Citrea 概述：比特币首个 ZK Rollup

2024-02-08 09:54 0 比特币

来源：Citrea Team；编译：邓通，金色财经

今天我们介绍 Citrea，这是第一个通过零知识技术增强比特币区块空间功能的 Rollup。

比特币的可扩展性格局长期以来一直依赖于将安全性和需求转移到链外、比特币外的解决方案。 Citrea 将通过零知识证明来实现比特币扩容，从而改变这一现实，确保比特币网络内的链上可验证性和数据可用性。这种方法使 Citrea 成为第一个可扩展的解决方案，可以在不损害比特币安全性和改变其共识规则的情况下启用更复杂的应用程序。

创建新区块空间的问题

比特币拥有最安全、去中心化和抗审查的区块空间。创建新区块空间的扩展提案不能继承比特币的任何这些属性。这些提议或实现仅仅提供替代的区块空间；他们不扩展比特币区块链。从长远来看，用替代区块空间构建侧链会与比特币竞争，并通过不安全的桥梁和网络建设来冒用户资金的风险。

比特币区块空间需求量很大

由于比特币的安全性、去中心化和抗审查性，人们要求比特币满足他们所有的链上需求。在过去的几个月里，我们观察到人们对比特币区块空间的兴趣呈指数级增长，这反映在费用率上。无论是支付还是铭文交易，人们都希望被纳入区块空间并愿意为此付费。确保比特币网络的可持续参与对其长期稳健发展至关重要，但需要权衡：由于高额费用和必要的区块大小限制，不可避免地会排除某些交易。比特币必须在不改变其核心原则的情况下进行扩展以包含更多复杂的交易。

这种日益增长的兴趣凸显了现有可扩展性提案存在的一个重大问题：它们未能解决对包含在比特币区块空间中的需求不断增长的问题。

现有的可扩展性提案无法扩展比特币

比特币长期以来一直面临着处理更多交易和使更广泛的应用程序成为可能，同时又不损害其安全性或核心原则的挑战。这个多方面的问题被证明很难完全解决。一些尝试旨在提高比特币的支付吞吐量，例如闪电网络，而另一些则专注于扩展BTC资产的功能，例如侧链。虽然第一个扩展提案未能在比特币中实现可编程性，但后者错过了一个关键点：对比特币区块链本身的积极有效利用。

在当前的情况下，对比特币区块链的固有需求被重定向到了独立的共识协议，即侧链。这种方法会产生一个权衡——为了降低费用和为BTC提供更多使用案例，而牺牲了比特币的安全性并且与其激励机制不协调。因此，由侧链主导的比特币受到了无法以任何有意义的方式为其长期健康和激励提供服务的扩展解决方案的影响。尽管这些解决方案出于善意，但它们并不在比特币区块链上运行，也不为比特币的安全性做出贡献，最终也无法满足比特币区块链所需的扩展。

再次强调，将对比特币的需求转移到侧链上并不等同于对比特币的需求。

扩展比特币区块空间

真正扩展比特币需要建立比特币和扩展解决方案之间的共生关系。扩展解决方案必须积极而有效地利用比特币的区块空间，以满足需求，并提高其表现力和吞吐量，而不改变其协议。扩展比特币的区块空间是以比特币的安全性进行交易的唯一方式。任何其他替代方案都无法继承完整的比特币安全性。

通过在链上可验证性和数据的分片执行是扩展比特币区块的最安全且激励相一致的方式。实现比特币的易验证性的唯一方法是利用零知识或欺诈证明。由于欺诈证明需要大量的数据写入比特币，因此ZK证明是在区块大小限制内验证比特币内部执行有效性的最有效方式。

ZK Rollups创建一个执行分片，并将多个交易批处理在该分片上，同时使用简明的数学证明以及最小必要数据在链上验证它们以重建状态。这种方法使ZK Rollups能够以最有效的方式利用底层的区块空间，并以其完整的安全性扩展L1。

进入 Citrea：大规模比特币安全

Citrea是第一个在比特币上运行的Rollup，它增加了比特币区块空间的效用。Citrea将对比特币的需求保留在其网络内，并确保比特币网络作为Citrea交易的数据可用性和结算层。Citrea不需要对比特币进行共识变更。

Citrea代表了比特币的一个重要里程碑：它是唯一在比特币上结算的执行层，第一个ZK证明验证，以及比特币内部的第一个通用L2验证。Citrea的使命是推动比特币进入下一个阶段，成为世界金融基础设施的基础，开发人员可以在比特币上构建一切。

Citrea批处理数千笔交易，通过zkVM处理它们，并生成简明的有效性证明，断言执行的正确性以及输出数据的正确性。在比特币历史上，Citrea的有效性证明首次被刻在比特币区块链上并进行本地验证。Citrea在比特币L1上配备了一个本地ZK证明验证器智能合约，构建在BitVM上。与单一的侧链不同，Citrea通过其执行分片创建了一个模块化的比特币世界，使结算和数据可用性保持在链上，即在比特币上。

Citrea：比特币的模块化

Citrea通过数据可用性为矿工创造了稳定的费用收入，通过有效性证明无需信任地将BTC扩展到比特币之外，并允许开发人员在其EVM等效执行分片上构建任何应用。

扩展比特币安全性

Citrea是唯一在比特币上实际结算的执行层。发生在Citrea上的每笔交易都完全由零知识证明保护，并由比特币进行验证。Citrea的执行环境对比特币是无信任的，并且对比特币网络的所有参与者都是可访问的。

因此，Citrea确保满足比特币等效的数据可用性、防审查和重新组织的保证。

比特币作为应用基石：Citrea的使命是在最安全和去中心化的区块链比特币上构建一个可编程的流动性层。我们认为比特币的区块空间必须被用于高效地结算各种金融活动，例如无信任地购买BTC、利用BTC或借贷BTC。大多数现有的试图提供这些功能的元协议都是受信任的且效率低下的。Citrea是在比特币上构建应用程序的最高效和安全的平台。

比特币结算和最小信任双向挂钩：在比特币历史上首次，一个通用的L2在比特币上结算，实现了有史以来第一个通用的最小信任双向挂钩。在Citrea之前，Layer 2解决方案依赖于多签名的诚实多数假设，如开放或闭合联盟。通过Citrea，只要一个网络参与者是诚实的，就可以在比特币上验证有效性证明。BitVM是基于欺诈证明的，这意味着Citrea的ZK证明在比特币网络上正在乐观地验证。在未来，一个ZK证明验证器操作码将实现完全无信任的双向挂钩机制。

EVM等效性：构建Citrea时完全采用EVM等效性，使所有EVM开发人员能够轻松地在比特币上构建应用。Citrea配备了一种Type 2 zkEVM，完全等同于EVM，使用RISC Zero构建。设计上，Citrea不限于单一的虚拟机，并且由于其模块化架构，未来可以采用新的虚拟机，例如WASM虚拟机。