Mechanismen der Integration

BVM fungiert als allgemeine State-Machine und nutzt die Blockchain von Bitcoin als Datenebene, um eine Transaktionsebene-Konsens zu erreichen. Im Gegensatz zu eigenständigen virtuellen Maschinen erfordert BVM keine zusätzlichen Netzwerk- oder Konsensprotokolle, sondern verlässt sich vollständig auf die bestehende Infrastruktur von Bitcoin. Durch den Aufbau auf Bitcoin wird BVM mit der dezentralen Ethik der Blockchain in Einklang gebracht und gleichzeitig seine funktionale Kapazität verbessert. BVM-Transaktionen sind in die Blockchain von Bitcoin eingebettet und verwenden Mechanismen, die auf Taproot basieren. Taproot-Transaktionen ermöglichen die Hinzufügung von strukturierten Daten in das Bitcoin-Netzwerk, ohne den Konsens oder den Betrieb zu beeinträchtigen. Durch diese Integration können Anwendungen, die BVM nutzen, nahtlos mit dem bestehenden Transaktionsrahmen von Bitcoin interagieren.

BVM verwendet einen zweistufigen Transaktionsprozess zur Einbettung seiner Daten. Zunächst wird eine grundlegende Bitcoin-Transaktion erstellt, die eine Ausgabe für die Datenspeicherung vorsieht. Anschließend werden die tatsächlichen Daten - wie Anweisungen für Smart Contracts oder anwendungsspezifische Parameter - in das Zeugnisdatenfeld einer Folgetransaktion eingebettet. Diese Konfiguration gewährleistet die Kompatibilität mit der Transaktionsstruktur von Bitcoin.

Bitcoins Skripting-Beschränkungen haben historisch gesehen eine komplexe Programmierbarkeit verhindert. BVM behebt dieses Problem, indem erweiterte Funktionalitäten eingeführt werden, einschließlich der Möglichkeit, dezentralisierte Anwendungen auszuführen. Die Integrationsmechanismen sind so konzipiert, dass die Ressourcenanforderungen auf der Hauptkette von Bitcoin minimiert werden, während sichergestellt wird, dass Off-Chain-Berechnungen verifizierbar und sicher sind.

Um die Unveränderlichkeit und deterministischen Eigenschaften von Bitcoin zu erhalten, enthalten BVM-Transaktionen Metadaten, die leicht abgerufen und überprüft werden können. Die Metadaten werden kryptografisch gehasht und mit der zugrunde liegenden Transaktion verknüpft, um Konsistenz innerhalb der Blockchain sicherzustellen.

Wie BVM auf Bitcoin funktioniert

Die Bitcoin Virtual Machine (BVM) arbeitet durch Integration mit der Bitcoin-Blockchain, um die Ausführung von dezentralen Anwendungen (dApps) und Smart Contracts zu ermöglichen. Diese Integration erfolgt, ohne das grundlegende Protokoll von Bitcoin zu ändern, wodurch Sicherheit und Dezentralisierung erhalten bleiben und gleichzeitig die Funktionalität erweitert wird.

Einbetten von Daten in Bitcoin-Transaktionen

BVM verwendet Bitcoin's Taproot-fähige Transaktionsstruktur, um programmatische Daten und Ausführungsanweisungen einzubetten. Das Zeugen-Datenfeld in Taproot-Transaktionen dient als Speicherort für BVM-spezifische Informationen wie Smart Contract-Logik und Zustandsaktualisierungen. Diese Methode ermöglicht es BVM, wesentliche Daten auf der Blockchain zu erfassen, ohne die nativen Transaktionsprozesse von Bitcoin zu beeinträchtigen.

Der Daten-Einbettungsprozess beinhaltet die Erstellung einer Bitcoin-Transaktion, die die erforderlichen Anweisungen oder Informationen enthält. Diese Transaktionen werden dann auf der Bitcoin-Blockchain übertragen und bestätigt, was Unveränderlichkeit und Zugänglichkeit für alle Teilnehmer gewährleistet.

Off-Chain-Ausführung und On-Chain-Verifizierung

BVM verwendet einen Dual-Layer-Ansatz zur Verarbeitung von Smart Contract-Operationen. Komplexe Berechnungen und Vertragsausführungen werden off-chain durchgeführt, um die Rechenlast auf der Hauptkette von Bitcoin zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Ausführungen sowie kryptografische Beweise werden dann zur Überprüfung an die Bitcoin-Blockchain übermittelt.

Dieser Ansatz gewährleistet, dass die Skalierbarkeit von Bitcoin erhalten bleibt und gleichzeitig erweiterte Funktionen ermöglicht werden. Die On-Chain-Verifizierung der Off-Chain-Ausführungen garantiert die Integrität und Authentizität der Ergebnisse und erhält das Vertrauen in das System.

Taproot-Transaktionen spielen eine bedeutende Rolle für die Funktionsweise von BVM auf Bitcoin. Durch die Nutzung der Fähigkeit von Taproot, mehrere Bedingungen in einer einzigen Ausgabe zu bündeln, stellt BVM sicher, dass komplexe Vertragsbedingungen effizient codiert und gespeichert werden. Taproot verbessert auch die Privatsphäre, indem nur die ausgeführten Vertragsbedingungen offengelegt werden und die Menge der auf der Blockchain ausgesetzten Daten reduziert wird.

Schnittstelle zum Konsensmechanismus von Bitcoin

BVM arbeitet in Harmonie mit dem Proof-of-Work Konsensmechanismus von Bitcoin. Alle Transaktionen im Zusammenhang mit BVM-Anwendungen unterliegen denselben Validierungsregeln wie native Bitcoin-Transaktionen. Dadurch wird Konsistenz und Sicherheit gewährleistet, während BVM neue Möglichkeiten in das Netzwerk einführen kann.

Durch die Nutzung des Konsensmodells von Bitcoin vermeidet BVM die Einführung neuer Vertrauensannahmen oder Abhängigkeiten und bewahrt so die dezentralisierte und vertrauenslose Natur von Bitcoin.

Dezentrale Datenverfügbarkeit

Um Anwendungen zu unterstützen, die große Datensätze erfordern, integriert sich BVM mit externen Lösungen für Datenverfügbarkeit wie Filecoin, Arweave und Celestia. Diese Plattformen speichern und ermöglichen den Zugriff auf Daten, die zu groß sind, um in Bitcoin-Transaktionen zu passen. BVM stellt sicher, dass wichtige Daten zugänglich und überprüfbar sind, was es Entwicklern ermöglicht, skalierbare und effiziente Anwendungen zu erstellen.

Entwicklungsphase von BVM und potenzielle Änderungen an Bitcoin

Die Bitcoin Virtual Machine (BVM) befindet sich derzeit in der Entwicklung und ist noch nicht im Hauptnetzwerk von Bitcoin in Betrieb. Dies bedeutet, dass sie sich in der Forschungs- und Testphase befindet, in der Entwickler ihre Fähigkeiten verfeinern und sicherstellen, dass sie mit den Kernprinzipien von Bitcoin in Bezug auf Sicherheit und Dezentralisierung übereinstimmt.

Ein Thema, das oft im Zusammenhang mit BVM diskutiert wird, ist die mögliche Notwendigkeit, ein älteres Merkmal der Skriptsprache von Bitcoin, bekannt als,OP_CAT. Diese Funktion war Teil des ursprünglichen Designs von Bitcoin, wurde jedoch 2010 aufgrund von Bedenken hinsichtlich Sicherheitsrisiken deaktiviert. Im Kern geht es darum, OP_CATermöglicht Entwicklern, zwei Datenstücke im Skript von Bitcoin zu verknüpfen (kombinieren). Obwohl dies einfach erscheinen mag, kann es fortgeschrittenere Funktionen ermöglichen, wie z.B. die Schaffung komplexerer Bedingungen für Transaktionen oder die Unterstützung neuer Tools wie BVM.

ReaktivierungOP_CATwürde eine Änderung des Bitcoin-Protokolls durch einen Vorgang namens Softfork erfordern. Ein Softfork ist ein Update, das es ermöglicht, neuere Funktionen zu Bitcoin hinzuzufügen, ohne ältere Versionen inkompatibel zu machen. Einige Entwickler sehen das Potenzial zur Reaktivierung von OP_CAT als Möglichkeit, die Funktionalität von Bitcoin zu verbessern, insbesondere für Anwendungen wie BVM, die darauf abzielen, die Verwendung von Bitcoin über grundlegende Transaktionen hinaus zu erweitern.

Trotz dieser Diskussionen ist es wichtig zu beachten, dass OP_CATwurde nicht wieder eingeführt, und es wurden keine Änderungen an der Skriptsprache von Bitcoin vorgenommen, um BVM zu unterstützen. BVM ist vorerst so konzipiert, dass es ohne neue Funktionen oder Modifikationen am System von Bitcoin betrieben wird. Es verwendet vorhandene Tools wie Taproot, um mit Bitcoin zu integrieren. Taproot ermöglicht es BVM, seine Daten sicher und effizient in Bitcoin-Transaktionen zu integrieren und so die Kompatibilität mit den aktuellen Regeln von Bitcoin sicherzustellen.

Dieser Ansatz minimiert die Notwendigkeit für größere Änderungen an Bitcoin, während BVM weiterhin wie beabsichtigt funktioniert. Entwickler setzen ihre Bemühungen fort, die Fähigkeiten von Bitcoin zu verbessern und wieder einzuführen.OP_CATbleibt eine potenzielle, aber nicht erforderliche Verbesserung für die Zukunft des BVM.

Highlights

• BVM integriert sich mit Bitcoin unter Verwendung von Transaktionsmechanismen auf Basis von Taproot.
• Es integriert Smart-Vertrag und Anwendungsdaten in die Zeugen-Datenfelder.
• BVM verwendet einen zweistufigen Prozess zum Einbetten und Abrufen von Daten.
• Mit Taproot-Skripting wird die Effizienz verbessert und der Speicherbedarf minimiert.
• Die Sicherheit wird durch kryptografische Validierung und Bitcoins Proof-of-Work aufrechterhalten.