Citrea的ZK-Rollup: Bitcoin未尽之事

2024年8月22日 12:09

最近，宣称第一个采用ZK-Rollup方案的BitcoinLayer-2项目，Citrea，在即将上线测试网之际，受到了来自社区的疑问。其宣传Citrea采用了一些欺骗性的话术，将它们的项目进行了过度包装。在这个风口浪尖，毫无疑问就是研究Citrea和BitVM最好的时机。

一切的起因是：ZKP在基于Ethereum的Layer2上大显身手，使得许多项目都在寄希望于ZKP是否能够同样的用于BitcoinLayer-2上。显然，大量的开发者（特别是最挑剔的那些人）对BitcoinLayer2的发展非常不看好，而它们的担忧也是很有道理的。常规的Layer2,如基于Ethereum的optimisic,zkrollup,都是通过链下计算，链上验证的方式，对一层网络的数据进行压缩，以及对计算资源进行扩展。单由于Bitcoin网络并不支持复杂逻辑的validation，因此这个方案难以实现。因此，大部分声称自己采用了零知识证明技术的BitcoinLayer-2项目，都采用了一种叫做SovereignRollup的方案。

TheSovereignRollup

长话短说，SovereignRollup的关键在于：bitcoin网络只负责将关键的承诺信息用铭文的方式存储在BitcoinNetwork中，而验证全部由链下进行（客户端验证）。总而言之，Bitcoin网络中的数据，解释权属于Layer2网络。对于一个不清楚规则的参与者，这些Bitcoin网络中的数据毫无意义。但是如果参与者清楚这些数据的使用方式，那么任何一个用户都能够自己建设节点。从这个角度看，SovereignRollup的确具有相当的积极意义，它能够达到Layer2网络的一些基本要求，即数据的finalized能够被Bitcoin共识所保护，同时其Layer2的解析也可以是去中心化的。

听起来第二种方案似乎是第一种方案的妥协，但这点事实上存在极大的争论。大量方案二的支持者认为，Bitcoin本来就不必和Ethereum一样：第一种方案的支持者，事实上依然在用Ethereum的观点看待Bitcoin，即，它们认为数据的存储以及验证，都应该发生在Layer-1。但事实上这并不是必要的，因为数据的验证非常浪费Layer-1的效率。在理想的情况下，任何一个智能合约都应该只由一个节点执行，而其他节点只需要验证执行的结果以及其对应的证据就足够了。强制要求所有Layer-1的节点进行验证，本身就并不一定是最佳答案。

BitVM 实际上很像是积木：由基础的OP_CODE拼接而成

在这里例子中，我们能够发现两种不同的元素:Opcode，以及已经被封装过的一系列新的Opcode。其中，带有OP_前缀的是Bitcoin脚本原生的Opcode，而诸如u8_add_carry这样的函数，则代表着已经被封装过的，由BitVM自定义的新Opcode。显然，这个函数u32_add本身，也会被用于其他进一步的Opcode构造。

这听起来有些小儿科，但不要小看这些功能，它实际上是进一步构造ZKP的基础；通过u32的计算，就能够逐步构造bigint，乃至于bn256的计算，最终得到证明构造系统。并且从仓库看来，它们已经得到了许多值得一提的成就：它们已经能够构建基于Groth16的验证函数！看起来，它们离最终构建出可用的ZKP的距离已经不遥远了。

Citrea与BitVM

在了解到了BitVM的现状之后，我们当然乐见其成，这对整个BitcoinLayer-2的生态都有着极为积极的意义。但是我们也同时注意到，BitcoinLayer-2的爆发，和BitVM的开发步调之间，存在着一定的不同步。毕竟时间不等人，宣称自己采用了BitVM的项目，其实更多应该被理解为“将会采用BitVM”，毕竟尽管成果喜人，但它还暂时不能够投入商用。这样看来，Citrea宣称自己为第一个Bitcoin上的zk-rollup，就难免引起争议了。

自主验证的局限：无法确保链上证据的有效性

（2）RISC0

Citrea对于它们的ZKPs以及zkEVM部分，采用了RISC0提供的SDK作为它们构建的基础。RISC0是一个2022年诞生的，比较新的ZKPs解决方案。RISC0和Cairo有着非常类似的愿景-通过构建一个zkVM，令ZKPs能够进行任何通用计算；但是相比于Cairo，RISC0本身并不是一种语言，它可以直接通过Rust当中提供的SDK进行构建。之后，再通过其定制的zkVM进行计算。除去RISC0，基于zk-STARK的CairoVM也被BitcoinLayer-2所青睐。我们注意到不少项目都在采用这种通用计算+zkVM的模式，来替代zk语言+zkProver+zkVerifier的模式。这是由于Bitcoin中暂时无法提供zkVerifier，因此对于SovereignRollup而言，直接采用zkVM无疑是更加经济和高效的办法。

结语

首先关于Citrea最近的争议，它们的团队很明确的指出了，其对BitVM的兼容还尚未完成；这个结论代表了能够完全继承Bitcoin安全性的Rollup还没有出现。但是在观察整个项目的过程中，我们也看到了基于BitcoinLayer-2，还有着连续不断地创新；同时，还有大量的项目在前仆后继的挑战Bitcoin的zk-rollup，如Bitlayer，Alpenlabs，BVMnetwork等，这些都在驱动着我们持续跟踪和分析Bitcoin当中Rollup的进展。

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