Citrea的ZK-Rollup: Bitcoin未盡之事
最近，宣稱第一個(gè)采用ZK-Rollup方案的BitcoinLayer-2項(xiàng)目，Citrea，在即將上線測(cè)試網(wǎng)之際，受到了來(lái)自社區(qū)的疑問(wèn)。其宣傳Citrea采用了一些欺騙性的話術(shù)，將它們的項(xiàng)目進(jìn)行了過(guò)度包裝。在這個(gè)風(fēng)口浪尖，毫無(wú)疑問(wèn)就是研究Citrea和BitVM最好的時(shí)機(jī)。
一切的起因是：ZKP在基于Ethereum的Layer2上大顯身手，使得許多項(xiàng)目都在寄希望于ZKP是否能夠同樣的用于BitcoinLayer-2上。顯然，大量的開(kāi)發(fā)者（特別是最挑剔的那些人）對(duì)BitcoinLayer2的發(fā)展非常不看好，而它們的擔(dān)憂也是很有道理的。常規(guī)的Layer2,如基于Ethereum的optimisic,zkrollup,都是通過(guò)鏈下計(jì)算，鏈上驗(yàn)證的方式，對(duì)一層網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以及對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行擴(kuò)展。單由于Bitcoin網(wǎng)絡(luò)并不支持復(fù)雜邏輯的validation，因此這個(gè)方案難以實(shí)現(xiàn)。因此，大部分聲稱自己采用了零知識(shí)證明技術(shù)的BitcoinLayer-2項(xiàng)目，都采用了一種叫做SovereignRollup的方案。
TheSovereignRollup
長(zhǎng)話短說(shuō)，SovereignRollup的關(guān)鍵在于：bitcoin網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)將關(guān)鍵的承諾信息用銘文的方式存儲(chǔ)在BitcoinNetwork中，而驗(yàn)證全部由鏈下進(jìn)行（客戶端驗(yàn)證）。總而言之，Bitcoin網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，解釋權(quán)屬于Layer2網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一個(gè)不清楚規(guī)則的參與者，這些Bitcoin網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)毫無(wú)意義。但是如果參與者清楚這些數(shù)據(jù)的使用方式，那么任何一個(gè)用戶都能夠自己建設(shè)Node。從這個(gè)角度看，SovereignRollup的確具有相當(dāng)?shù)姆e極意義，它能夠達(dá)到Layer2網(wǎng)絡(luò)的一些基本要求，即數(shù)據(jù)的finalized能夠被Bitcoin共識(shí)所保護(hù)，同時(shí)其Layer2的解析也可以是Decentralization的。
聽(tīng)起來(lái)第二種方案似乎是第一種方案的妥協(xié)，但這點(diǎn)事實(shí)上存在極大的爭(zhēng)論。大量方案二的支持者認(rèn)為，Bitcoin本來(lái)就不必和Ethereum一樣：第一種方案的支持者，事實(shí)上依然在用Ethereum的觀點(diǎn)看待Bitcoin，即，它們認(rèn)為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及驗(yàn)證，都應(yīng)該發(fā)生在Layer-1。但事實(shí)上這并不是必要的，因?yàn)閿?shù)據(jù)的驗(yàn)證非常浪費(fèi)Layer-1的效率。在理想的情況下，任何一個(gè)智能合約都應(yīng)該只由一個(gè)Node執(zhí)行，而其他Node只需要驗(yàn)證執(zhí)行的結(jié)果以及其對(duì)應(yīng)的證據(jù)就足夠了。強(qiáng)制要求所有Layer-1的Node進(jìn)行驗(yàn)證，本身就并不一定是最佳答案。
BitVM 實(shí)際上很像是積木：由基礎(chǔ)的OP_CODE拼接而成
在這里例子中，我們能夠發(fā)現(xiàn)兩種不同的元素:Opcode，以及已經(jīng)被封裝過(guò)的一系列新的Opcode。其中，帶有OP_前綴的是Bitcoin腳本原生的Opcode，而諸如u8_add_carry這樣的函數(shù)，則代表著已經(jīng)被封裝過(guò)的，由BitVM自定義的新Opcode。顯然，這個(gè)函數(shù)u32_add本身，也會(huì)被用于其他進(jìn)一步的Opcode構(gòu)造。
這聽(tīng)起來(lái)有些小兒科，但不要小看這些功能，它實(shí)際上是進(jìn)一步構(gòu)造ZKP的基礎(chǔ)；通過(guò)u32的計(jì)算，就能夠逐步構(gòu)造bigint，乃至于bn256的計(jì)算，最終得到證明構(gòu)造系統(tǒng)。并且從倉(cāng)庫(kù)看來(lái)，它們已經(jīng)得到了許多值得一提的成就：它們已經(jīng)能夠構(gòu)建基于Groth16的驗(yàn)證函數(shù)！看起來(lái)，它們離最終構(gòu)建出可用的ZKP的距離已經(jīng)不遙遠(yuǎn)了。
Citrea與BitVM
在了解到了BitVM的現(xiàn)狀之后，我們當(dāng)然樂(lè)見(jiàn)其成，這對(duì)整個(gè)BitcoinLayer-2的生態(tài)都有著極為積極的意義。但是我們也同時(shí)注意到，BitcoinLayer-2的爆發(fā)，和BitVM的開(kāi)發(fā)步調(diào)之間，存在著一定的不同步。畢竟時(shí)間不等人，宣稱自己采用了BitVM的項(xiàng)目，其實(shí)更多應(yīng)該被理解為“將會(huì)采用BitVM”，畢竟盡管成果喜人，但它還暫時(shí)不能夠投入商用。這樣看來(lái)，Citrea宣稱自己為第一個(gè)Bitcoin上的zk-rollup，就難免引起爭(zhēng)議了。
自主驗(yàn)證的局限：無(wú)法確保鏈上證據(jù)的有效性
（2）RISC0
Citrea對(duì)于它們的ZKPs以及zkEVM部分，采用了RISC0提供的SDK作為它們構(gòu)建的基礎(chǔ)。RISC0是一個(gè)2022年誕生的，比較新的ZKPs解決方案。RISC0和Cairo有著非常類(lèi)似的愿景-通過(guò)構(gòu)建一個(gè)zkVM，令ZKPs能夠進(jìn)行任何通用計(jì)算；但是相比于Cairo，RISC0本身并不是一種語(yǔ)言，它可以直接通過(guò)Rust當(dāng)中提供的SDK進(jìn)行構(gòu)建。之后，再通過(guò)其定制的zkVM進(jìn)行計(jì)算。除去RISC0，基于zk-STARK的CairoVM也被BitcoinLayer-2所青睞。我們注意到不少項(xiàng)目都在采用這種通用計(jì)算+zkVM的模式，來(lái)替代zk語(yǔ)言+zkProver+zkVerifier的模式。這是由于Bitcoin中暫時(shí)無(wú)法提供zkVerifier，因此對(duì)于SovereignRollup而言，直接采用zkVM無(wú)疑是更加經(jīng)濟(jì)和高效的辦法。
結(jié)語(yǔ)
首先關(guān)于Citrea最近的爭(zhēng)議，它們的團(tuán)隊(duì)很明確的指出了，其對(duì)BitVM的兼容還尚未完成；這個(gè)結(jié)論代表了能夠完全繼承Bitcoin安全性的Rollup還沒(méi)有出現(xiàn)。但是在觀察整個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程中，我們也看到了基于BitcoinLayer-2，還有著連續(xù)不斷地創(chuàng)新；同時(shí)，還有大量的項(xiàng)目在前仆后繼的挑戰(zhàn)Bitcoin的zk-rollup，如Bitlayer，Alpenlabs，BVMnetwork等，這些都在驅(qū)動(dòng)著我們持續(xù)跟蹤和分析Bitcoin當(dāng)中Rollup的進(jìn)展。