BVM als Zustandsmaschine

BVM fungiert als Zustandsmaschine, ähnlich wie die Ethereum Virtual Machine (EVM), und ermöglicht die Ausführung von Smart Contracts durch Interaktion mit der Bitcoin-Blockchain zur Daten- und Transaktionsvalidierung. BVM gewährleistet die Kompatibilität mit dem bestehenden Rahmenwerk von Bitcoin, ohne Modifikationen am Basisprotokoll zu erfordern, indem Vertragsdaten über Taproot-aktivierten Skripts in Bitcoin-Transaktionen eingebettet werden. Dieser Ansatz gewährleistet, dass Bitcoin unveränderlich bleibt und gleichzeitig neue Programmierfähigkeiten erhält.

Ausführungsebenen

Die Architektur von BVM umfasst mehrere Ausführungsebenen zur Verwaltung von Vertragsverarbeitung und Transaktionsvalidierung. Das System ist so konzipiert, dass rechenintensive Aufgaben an Layer 2-Lösungen ausgelagert werden, während sichergestellt wird, dass wesentliche Daten in der Bitcoin-Blockchain erfasst werden. Diese Arbeitsteilung ermöglicht eine effizientere Verarbeitung und unterstützt die Skalierbarkeit für höhere Transaktionsvolumina.

Ausführungsebenen verwalten:

• Off-Chain-Berechnung für Vertragsausführung.
• On-Chain-Datenvalidierung für endgültige Abwicklung.
• Interaktion mit externen Diensten wie dezentralen Datenspeicher-Orakeln für zusätzliche Funktionen.

Konsens und Überprüfung

BVM verlässt sich auf den Proof-of-Work-Konsensmechanismus von Bitcoin, um die Sicherheit und Endgültigkeit von Transaktionen zu gewährleisten. Durch die Nutzung der bestehenden Infrastruktur von Bitcoin vermeidet BVM die Einführung neuer Konsensmechanismen und bewahrt die etablierte Zuverlässigkeit des Netzwerks. Smart Contract-Transaktionen, die über BVM abgewickelt werden, werden auf der Bitcoin-Blockchain überprüft und gespeichert, um Konsistenz und Transparenz zu gewährleisten.

Zur Vertragsvalidierung verwendet BVM ein Challenge-Response-System. Dieses System ermöglicht es den Teilnehmern, ungültige Transaktionen durch Bereitstellung kryptografischer Beweise anzufechten, um sicherzustellen, dass das Netzwerk genau und sicher bleibt.

Daten Speicherung und Verfügbarkeit

Die BVM-Architektur umfasst Daten-Einbettungstechniken, die vertragsbezogene Informationen in Bitcoin-Transaktionen speichern. Diese Techniken verwenden das Zeugnisdatenfeld in Taproot-fähigen Transaktionen und ermöglichen es Entwicklern, programmatische Anweisungen und Ausführungsdaten zu speichern, ohne die Transaktionslogik zu beeinträchtigen. Diese Methode gewährleistet den Zugriff und die Verifizierbarkeit der Daten und erhält gleichzeitig die Transaktionsstruktur von Bitcoin.

Um die Skalierbarkeit zu erhöhen, integriert BVM externe Datenverfügbarkeitslösungen wie Filecoin und Celestia. Diese Plattformen bieten zusätzliche Speicherkapazität für große Datensätze, um die Belastung der Bitcoin-Blockchain zu reduzieren, während die Datenzugänglichkeit erhalten bleibt.

BVM implementiert Isolationsmechanismen, um sicherzustellen, dass Smart Contracts unabhängig voneinander arbeiten. Durch das Sandboxing der Vertragsausführungsumgebungen verhindert BVM unbeabsichtigte Interaktionen zwischen Verträgen und reduziert so das Risiko von sich kaskadierend ausbreitenden Fehlern. Dieser Ansatz verbessert die Stabilität und gewährleistet, dass einzelne Verträge ohne Störungen ausgeführt werden können.

Integration mit Taproot

Die Taproot-Technologie ist zentral für die Integration von BVM mit Bitcoin. Taproot-Transaktionen ermöglichen eine effiziente Codierung von Daten und Ausführungsskripten und ermöglichen fortschrittliche Funktionen, während die Privatsphäre gewahrt und die Transaktionsgröße reduziert wird. Durch die Nutzung von Taproot stellt BVM sicher, dass Vertragsdaten kompakt bleiben und mit den Netzwerkstandards von Bitcoin kompatibel sind.

Das mit Taproot aktivierten Zeugen-Datenfeld wird verwendet, um die Ausführungsdaten des Vertrags zu speichern. Dieses Feld bietet ausreichend Platz zur Speicherung kryptographischer Nachweise, Zustandsaktualisierungen und Ausführungsprotokolle, wodurch sichergestellt wird, dass die Blockchain eine verlässliche Quelle der Wahrheit für alle vertragsbezogenen Aktivitäten bleibt.

Skalierbarkeitsmechanismen

BVM verwendet mehrere Skalierungsmechanismen, um die Transaktionsdurchsatz zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren. Diese Mechanismen umfassen:

• Rollups:Sowohl optimistische als auch Zero-Knowledge (zk) Rollups werden unterstützt. Optimistische Rollups verarbeiten Transaktionen off-chain und reichen Beweise für die Gültigkeit an die Hauptkette ein. zk-rollups generieren kryptografische Beweise zur Überprüfung von Transaktionen, ohne die zugrunde liegenden Daten preiszugeben und erhöhen so die Privatsphäre.
• Sidechains:Sidechains fungieren als unabhängige Blockchains, die über einen Zwei-Wege-Peg mit Bitcoin interagieren. Sie ermöglichen es Entwicklern, maßgeschneiderte Umgebungen für spezifische Anwendungsfälle zu erstellen und dabei rechenintensive Aufgaben von der Hauptkette von Bitcoin zu entlasten.
• Sharding:Obwohl es hauptsächlich ein Konzept in Ethereum ist, ermöglicht das Design von BVM eine parallele Verarbeitung von Transaktionen in bestimmten Kontexten und verbessert die Durchsatzrate, ohne die Architektur von Bitcoin zu verändern.

Unterstützung für externe Integrationen

BVM ist so konzipiert, dass es nahtlos mit externen Tools und Plattformen interagiert. Diese Integrationen umfassen:

• Datenorakel:BVM unterstützt dezentrale Orakel, um externe Daten für die Vertragsausführung abzurufen. Dies ermöglicht dynamische Anwendungen, die auf realen Informationen wie Preisfeeds oder Wetterdaten beruhen.
• Speicherlösungen:Dezentralisierte Speicherplattformen wie Filecoin und Arweave bieten zusätzliche Speicherkapazitäten für BVM-Anwendungen. Diese Integration gewährleistet, dass große Datensätze effizient gespeichert und abgerufen werden können.
• Entwicklungstools:BVM ist mit weit verbreiteten Entwicklungswerkzeugen kompatibel, einschließlich Solidity-Kompilatoren und Test-Frameworks, was Entwicklern einen einfachen Übergang zur Plattform ermöglicht.

Sicherheitsfunktionen

Die Architektur des BVM umfasst mehrere Sicherheitsfunktionen zum Schutz vor Schwachstellen und bösartigen Aktivitäten. Diese Funktionen umfassen:

• Kryptografische Validierung:Transaktionen und Vertragsausführungen werden mithilfe fortschrittlicher kryptographischer Techniken validiert, um die Integrität und Authentizität der Daten zu gewährleisten.
• Schlichtung:Ein Challenge-Response-Protokoll ermöglicht die effiziente Lösung von Streitigkeiten und reduziert das Risiko von Betrug oder Fehlern.
• Zugriffskontrollen:Smart Contracts auf BVM enthalten integrierte Zugriffskontrollen, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Parteien mit sensiblen Funktionen interagieren können.

Bereitstellung und Wartung

Die Bereitstellung von Anwendungen auf BVM umfasst mehrere Schritte, darunter das Kompilieren von Smart Contracts, das Einbetten von Vertragsdaten in Bitcoin-Transaktionen und das Übertragen von Transaktionen an das Netzwerk. BVM Studio, die integrierte Entwicklungsumgebung, vereinfacht diesen Prozess, indem sie vorkonfigurierte Module und visuelle Tools für die Bereitstellung bereitstellt.

Die Wartung von BVM-basierten Anwendungen umfasst die Überwachung der Vertragsleistung, die Aktualisierung des Codes bei Bedarf und die Sicherstellung der Kompatibilität mit sich entwickelnden Standards. Entwickler werden ermutigt, bewährte Verfahren zu befolgen, wie z.B. formale Verifikation und automatisierte Tests, um die langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Highlights

• BVM fungiert als Zustandsmaschine, die Bitcoin-Blockchain für Smart Contracts und dApps nutzt.
• Die Integration von Taproot ermöglicht eine kompakte Datenspeicherung und Ausführungskompatibilität.
• Skalierbarkeit wird durch Rollups, Sidechains und effiziente Verarbeitungsschichten erreicht.
• Externe Integrationen umfassen Daten-Oracles, dezentrale Speicherung und Entwicklungstools.
• Sicherheitsfunktionen umfassen kryptografische Validierung, Streitbeilegung und Zugangskontrollen.