Este artigo é fornecido pela GOAT e não representa a opinião de Wu Shuo.
No dia 7 de maio de 2025, horário da costa leste dos EUA, a GOAT Network lançou oficialmente o white paper do GOAT BitVM2, propondo o primeiro protocolo zkRollup nativo ao Bitcoin que pode ser implementado. Este protocolo, com base nas vantagens do protocolo original BitVM2, apresenta várias inovações, resolvendo de forma sistêmica questões críticas relacionadas à segurança, mecanismos de desafio e incentivos econômicos, estabelecendo as bases para a escalabilidade e programabilidade do ecossistema Bitcoin.
O potencial e os limites reais do BitVM2
Proposto por Robin Linus e pela equipe do ZeroSync em 2024, o protocolo BitVM2 é um caminho inovador que permite a verificação de qualquer cálculo na cadeia sem a necessidade de alterar o protocolo da rede principal do Bitcoin, criando possibilidades para zkRollup do Bitcoin e pontes entre cadeias. No entanto, ao avançar para aplicações práticas, existem ainda as seguintes questões críticas ao utilizar o BitVM2 para pontes entre cadeias em nível de produção:
● Operador (Operador )Ataque de dupla despesa: atualmente, o BitVM2 permite que o operador envie estados verificáveis que, na realidade, são fraudulentos (por exemplo, provenientes de uma cadeia bifurcada), o que pode desencadear o risco de ataque de dupla despesa ao retirar criptomoedas.
● Baixa eficiência do processo de desafio: O mecanismo atual utiliza um sistema de staking ( um a um, desafiando a relação ), e o ciclo de desafio é longo, resultando em altos custos de cálculo e coordenação. Além disso, não suporta valores flexíveis de retirada, reduzindo a utilização de capital e a experiência do usuário.
● Falta de um mecanismo de incentivo eficaz: o protocolo carece de incentivos eficazes para motivar os vários papéis no ecossistema Rollup a participar, especialmente os desafiadores, que na maioria das vezes não recebem recompensas, levando a uma falta de vontade de iniciar desafios de forma honesta e oportuna. Em sistemas que dependem de incentivos de financiamento coletivo, pode ainda ocorrer o problema de recompensas serem atribuídas a participantes errados, o que enfraquece ainda mais a precisão e eficácia dos incentivos.
GOAT BitVM2: três inovações de mecanismo
A GOAT Network, sob uma perspectiva de engenharia, lançou a solução aprimorada GOAT BitVM2, que já foi implantada como o sistema de execução central da GOAT Network, levando pela primeira vez a zkRollup do Bitcoin para a implementação prática. Esta solução realiza melhorias fundamentais em torno de três mecanismos:
Camada de Segurança Criptoeconômica
A combinação da verificação de Script nativo do Bitcoin e do mecanismo de dupla penalização da camada de consenso da rede GOAT aumenta significativamente o custo para os operadores agirem de má-fé. Este mecanismo também mantém um número razoável de operadores, garantindo alta atividade do sistema sob a suposição de "1-of-n nós honestos".
Mecanismo de Desafio Acelerado (Accelerated Dispute Resolution)
Adota um mecanismo de rotação de desafiantes em várias rodadas, reduzindo significativamente o ciclo de processamento de desafios e diminuindo o tempo de finalização efetiva para menos de 1 dia.
Modelo Económico de Desafio com Alinhamento de Incentivos (Incentive-Aligned Challenge Economy)
Os desafiantes bem-sucedidos podem receber uma "recompensa por fraude" composta pelo depósito feito pelos proponentes maliciosos. Este mecanismo aumentou a taxa de participação nos desafios e alinhou os incentivos econômicos entre a atividade de desafio e o risco de má conduta do operador.
Modelo de Operador Genérico: Reestruturação Integrada da Economia e da Arquitetura
Para implementar o mecanismo acima mencionado, a GOAT Network funde e reestrutura o complexo sistema de papéis separado no BitVM2.
Na arquitetura tradicional do BitVM2, o sistema Rollup inclui vários papéis, como Sequenciador, Desafiador, Operador e Membros do Comitê. Devido às diferenças significativas nas responsabilidades e custos desses papéis, projetar um modelo econômico de Rollup justo e eficiente, bem como um mecanismo de incentivos, torna-se uma tarefa extremamente desafiadora.
A inovação central da GOAT Network reside na unificação desses papéis em uma única identidade — Operador Universal (Universal Operator, abreviado como Operador) — e através de um mecanismo de rotação de papéis, permitindo que todos os participantes assumam diferentes responsabilidades em tempos distintos. Todos os operadores devem fazer staking no L2, e a cada rodada serão designados a papéis específicos, trazendo as seguintes quatro grandes vantagens:
● Equilíbrio entre receitas e custos: A rede GOAT assegura, através da rotação de operadores entre funções lucrativas e de alto custo, que a longo prazo as receitas e despesas estejam relativamente equilibradas, evitando que alguns operadores suportem altos custos de computação a longo prazo.
● Mecanismo de incentivo alinhado: o mecanismo de subsídio cruzado entre diferentes papéis suaviza a volatilidade dos ganhos, incentivando os operadores a manterem uma participação honesta em qualquer função.
● Reduzir o limiar de participação: Nós pequenos nós não precisam suportar continuamente papéis de alto custo, podendo também participar facilmente, aumentando o grau de descentralização e abertura do sistema.
● Aumentar a resiliência do sistema: mesmo que um operador individual perca a conexão, o sistema pode continuar a funcionar através da alocação flexível de funções, evitando depender de um único ponto.
Em resumo, a GOAT Network unifica os papéis de ordenadores, calculadores e desafiadores em um pool de papéis composto por operadores de staking, onde todos os operadores assumem responsabilidades de forma rotativa e estão sujeitos a um mecanismo de penalização. Proponentes que submeterem estados fraudulentos serão punidos, e desafiadores que não cumprirem suas responsabilidades ou que desafiárem de forma maliciosa também serão punidos. Esse mecanismo garante que comportamentos honestos sejam economicamente ótimos, enquanto um mecanismo claro de rotação evita a concentração de papéis em indivíduos específicos por longos períodos, reduzindo assim o risco de centralização.
Visão geral da arquitetura do protocolo: sistema de ciclo fechado construído em torno de operadores genéricos
Esta arquitetura não apenas deve abranger o processo de entrada e saída de ativos entre cadeias (Bridge-In & Bridge-Out), mas também deve realizar a submissão confiável do conjunto de ordenadores, a coordenação on-chain do processo de desafio, bem como a geração e verificação eficiente de provas zk. Abaixo estão os componentes principais da arquitetura do protocolo GOAT BitVM2:
Modelo de Operador Universal
No GOAT BitVM2, cada operador genérico executa o mesmo software e aposta BTC para obter elegibilidade. Através de uma rotação determinística ou um mecanismo aleatório baseado no peso da aposta, esses operadores se revezam nos seguintes papéis: sequenciador (Sequencer, responsável pela criação de blocos), provador (Prover, gera provas zkSNARK), publicador (Publisher, submete dados de estado ao L1) e desafiador (Challenger, usado para contestar estados fraudulentos). Cada operador passará por papéis que são tanto lucrativos quanto custosos, evitando a concentração de papéis e melhorando a resiliência do sistema através da diversidade.
Processo de depósito e levantamento (Bridge-in e Bridge-out)
● Depósito (Deposit): O usuário bloqueia BTC e recebe PegBTC no L2.
● Saque (Withdraw/Peg-out): Não é necessário depender da validação L1 de scripts de saque complexos do BitVM2. Em vez disso, o GOAT utiliza um mecanismo de troca atômica (Atomic Swap) para concluir diretamente o processo de saque com o operador, enquanto combina um protocolo antifraude para garantir segurança e confiabilidade.
Compromisso do Conjunto de Sequenciadores
● O operador submete a raiz Merkle do seu conjunto de chaves públicas através do OP_RETURN da cadeia principal do Bitcoin.
● L2 usa a funcionalidade de introspecção de transações para verificar o estado histórico do BTC e combiná-lo com o conjunto de ordenadores no L1. Este design não requer a modificação das regras de consenso do Bitcoin, enquanto alcança uma forte alinhamento com o estado nativo do BTC.
Processamento eficiente de disputas com o suporte de desempenho zkMIPS
Para que o zkRollup nativo do Bitcoin seja viável, deve possuir um sistema eficaz de deteção de fraudes e resolução de disputas. O GOAT BitVM2 faz os seguintes projetos em termos de modelo de desafio e desempenho de prova:
Mecanismo de Seleção de Desafiantes Aleatórios em Múltiplas Rodadas (Multi-Round Random Challenger Selection)
Quando um desafiante é necessário (como no processo de reembolso do operador), o sistema selecionará aleatoriamente um desafiante entre todos os nós já empenhados. Se esse desafiante não iniciar um desafio a tempo, o sistema escolherá aleatoriamente um novo desafiante para substituí-lo. Se o novo desafiante identificar com sucesso a fraude e iniciar um desafio, todos os desafiante anteriores que não cumpriram suas funções serão punidos (o empenho será confiscado). É importante notar que qualquer pessoa pode iniciar um desafio em qualquer rodada, mantendo assim a segurança da suposição "1-de-n participantes honestos".
Além disso, a atribuição aleatória de personagens e o mecanismo de staking totalmente punível previnem efetivamente ataques de suborno, extorsão do tipo resgate e interferências maliciosas.
Execução em Cadeia e Fora da Cadeia (On-Chain e Off-Chain)
A maior parte da lógica de cálculo (como geração de ZKP, verificação de fraudes, scripts de interação BitVM2, etc.) é executada em L2, sendo apenas os resultados finais (submissão de estado, processamento de desafios, operações de penalização, etc.) enviados para L1. Este design reduz significativamente os custos de Gas na cadeia, ao mesmo tempo que garante a verificabilidade de todo o sistema.
Melhoria de desempenho ZKP: zkMIPS desenvolvido internamente
O zkMIPS desenvolvido pela GOAT é um zkVM compatível com o conjunto de instruções MIPS, otimizado em termos de desempenho para os backends STARK/SNARK. Ao processar em massa vários blocos e gerar uma prova unificada em ciclos (como a cada hora), o provador da GOAT alcançou uma eficiência de custo extremamente alta. Durante os desafios, também é possível usar o método "tabela verdade (truth-table)" do BitVM2 para localizar locais de disputa, facilitando a resolução rápida de controvérsias.
Resumo
Comparando o BitVM2 original: mais rápido, mais estável, mais prático
GOAT BitVM2 usa a rede Bitcoin como a camada de liquidação e constrói uma rede sequenciadora descentralizada como a camada de computação. Sob a suposição de "1-of-n participantes honestos", o esquema resolve com sucesso os principais problemas no BitVM2, como retiradas de quantidades flexíveis e incentivos insuficientes para os desafiantes. Para acelerar a verificação otimista, o GOAT introduziu um mecanismo de desafio multi-round para melhorar significativamente a eficiência e a eficácia da deteção de fraudes. Além disso, combinado com a capacidade do zkMIPS de gerar provas ZK de forma eficiente, o GOAT BitVM2 tornou-se o protocolo zkRollup mais seguro e eficiente no atual ecossistema Bitcoin, o que deverá acelerar significativamente a implementação real do BitVM2 no mercado.
Não apenas alcançou avanços na arquitetura técnica, como o GOAT BitVM2 também construiu um poderoso sistema econômico baseado na rotação de operadores genéricos. Este sistema garante que as responsabilidades de ordenadores, provadores, desafiadores, publicadores, entre outros, sejam distribuídas de forma justa entre todos os stakers. Através da divisão de taxas de transação, recompensas por fraude e mecanismos de penalização, o protocolo incentiva comportamentos honestos, ao mesmo tempo em que impõe sanções econômicas a comportamentos maliciosos, criando assim um ecossistema descentralizado sustentável, justo e resiliente.
GOAT BitVM2 como o primeiro protocolo zkRollup de Bitcoin realmente implementado, conseguiu:
● Segurança nativa e compatibilidade sem necessidade de hard fork
● Mecanismo de Desafio Rápido
● Reestruturação dos incentivos econômicos
● Motor de prova de conhecimento zero eficiente
● BitVM2 passou do modelo teórico para a prática de engenharia
O conteúdo serve apenas de referência e não constitui uma solicitação ou oferta. Não é prestado qualquer aconselhamento em matéria de investimento, fiscal ou jurídica. Consulte a Declaração de exoneração de responsabilidade para obter mais informações sobre os riscos.
GOAT Network publicou o White Paper do GOAT BitVM2, acelerando a implementação do Bitcoin zkRollup.
Este artigo é fornecido pela GOAT e não representa a opinião de Wu Shuo.
No dia 7 de maio de 2025, horário da costa leste dos EUA, a GOAT Network lançou oficialmente o white paper do GOAT BitVM2, propondo o primeiro protocolo zkRollup nativo ao Bitcoin que pode ser implementado. Este protocolo, com base nas vantagens do protocolo original BitVM2, apresenta várias inovações, resolvendo de forma sistêmica questões críticas relacionadas à segurança, mecanismos de desafio e incentivos econômicos, estabelecendo as bases para a escalabilidade e programabilidade do ecossistema Bitcoin.
O potencial e os limites reais do BitVM2
Proposto por Robin Linus e pela equipe do ZeroSync em 2024, o protocolo BitVM2 é um caminho inovador que permite a verificação de qualquer cálculo na cadeia sem a necessidade de alterar o protocolo da rede principal do Bitcoin, criando possibilidades para zkRollup do Bitcoin e pontes entre cadeias. No entanto, ao avançar para aplicações práticas, existem ainda as seguintes questões críticas ao utilizar o BitVM2 para pontes entre cadeias em nível de produção:
● Operador (Operador )Ataque de dupla despesa: atualmente, o BitVM2 permite que o operador envie estados verificáveis que, na realidade, são fraudulentos (por exemplo, provenientes de uma cadeia bifurcada), o que pode desencadear o risco de ataque de dupla despesa ao retirar criptomoedas.
● Baixa eficiência do processo de desafio: O mecanismo atual utiliza um sistema de staking ( um a um, desafiando a relação ), e o ciclo de desafio é longo, resultando em altos custos de cálculo e coordenação. Além disso, não suporta valores flexíveis de retirada, reduzindo a utilização de capital e a experiência do usuário.
● Falta de um mecanismo de incentivo eficaz: o protocolo carece de incentivos eficazes para motivar os vários papéis no ecossistema Rollup a participar, especialmente os desafiadores, que na maioria das vezes não recebem recompensas, levando a uma falta de vontade de iniciar desafios de forma honesta e oportuna. Em sistemas que dependem de incentivos de financiamento coletivo, pode ainda ocorrer o problema de recompensas serem atribuídas a participantes errados, o que enfraquece ainda mais a precisão e eficácia dos incentivos.
GOAT BitVM2: três inovações de mecanismo
A GOAT Network, sob uma perspectiva de engenharia, lançou a solução aprimorada GOAT BitVM2, que já foi implantada como o sistema de execução central da GOAT Network, levando pela primeira vez a zkRollup do Bitcoin para a implementação prática. Esta solução realiza melhorias fundamentais em torno de três mecanismos:
A combinação da verificação de Script nativo do Bitcoin e do mecanismo de dupla penalização da camada de consenso da rede GOAT aumenta significativamente o custo para os operadores agirem de má-fé. Este mecanismo também mantém um número razoável de operadores, garantindo alta atividade do sistema sob a suposição de "1-of-n nós honestos".
Adota um mecanismo de rotação de desafiantes em várias rodadas, reduzindo significativamente o ciclo de processamento de desafios e diminuindo o tempo de finalização efetiva para menos de 1 dia.
Os desafiantes bem-sucedidos podem receber uma "recompensa por fraude" composta pelo depósito feito pelos proponentes maliciosos. Este mecanismo aumentou a taxa de participação nos desafios e alinhou os incentivos econômicos entre a atividade de desafio e o risco de má conduta do operador.
Modelo de Operador Genérico: Reestruturação Integrada da Economia e da Arquitetura
Para implementar o mecanismo acima mencionado, a GOAT Network funde e reestrutura o complexo sistema de papéis separado no BitVM2.
Na arquitetura tradicional do BitVM2, o sistema Rollup inclui vários papéis, como Sequenciador, Desafiador, Operador e Membros do Comitê. Devido às diferenças significativas nas responsabilidades e custos desses papéis, projetar um modelo econômico de Rollup justo e eficiente, bem como um mecanismo de incentivos, torna-se uma tarefa extremamente desafiadora.
A inovação central da GOAT Network reside na unificação desses papéis em uma única identidade — Operador Universal (Universal Operator, abreviado como Operador) — e através de um mecanismo de rotação de papéis, permitindo que todos os participantes assumam diferentes responsabilidades em tempos distintos. Todos os operadores devem fazer staking no L2, e a cada rodada serão designados a papéis específicos, trazendo as seguintes quatro grandes vantagens:
● Equilíbrio entre receitas e custos: A rede GOAT assegura, através da rotação de operadores entre funções lucrativas e de alto custo, que a longo prazo as receitas e despesas estejam relativamente equilibradas, evitando que alguns operadores suportem altos custos de computação a longo prazo.
● Mecanismo de incentivo alinhado: o mecanismo de subsídio cruzado entre diferentes papéis suaviza a volatilidade dos ganhos, incentivando os operadores a manterem uma participação honesta em qualquer função.
● Reduzir o limiar de participação: Nós pequenos nós não precisam suportar continuamente papéis de alto custo, podendo também participar facilmente, aumentando o grau de descentralização e abertura do sistema.
● Aumentar a resiliência do sistema: mesmo que um operador individual perca a conexão, o sistema pode continuar a funcionar através da alocação flexível de funções, evitando depender de um único ponto.
Em resumo, a GOAT Network unifica os papéis de ordenadores, calculadores e desafiadores em um pool de papéis composto por operadores de staking, onde todos os operadores assumem responsabilidades de forma rotativa e estão sujeitos a um mecanismo de penalização. Proponentes que submeterem estados fraudulentos serão punidos, e desafiadores que não cumprirem suas responsabilidades ou que desafiárem de forma maliciosa também serão punidos. Esse mecanismo garante que comportamentos honestos sejam economicamente ótimos, enquanto um mecanismo claro de rotação evita a concentração de papéis em indivíduos específicos por longos períodos, reduzindo assim o risco de centralização.
Visão geral da arquitetura do protocolo: sistema de ciclo fechado construído em torno de operadores genéricos
Esta arquitetura não apenas deve abranger o processo de entrada e saída de ativos entre cadeias (Bridge-In & Bridge-Out), mas também deve realizar a submissão confiável do conjunto de ordenadores, a coordenação on-chain do processo de desafio, bem como a geração e verificação eficiente de provas zk. Abaixo estão os componentes principais da arquitetura do protocolo GOAT BitVM2:
Modelo de Operador Universal
No GOAT BitVM2, cada operador genérico executa o mesmo software e aposta BTC para obter elegibilidade. Através de uma rotação determinística ou um mecanismo aleatório baseado no peso da aposta, esses operadores se revezam nos seguintes papéis: sequenciador (Sequencer, responsável pela criação de blocos), provador (Prover, gera provas zkSNARK), publicador (Publisher, submete dados de estado ao L1) e desafiador (Challenger, usado para contestar estados fraudulentos). Cada operador passará por papéis que são tanto lucrativos quanto custosos, evitando a concentração de papéis e melhorando a resiliência do sistema através da diversidade.
Processo de depósito e levantamento (Bridge-in e Bridge-out)
● Depósito (Deposit): O usuário bloqueia BTC e recebe PegBTC no L2.
● Saque (Withdraw/Peg-out): Não é necessário depender da validação L1 de scripts de saque complexos do BitVM2. Em vez disso, o GOAT utiliza um mecanismo de troca atômica (Atomic Swap) para concluir diretamente o processo de saque com o operador, enquanto combina um protocolo antifraude para garantir segurança e confiabilidade.
Compromisso do Conjunto de Sequenciadores
● O operador submete a raiz Merkle do seu conjunto de chaves públicas através do OP_RETURN da cadeia principal do Bitcoin.
● L2 usa a funcionalidade de introspecção de transações para verificar o estado histórico do BTC e combiná-lo com o conjunto de ordenadores no L1. Este design não requer a modificação das regras de consenso do Bitcoin, enquanto alcança uma forte alinhamento com o estado nativo do BTC.
Processamento eficiente de disputas com o suporte de desempenho zkMIPS
Para que o zkRollup nativo do Bitcoin seja viável, deve possuir um sistema eficaz de deteção de fraudes e resolução de disputas. O GOAT BitVM2 faz os seguintes projetos em termos de modelo de desafio e desempenho de prova:
Mecanismo de Seleção de Desafiantes Aleatórios em Múltiplas Rodadas (Multi-Round Random Challenger Selection)
Quando um desafiante é necessário (como no processo de reembolso do operador), o sistema selecionará aleatoriamente um desafiante entre todos os nós já empenhados. Se esse desafiante não iniciar um desafio a tempo, o sistema escolherá aleatoriamente um novo desafiante para substituí-lo. Se o novo desafiante identificar com sucesso a fraude e iniciar um desafio, todos os desafiante anteriores que não cumpriram suas funções serão punidos (o empenho será confiscado). É importante notar que qualquer pessoa pode iniciar um desafio em qualquer rodada, mantendo assim a segurança da suposição "1-de-n participantes honestos".
Além disso, a atribuição aleatória de personagens e o mecanismo de staking totalmente punível previnem efetivamente ataques de suborno, extorsão do tipo resgate e interferências maliciosas.
Execução em Cadeia e Fora da Cadeia (On-Chain e Off-Chain)
A maior parte da lógica de cálculo (como geração de ZKP, verificação de fraudes, scripts de interação BitVM2, etc.) é executada em L2, sendo apenas os resultados finais (submissão de estado, processamento de desafios, operações de penalização, etc.) enviados para L1. Este design reduz significativamente os custos de Gas na cadeia, ao mesmo tempo que garante a verificabilidade de todo o sistema.
Melhoria de desempenho ZKP: zkMIPS desenvolvido internamente
O zkMIPS desenvolvido pela GOAT é um zkVM compatível com o conjunto de instruções MIPS, otimizado em termos de desempenho para os backends STARK/SNARK. Ao processar em massa vários blocos e gerar uma prova unificada em ciclos (como a cada hora), o provador da GOAT alcançou uma eficiência de custo extremamente alta. Durante os desafios, também é possível usar o método "tabela verdade (truth-table)" do BitVM2 para localizar locais de disputa, facilitando a resolução rápida de controvérsias.
Resumo
Comparando o BitVM2 original: mais rápido, mais estável, mais prático
GOAT BitVM2 usa a rede Bitcoin como a camada de liquidação e constrói uma rede sequenciadora descentralizada como a camada de computação. Sob a suposição de "1-of-n participantes honestos", o esquema resolve com sucesso os principais problemas no BitVM2, como retiradas de quantidades flexíveis e incentivos insuficientes para os desafiantes. Para acelerar a verificação otimista, o GOAT introduziu um mecanismo de desafio multi-round para melhorar significativamente a eficiência e a eficácia da deteção de fraudes. Além disso, combinado com a capacidade do zkMIPS de gerar provas ZK de forma eficiente, o GOAT BitVM2 tornou-se o protocolo zkRollup mais seguro e eficiente no atual ecossistema Bitcoin, o que deverá acelerar significativamente a implementação real do BitVM2 no mercado.
Não apenas alcançou avanços na arquitetura técnica, como o GOAT BitVM2 também construiu um poderoso sistema econômico baseado na rotação de operadores genéricos. Este sistema garante que as responsabilidades de ordenadores, provadores, desafiadores, publicadores, entre outros, sejam distribuídas de forma justa entre todos os stakers. Através da divisão de taxas de transação, recompensas por fraude e mecanismos de penalização, o protocolo incentiva comportamentos honestos, ao mesmo tempo em que impõe sanções econômicas a comportamentos maliciosos, criando assim um ecossistema descentralizado sustentável, justo e resiliente.
GOAT BitVM2 como o primeiro protocolo zkRollup de Bitcoin realmente implementado, conseguiu:
● Segurança nativa e compatibilidade sem necessidade de hard fork
● Mecanismo de Desafio Rápido
● Reestruturação dos incentivos econômicos
● Motor de prova de conhecimento zero eficiente
● BitVM2 passou do modelo teórico para a prática de engenharia
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