presentación confiable de conjuntos de ordenadores, la coordinación en cadena del proceso de desafío y la generación y verificación eficientes de pruebas zk. A continuación se presentan los componentes centrales de la arquitectura del protocolo GOAT BitVM2:
Modelo de Operador Universal
En GOAT BitVM2, cada operador general ejecuta el mismo software y apuesta BTC para obtener la elegibilidad para participar. A través de un mecanismo de rotación determinista o aleatorio basado en el peso de la apuesta, estos operadores asumen por turnos los siguientes roles: ordenadores (Sequencer, responsables de la creación de bloques), demostradores (Prover, generan pruebas zkSNARK), publicadores (Publisher, envían datos de estado a L1) y desafiadores (Challenger, que cuestionan estados fraudulentos). Cada operador experimentará roles que son tanto lucrativos como costosos, evitando así la concentración de roles y mejorando la tolerancia a fallos del sistema a través de la diversidad.
Proceso de ingreso y egreso de fondos (Bridge-in y Bridge-out)
● Depósito (Deposit): El usuario bloquea BTC y obtiene PegBTC en L2.
● Retiro (Withdraw/Peg-out): No es necesario depender de la verificación compleja del script de retiro de BitVM2 en L1. En cambio, GOAT utiliza un mecanismo de intercambio atómico (Atomic Swap) para completar el proceso de retiro directamente con el operador, mientras combina un protocolo antifraude para garantizar la seguridad y fiabilidad.
Compromiso del Conjunto de Secuenciadores (Sequencer Set Commitment)
● El operador envía la raíz Merkle de su conjunto de claves públicas a través de OP_RETURN de la cadena principal de Bitcoin.
● L2 utiliza la función de introspección de transacciones para verificar el estado histórico de BTC y hacerlo coincidir con el conjunto de ordenadores en L1. Este diseño no requiere modificar las reglas de consenso de Bitcoin, al mismo tiempo que logra una fuerte alineación con el estado nativo de BTC.
Resolución eficiente de disputas y rendimiento de zkMIPS
Para que el zkRollup nativo de Bitcoin sea aplicable, debe contar con un sistema eficiente de detección de fraude y manejo de disputas. GOAT BitVM2 realiza los siguientes diseños en términos de modelo de desafío y rendimiento de pruebas:
Mecanismo de Selección Aleatoria de Retadores de Varias Rondas
Cuando se necesita un retador (por ejemplo, durante el proceso de reembolso del operador), el sistema seleccionará aleatoriamente un retador de todos los nodos que han sido apostados. Si el retador no inicia el desafío a tiempo, el sistema seleccionará aleatoriamente a un nuevo retador como sustituto. Si el nuevo retador identifica con éxito el fraude y inicia el desafío, todos los retadores anteriores que no cumplieron con su deber serán castigados (su apuesta será confiscada). Es importante señalar que cualquier persona puede iniciar un desafío en cualquier ronda, por lo que se mantiene la seguridad de la suposición de "1-de-n participantes honestos".
Además, la asignación aleatoria de roles y un mecanismo de staking completamente penalizable previenen de manera efectiva comportamientos como ataques de soborno, extorsión al estilo de rescate y perturbaciones maliciosas.
Ejecución en cadena y fuera de cadena (On-Chain and Off-Chain Execution)
La mayoría de la lógica de cálculo (como la generación de ZKP, la verificación de fraude, los scripts de interacción de BitVM2, etc.) se ejecuta en L2, subiendo solo el resultado final (envío de estado, procesamiento de desafíos, operaciones de penalización, etc.) a L1. Este diseño reduce significativamente el costo de Gas en la cadena, al mismo tiempo que garantiza la verificabilidad de todo el sistema.
Mejora del rendimiento de ZKP: zkMIPS desarrollado internamente
zkMIPS, desarrollado por GOAT, es un zkVM compatible con el conjunto de instrucciones MIPS, optimizado para el backend STARK/SNARK. A través del procesamiento por lotes de múltiples bloques y la generación de una prueba unificada de forma periódica (como cada hora), el probador de GOAT logra una eficiencia de costos extremadamente alta. En los desafíos, también se puede utilizar el método de "tabla de verdad" de BitVM2 para localizar posiciones controvertidas, lo que permite resolver disputas rápidamente.
Resumen
Comparado con el BitVM2 original: más rápido, más estable, más práctico
GOAT BitVM2 utiliza la red de Bitcoin como capa de liquidación y ha construido una red de ordenadores descentralizada como capa de computación. Bajo la suposición de “1-of-n participantes honestos”, esta solución resuelve con éxito problemas clave en BitVM2, como el retiro de cantidades flexibles y la insuficiencia de incentivos para los retadores. Para acelerar la verificación optimista, GOAT ha introducido un mecanismo de múltiples rondas de desafíos, lo que aumenta significativamente la eficiencia y efectividad de la detección de fraudes. Además, combinado con la capacidad de zkMIPS para generar pruebas ZK de manera eficiente, GOAT BitVM2 se convierte en el protocolo zkRollup más seguro y de mayor rendimiento en el ecosistema de Bitcoin, con el potencial de acelerar significativamente la implementación práctica de BitVM2 en el mercado.
No solo ha logrado avances en la arquitectura técnica, sino que GOAT BitVM2 también ha construido un potente sistema económico basado en la rotación de operadores generales. Este sistema asegura que las responsabilidades de ordenadores, probadores, retadores, publicadores, entre otros, se distribuyan de manera justa entre todos los apostadores. A través de la distribución de tarifas de transacción, recompensas por fraude y mecanismos de penalización, el protocolo fomenta comportamientos honestos mientras imparte castigos económicos a las acciones maliciosas, creando así un ecosistema descentralizado sostenible, justo y resiliente.
GOAT BitVM2 como el primer protocolo zkRollup de Bitcoin verdaderamente implementado, logró:
● Seguridad nativa y compatibilidad sin bifurcaciones duras
● Mecanismo de desafío rápido
● Reconfiguración de incentivos económicos
● Motor de prueba de conocimiento cero eficiente
● BitVM2 pasa del modelo teórico a la práctica de ingeniería
Para acceder al texto completo del libro blanco, visite:
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GOAT Network publica el White Paper de GOAT BitVM2, acelerando la implementación del zkRollup de Bitcoin
Este artículo es proporcionado por GOAT y no representa la opinión de Wu Shuo.
El 7 de mayo de 2025, hora del Este de EE. UU., GOAT Network lanzó oficialmente el libro blanco de GOAT BitVM2, que propone el primer protocolo zkRollup nativo de Bitcoin que se puede implementar. Este protocolo, además de heredar las ventajas del protocolo original BitVM2, propone varias innovaciones que abordan de manera sistemática los problemas clave en términos de seguridad, mecanismos de desafío e incentivos económicos, sentando las bases para la expansión y la programabilidad del ecosistema de Bitcoin.
El potencial de BitVM2 y los cuellos de botella reales
El protocolo BitVM2, propuesto por Robin Linus y el equipo de ZeroSync en 2024, es una ruta innovadora que permite verificar cualquier cálculo en la cadena sin modificar el protocolo principal de Bitcoin, creando posibilidades para zkRollup de Bitcoin y puentes entre cadenas. Sin embargo, al avanzar hacia la aplicación práctica y utilizar BitVM2 para puentes entre cadenas de nivel de producción, todavía existen los siguientes problemas clave:
● Operador (Operator) ataque de doble gasto: actualmente BitVM2 permite a los operadores enviar estados verificables pero que en realidad son fraudulentos (por ejemplo, provenientes de una cadena bifurcada), lo que puede desencadenar el riesgo de un ataque de doble gasto cuando los usuarios retiran fondos.
● Baja eficiencia en el proceso de desafíos: el mecanismo actual utiliza un sistema de participación uno a uno de (, desafiando la relación ), y el ciclo de desafío es largo, lo que resulta en altos costos de cálculo y coordinación. Al mismo tiempo, no soporta montos flexibles para retiros, lo que reduce la tasa de utilización de fondos y la experiencia del usuario.
● Falta de un mecanismo de incentivos efectivo: el protocolo carece de incentivos efectivos para motivar la participación de los diversos roles dentro del ecosistema Rollup, especialmente los retadores que, en la mayoría de los casos, no reciben recompensas, lo que reduce su disposición a iniciar desafíos de manera honesta y oportuna. En los sistemas que dependen de incentivos de crowdfunding, también puede surgir el problema de que las recompensas se distribuyan a participantes incorrectos, lo que debilita aún más la precisión y efectividad de los incentivos.
GOAT BitVM2: Tres innovaciones en mecanismos
La red GOAT, desde una perspectiva de ingeniería, ha lanzado la solución mejorada GOAT BitVM2, que ya se ha implementado como el sistema de ejecución central de la red GOAT, llevando por primera vez zkRollup de Bitcoin a la realidad. Esta solución realiza mejoras fundamentales en torno a tres mecanismos:
La combinación de la verificación del Script nativo de Bitcoin y el mecanismo de doble penalización de la capa de consenso de la red GOAT incrementa significativamente el costo de comportamiento malicioso de los operadores. Este mecanismo también mantiene un conjunto de operadores de tamaño razonable, asegurando una alta actividad del sistema bajo la suposición de "nodo honesto 1 de n".
Se adopta un mecanismo de rotación de múltiples desafiantes, lo que reduce en gran medida el ciclo de procesamiento de desafíos y disminuye el tiempo de finalización efectiva a menos de 1 día.
Los desafiantes exitosos pueden obtener una "recompensa por fraude" compuesta por el depósito del proponente malicioso. Este mecanismo aumenta la tasa de participación en los desafíos y alinea los incentivos económicos entre el comportamiento de desafío y el riesgo de mala conducta del operador.
Modelo Operador Universal: Reestructuración integrada de economía y arquitectura
Para implementar el mecanismo mencionado, GOAT Network fusiona y reestructura el complejo sistema de roles separados en BitVM2.
En la arquitectura tradicional de BitVM2, el sistema de Rollup incluye varios roles, como secuenciador (Sequencer), retador (Challenger), operador (Operator) y miembros del comité (Committee), entre otros. Dado que estos roles presentan diferencias significativas en sus responsabilidades y costos, diseñar un modelo económico de Rollup justo y eficiente, así como un mecanismo de incentivos, se convierte en una tarea extremadamente desafiante.
La innovación principal de GOAT Network radica en unificar estos roles en una única identidad — Operador Universal (Universal Operator, abreviado como Operador) — y a través de un mecanismo de rotación de roles, permite que todos los participantes asuman diferentes responsabilidades en diferentes momentos. Todos los operadores deben realizar un staking en L2, y en cada ronda se les asignará un rol específico, lo que trae las siguientes cuatro grandes ventajas:
● Equilibrio entre ingresos y costos: La red GOAT asegura un equilibrio relativo entre ingresos y gastos a largo plazo al alternar a los operadores entre roles de ganancias y roles de altos costos, evitando que algunos operadores asuman altos costos de cálculo a largo plazo.
● Mecanismo de incentivos alineados: el mecanismo de subsidio cruzado entre diferentes roles suaviza la volatilidad de los ingresos, incentivando a los operadores a participar de manera honesta en cualquier rol.
● Reducir la barrera de entrada: los nodos pequeños y medianos no necesitan asumir continuamente un papel de alto costo, lo que les permite participar fácilmente y mejorar el grado de descentralización y apertura del sistema.
● Aumentar la resiliencia del sistema: incluso si un operador individual se desconecta, el sistema puede seguir funcionando mediante la asignación flexible de roles, evitando la dependencia de un solo punto.
En resumen, GOAT Network unifica los roles de comportamiento como el secuenciador, el calculador y el retador en un grupo de roles compuesto por operadores de participación, todos los cuales se turnan para asumir responsabilidades y estar sujetos al mecanismo de castigo. Los proponentes serán penalizados por presentar un estado fraudulento, al igual que los impugnadores que no hagan su trabajo o impugnen de mala fe. Este mecanismo garantiza que el comportamiento honesto sea económicamente óptimo, al tiempo que reduce el riesgo de centralización al evitar la concentración a largo plazo de roles en manos de individuos específicos a través de un mecanismo de rotación claro.
Resumen de la arquitectura del protocolo: un sistema de circuito cerrado construido en torno a operadores generales
Esta arquitectura no solo debe cubrir el proceso de entrada y salida de activos entre cadenas (Bridge-In & Bridge-Out), sino que también debe lograr la presentación confiable de conjuntos de ordenadores, la coordinación en cadena del proceso de desafío y la generación y verificación eficientes de pruebas zk. A continuación se presentan los componentes centrales de la arquitectura del protocolo GOAT BitVM2:
Modelo de Operador Universal
En GOAT BitVM2, cada operador general ejecuta el mismo software y apuesta BTC para obtener la elegibilidad para participar. A través de un mecanismo de rotación determinista o aleatorio basado en el peso de la apuesta, estos operadores asumen por turnos los siguientes roles: ordenadores (Sequencer, responsables de la creación de bloques), demostradores (Prover, generan pruebas zkSNARK), publicadores (Publisher, envían datos de estado a L1) y desafiadores (Challenger, que cuestionan estados fraudulentos). Cada operador experimentará roles que son tanto lucrativos como costosos, evitando así la concentración de roles y mejorando la tolerancia a fallos del sistema a través de la diversidad.
Proceso de ingreso y egreso de fondos (Bridge-in y Bridge-out)
● Depósito (Deposit): El usuario bloquea BTC y obtiene PegBTC en L2.
● Retiro (Withdraw/Peg-out): No es necesario depender de la verificación compleja del script de retiro de BitVM2 en L1. En cambio, GOAT utiliza un mecanismo de intercambio atómico (Atomic Swap) para completar el proceso de retiro directamente con el operador, mientras combina un protocolo antifraude para garantizar la seguridad y fiabilidad.
Compromiso del Conjunto de Secuenciadores (Sequencer Set Commitment)
● El operador envía la raíz Merkle de su conjunto de claves públicas a través de OP_RETURN de la cadena principal de Bitcoin.
● L2 utiliza la función de introspección de transacciones para verificar el estado histórico de BTC y hacerlo coincidir con el conjunto de ordenadores en L1. Este diseño no requiere modificar las reglas de consenso de Bitcoin, al mismo tiempo que logra una fuerte alineación con el estado nativo de BTC.
Resolución eficiente de disputas y rendimiento de zkMIPS
Para que el zkRollup nativo de Bitcoin sea aplicable, debe contar con un sistema eficiente de detección de fraude y manejo de disputas. GOAT BitVM2 realiza los siguientes diseños en términos de modelo de desafío y rendimiento de pruebas:
Mecanismo de Selección Aleatoria de Retadores de Varias Rondas
Cuando se necesita un retador (por ejemplo, durante el proceso de reembolso del operador), el sistema seleccionará aleatoriamente un retador de todos los nodos que han sido apostados. Si el retador no inicia el desafío a tiempo, el sistema seleccionará aleatoriamente a un nuevo retador como sustituto. Si el nuevo retador identifica con éxito el fraude y inicia el desafío, todos los retadores anteriores que no cumplieron con su deber serán castigados (su apuesta será confiscada). Es importante señalar que cualquier persona puede iniciar un desafío en cualquier ronda, por lo que se mantiene la seguridad de la suposición de "1-de-n participantes honestos".
Además, la asignación aleatoria de roles y un mecanismo de staking completamente penalizable previenen de manera efectiva comportamientos como ataques de soborno, extorsión al estilo de rescate y perturbaciones maliciosas.
Ejecución en cadena y fuera de cadena (On-Chain and Off-Chain Execution)
La mayoría de la lógica de cálculo (como la generación de ZKP, la verificación de fraude, los scripts de interacción de BitVM2, etc.) se ejecuta en L2, subiendo solo el resultado final (envío de estado, procesamiento de desafíos, operaciones de penalización, etc.) a L1. Este diseño reduce significativamente el costo de Gas en la cadena, al mismo tiempo que garantiza la verificabilidad de todo el sistema.
Mejora del rendimiento de ZKP: zkMIPS desarrollado internamente
zkMIPS, desarrollado por GOAT, es un zkVM compatible con el conjunto de instrucciones MIPS, optimizado para el backend STARK/SNARK. A través del procesamiento por lotes de múltiples bloques y la generación de una prueba unificada de forma periódica (como cada hora), el probador de GOAT logra una eficiencia de costos extremadamente alta. En los desafíos, también se puede utilizar el método de "tabla de verdad" de BitVM2 para localizar posiciones controvertidas, lo que permite resolver disputas rápidamente.
Resumen
Comparado con el BitVM2 original: más rápido, más estable, más práctico
GOAT BitVM2 utiliza la red de Bitcoin como capa de liquidación y ha construido una red de ordenadores descentralizada como capa de computación. Bajo la suposición de “1-of-n participantes honestos”, esta solución resuelve con éxito problemas clave en BitVM2, como el retiro de cantidades flexibles y la insuficiencia de incentivos para los retadores. Para acelerar la verificación optimista, GOAT ha introducido un mecanismo de múltiples rondas de desafíos, lo que aumenta significativamente la eficiencia y efectividad de la detección de fraudes. Además, combinado con la capacidad de zkMIPS para generar pruebas ZK de manera eficiente, GOAT BitVM2 se convierte en el protocolo zkRollup más seguro y de mayor rendimiento en el ecosistema de Bitcoin, con el potencial de acelerar significativamente la implementación práctica de BitVM2 en el mercado.
No solo ha logrado avances en la arquitectura técnica, sino que GOAT BitVM2 también ha construido un potente sistema económico basado en la rotación de operadores generales. Este sistema asegura que las responsabilidades de ordenadores, probadores, retadores, publicadores, entre otros, se distribuyan de manera justa entre todos los apostadores. A través de la distribución de tarifas de transacción, recompensas por fraude y mecanismos de penalización, el protocolo fomenta comportamientos honestos mientras imparte castigos económicos a las acciones maliciosas, creando así un ecosistema descentralizado sostenible, justo y resiliente.
GOAT BitVM2 como el primer protocolo zkRollup de Bitcoin verdaderamente implementado, logró:
● Seguridad nativa y compatibilidad sin bifurcaciones duras
● Mecanismo de desafío rápido
● Reconfiguración de incentivos económicos
● Motor de prueba de conocimiento cero eficiente
● BitVM2 pasa del modelo teórico a la práctica de ingeniería
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