美東時(shí)間 2025 年 5 月 7 日，GOAT Network 正式發(fā)布 GOAT BitVM2 白皮書(shū) ，提出首個(gè)可落地的比特幣原生zkRollup協(xié)議。該協(xié)議在繼承原始 BitVM2 協(xié)議優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提出多項(xiàng)創(chuàng)新，系統(tǒng)性解決了其在安全性、挑戰(zhàn)機(jī)制與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)上的關(guān)鍵問(wèn)題，為比特幣生態(tài)的擴(kuò)容與可編程性奠定了基礎(chǔ)。
BitVM2 的潛力與現(xiàn)實(shí)瓶頸
由 Robin Linus 與 ZeroSync 團(tuán)隊(duì)于 2024 年提出的 BitVM2 協(xié)議，是一種無(wú)需更改比特幣主網(wǎng)協(xié)議、即可在鏈上驗(yàn)證任意計(jì)算的創(chuàng)新路徑，為比特幣 zkRollup 和跨鏈橋創(chuàng)造了可能性。然而，在走向?qū)嶋H應(yīng)用， 將 BitVM2 用于生產(chǎn)級(jí)跨鏈橋時(shí)，仍存在以下關(guān)鍵性問(wèn)題：
- 操作員(Operator)雙花攻擊：當(dāng)前 BitVM2 允許操作員提交可驗(yàn)證但實(shí)際上是欺詐的狀態(tài)（例如來(lái)源于分叉鏈），在用戶(hù)提幣時(shí)可能觸發(fā)雙花攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。
- 挑戰(zhàn)流程效率低下：現(xiàn)有機(jī)制采用一對(duì)一的(質(zhì)押, 挑戰(zhàn))關(guān)系，并且挑戰(zhàn)周期冗長(zhǎng)，導(dǎo)致計(jì)算和協(xié)調(diào)成本高昂。同時(shí)，它不支持靈活的提幣金額，降低了資金利用率和用戶(hù)體驗(yàn)。
- 缺乏有效的激勵(lì)機(jī)制：協(xié)議缺乏有效激勵(lì)來(lái)驅(qū)動(dòng)Rollup生態(tài)里的各個(gè)角色參與，尤其是挑戰(zhàn)者在多數(shù)情況下得不到獎(jiǎng)勵(lì)，導(dǎo)致誠(chéng)實(shí)及時(shí)地發(fā)起挑戰(zhàn)的意愿不足。在依賴(lài)眾籌激勵(lì)的系統(tǒng)中，還可能出現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)被分配給錯(cuò)誤參與者的問(wèn)題，進(jìn)一步削弱激勵(lì)的準(zhǔn)確性與有效性。
GOAT BitVM2：三大機(jī)制創(chuàng)新
GOAT Network 以工程視角出發(fā)，推出 GOAT BitVM2 增強(qiáng)方案，并已將其部署為 GOAT Netwrok的核心執(zhí)行系統(tǒng)，首次將比特幣 zkRollup 推向?qū)嶋H落地。該方案圍繞三項(xiàng)機(jī)制進(jìn)行根本性改進(jìn)：
1. 加密經(jīng)濟(jì)安全層（Cryptoeconomic Security Layer）
結(jié)合比特幣原生 Script 驗(yàn)證和 GOAT 網(wǎng)絡(luò)共識(shí)層的雙重懲罰機(jī)制，大幅提高操作員作惡的成本。該機(jī)制還維持合理規(guī)模的操作員集，在“1-of-n 誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)”假設(shè)下確保系統(tǒng)高活性。
2. 快速挑戰(zhàn)機(jī)制（Accelerated Dispute Resolution）
采用多輪挑戰(zhàn)者輪替機(jī)制，極大縮短了挑戰(zhàn)處理周期，將有效最終性時(shí)間降低到 1 天以?xún)?nèi)。
3. 激勵(lì)兼容挑戰(zhàn)經(jīng)濟(jì)模型（Incentive-Aligned Challenge Economy）
成功挑戰(zhàn)者可獲得由惡意提議者質(zhì)押金構(gòu)成的“欺詐賞金”。該機(jī)制提高了挑戰(zhàn)參與率，并實(shí)現(xiàn)了挑戰(zhàn)行為與操作員作惡風(fēng)險(xiǎn)之間的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)對(duì)齊。
通用 Operator 模型：經(jīng)濟(jì)與架構(gòu)的一體化重構(gòu)
為實(shí)現(xiàn)上述機(jī)制，GOAT Network對(duì) BitVM2 中復(fù)雜分離的角色體系進(jìn)行融合與重構(gòu)。
在傳統(tǒng) BitVM2 架構(gòu)中，Rollup 系統(tǒng)包含多種角色，如排序者（Sequencer）、挑戰(zhàn)者（Challenger）、操作員（Operator）和委員會(huì)成員（Committee）等。由于這些角色在職責(zé)和成本上存在顯著差異，設(shè)計(jì)一個(gè)公平高效的 Rollup 經(jīng)濟(jì)模型和激勵(lì)機(jī)制成為一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
GOAT Network 的核心創(chuàng)新在于將這些角色統(tǒng)一為一個(gè)單一身份——通用操作員（Universal Operator, 簡(jiǎn)稱(chēng)操作員），并通過(guò)角色輪換機(jī)制，使所有參與者在不同時(shí)間輪流承擔(dān)不同職責(zé)。所有操作員需在 L2 進(jìn)行質(zhì)押，每輪將被分配到特定角色，帶來(lái)以下四大優(yōu)勢(shì)：
- 收益與成本平衡：GOAT 網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將操作員在盈利角色和高成本角色之間輪換，確保在長(zhǎng)期內(nèi)收入與支出相對(duì)平衡，避免部分操作員長(zhǎng)期承擔(dān)高計(jì)算成本。
- 激勵(lì)機(jī)制對(duì)齊：不同角色之間的交叉補(bǔ)貼機(jī)制平滑了收益波動(dòng)，激勵(lì)操作員在任何角色下都保持誠(chéng)實(shí)參與。
- 降低參與門(mén)檻：中小節(jié)點(diǎn)不需要持續(xù)承擔(dān)高成本角色，也可輕松參與，提升系統(tǒng)的去中心化程度和開(kāi)放性。
- 增強(qiáng)系統(tǒng)韌性：即使個(gè)別操作員掉線，系統(tǒng)仍能通過(guò)角色靈活分配保持運(yùn)行，避免對(duì)單點(diǎn)的依賴(lài)。
總結(jié)而言，GOAT Network 將排序者、計(jì)算者、挑戰(zhàn)者等行為角色統(tǒng)一為一個(gè)由質(zhì)押操作員組成的角色池，所有操作員輪流承擔(dān)職責(zé)并接受懲罰機(jī)制的約束。提議者提交欺詐狀態(tài)將被懲罰，挑戰(zhàn)者未盡責(zé)或惡意挑戰(zhàn)也會(huì)被懲罰。該機(jī)制保證誠(chéng)實(shí)行為在經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)，同時(shí)通過(guò)明確的輪換機(jī)制防止角色長(zhǎng)期集中在特定個(gè)體手中，從而降低中心化風(fēng)險(xiǎn)。
協(xié)議架構(gòu)概覽：圍繞通用操作員構(gòu)建的系統(tǒng)閉環(huán)
這一架構(gòu)不僅要涵蓋資產(chǎn)的跨鏈進(jìn)出流程（Bridge-In & Bridge-Out），還要實(shí)現(xiàn)排序器集的可信提交、挑戰(zhàn)過(guò)程的鏈上協(xié)調(diào)，以及 zk 證明的高效生成與驗(yàn)證。以下是 GOAT BitVM2 協(xié)議架構(gòu)的核心組成部分:
通用操作員模型（Universal Operator Model）
在 GOAT BitVM2 中，每一位通用操作員運(yùn)行相同的軟件并質(zhì)押 BTC 以獲得參與資格。通過(guò)確定性輪換或基于質(zhì)押權(quán)重的隨機(jī)機(jī)制，這些操作員輪流擔(dān)任以下角色：排序者（Sequencer，負(fù)責(zé)出塊）、證明者（Prover，生成 zkSNARK 證明）、發(fā)布者（Publisher，向 L1 提交狀態(tài)數(shù)據(jù)）以及挑戰(zhàn)者（Challenger，用于質(zhì)疑欺詐狀態(tài)）。每位操作員將經(jīng)歷既盈利又需承擔(dān)成本的角色，從而避免角色集中，并通過(guò)多樣性提升系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。
入金與出金流程（Bridge-in 和 Bridge-out）
- 入金（Deposit）：用戶(hù)鎖定 BTC 并在 L2 獲得 PegBTC。
- 出金（Withdraw/Peg-out）：無(wú)需依賴(lài) L1 驗(yàn)證復(fù)雜的 BitVM2 提幣腳本。相反，GOAT 采用原子交換機(jī)制（Atomic Swap）與操作員直接完成提幣流程，同時(shí)結(jié)合抗欺詐協(xié)議確保安全性和可靠性。
排序者集提交（Sequencer Set Commitment）
- 操作員通過(guò)比特幣主鏈的 OP_RETURN 提交其公鑰集合的 Merkle Root。
- L2 利用交易內(nèi)省（Transaction Introspection）功能來(lái)驗(yàn)證歷史 BTC 狀態(tài)，并將其與 L1 上的排序者集合匹配。這一設(shè)計(jì)無(wú)需修改比特幣共識(shí)規(guī)則，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與 BTC 原生狀態(tài)的強(qiáng)對(duì)齊。
高效爭(zhēng)議處理與 zkMIPS 性能加持
比特幣原生的zkRollup要可落地，必須擁有高效的欺詐檢測(cè)與爭(zhēng)議處理系統(tǒng)。GOAT BitVM2 在挑戰(zhàn)模型和證明性能方面做出以下設(shè)計(jì)：
多輪隨機(jī)挑戰(zhàn)機(jī)制（Multi-Round Random Challenger Selection）
當(dāng)需要挑戰(zhàn)者時(shí)（如在操作員報(bào)銷(xiāo)過(guò)程中），系統(tǒng)將從所有已質(zhì)押的節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)選出挑戰(zhàn)者。如果該挑戰(zhàn)者未及時(shí)發(fā)起挑戰(zhàn)，系統(tǒng)將再隨機(jī)選出一位新挑戰(zhàn)者替補(bǔ)。若新挑戰(zhàn)者成功識(shí)別欺詐并發(fā)起挑戰(zhàn)，則前面所有未履職的挑戰(zhàn)者將被懲罰（質(zhì)押被罰沒(méi)）。值得注意的是，任何人都可以在任何一輪發(fā)起挑戰(zhàn)，因此仍然保持了“1-of-n 誠(chéng)實(shí)參與者”假設(shè)的安全性。
此外，隨機(jī)角色分配和全面可罰的質(zhì)押機(jī)制，有效防止了賄賂攻擊、系統(tǒng)敲詐（ransom-style extortion）和惡意干擾（griefing）等行為。
鏈上與鏈下執(zhí)行（On-Chain and Off-Chain Execution）
大多數(shù)計(jì)算邏輯（如 ZKP 生成、欺詐驗(yàn)證、BitVM2 交互腳本等）在 L2 執(zhí)行，僅將最終結(jié)果（狀態(tài)提交、挑戰(zhàn)處理、罰沒(méi)操作等）上傳至 L1。這種設(shè)計(jì)大幅降低了鏈上 Gas 成本，同時(shí)確保整個(gè)系統(tǒng)的可驗(yàn)證性。
ZKP 性能提升：自研 zkMIPS
GOAT 自研的 zkMIPS 是兼容 MIPS 指令集的 zkVM，針對(duì) STARK/SNARK 后端進(jìn)行了性能優(yōu)化。通過(guò)批量處理多個(gè)區(qū)塊并按周期（如每小時(shí)）生成一份統(tǒng)一的證明，GOAT 的證明器實(shí)現(xiàn)了極高的成本效率。在挑戰(zhàn)中還可以使用 BitVM2 的“真值表（truth-table）”方法定位爭(zhēng)議位置，從而快速解決爭(zhēng)議。
總結(jié)
對(duì)比原始 BitVM2：更快，更穩(wěn)，更落地
GOAT BitVM2 以比特幣網(wǎng)絡(luò)作為結(jié)算層，并構(gòu)建了一個(gè)去中心化的排序者網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算層。在“1-of-n 誠(chéng)實(shí)參與者”假設(shè)下，該方案成功解決了 BitVM2 中關(guān)于靈活金額提幣、挑戰(zhàn)者激勵(lì)不足等關(guān)鍵性問(wèn)題。為了加速樂(lè)觀式驗(yàn)證，GOAT 引入了多輪挑戰(zhàn)機(jī)制，大幅提高了欺詐檢測(cè)的效率與效果。此外，結(jié)合 zkMIPS 高效生成 ZK 證明的能力，GOAT BitVM2 成為當(dāng)前比特幣生態(tài)中最安全、最具性能的 zkRollup 協(xié)議，有望顯著加速 BitVM2 在市場(chǎng)的實(shí)際落地。
不僅在技術(shù)架構(gòu)上取得突破，GOAT BitVM2 還構(gòu)建了一套以通用操作員輪換為基礎(chǔ)的強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)確保排序者、證明者、挑戰(zhàn)者、發(fā)布者等職責(zé)在所有質(zhì)押者之間公平分配。通過(guò)交易費(fèi)用分成、欺詐賞金和懲罰機(jī)制，協(xié)議在鼓勵(lì)誠(chéng)實(shí)行為的同時(shí)也對(duì)惡意行為進(jìn)行經(jīng)濟(jì)懲戒，從而打造了一個(gè)可持續(xù)、公平且具備彈性的去中心化生態(tài)。
GOAT BitVM2 作為首個(gè)真正落地的比特幣 zkRollup 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了：
- 原生安全性與無(wú)需硬分叉的兼容性
- 極速挑戰(zhàn)機(jī)制
- 經(jīng)濟(jì)激勵(lì)重構(gòu)
- 高效零知識(shí)證明引擎
- BitVM2從理論模型邁入工程實(shí)踐
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