美東時間 2025 年 5 月 7 日，GOAT Network 正式發(fā)布 GOAT BitVM2 白皮書 ，提出首個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)勢的基礎(chǔ)上，提出多項創(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)激勵上的關(guān)鍵問題，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)隊于 2024 年提出的 BitVM2 協(xié)議，是一種無需更改比特幣主網(wǎng)協(xié)議、即可在鏈上驗證任意計算的創(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)級跨鏈橋時，仍存在以下關(guān)鍵性問題：
- 操作員(Operator)雙花攻擊：當(dāng)前 BitVM2 允許操作員提交可驗證但實(shí)際上是欺詐的狀態(tài)（例如來源于分叉鏈），在用戶提幣時可能觸發(fā)雙花攻擊的風(fēng)險。
- 挑戰(zhàn)流程效率低下：現(xiàn)有機(jī)制采用一對一的(質(zhì)押, 挑戰(zhàn))關(guān)系，并且挑戰(zhàn)周期冗長，導(dǎo)致計算和協(xié)調(diào)成本高昂。同時，它不支持靈活的提幣金額，降低了資金利用率和用戶體驗。
- 缺乏有效的激勵機(jī)制：協(xié)議缺乏有效激勵來驅(qū)動Rollup生態(tài)里的各個角色參與，尤其是挑戰(zhàn)者在多數(shù)情況下得不到獎勵，導(dǎo)致誠實(shí)及時地發(fā)起挑戰(zhàn)的意愿不足。在依賴眾籌激勵的系統(tǒng)中，還可能出現(xiàn)獎勵被分配給錯誤參與者的問題，進(jìn)一步削弱激勵的準(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 驗證和 GOAT 網(wǎng)絡(luò)共識層的雙重懲罰機(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，將有效最終性時間降低到 1 天以內(nèi)。
3. 激勵兼容挑戰(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)險之間的經(jīng)濟(jì)激勵對齊。
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 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)計一個公平高效的 Rollup 經(jīng)濟(jì)模型和激勵機(jī)制成為一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
GOAT Network 的核心創(chuàng)新在于將這些角色統(tǒng)一為一個單一身份——通用操作員（Universal Operator, 簡稱操作員），并通過角色輪換機(jī)制，使所有參與者在不同時間輪流承擔(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，帶來以下四大優(yōu)勢：
- 收益與成本平衡：GOAT 網(wǎng)絡(luò)通過將操作員在盈利角色和高成本角色之間輪換，確保在長期內(nèi)收入與支出相對平衡，避免部分操作員長期承擔(dān)高計算成本。
- 激勵機(jī)制對齊：不同角色之間的交叉補(bǔ)貼機(jī)制平滑了收益波動，激勵操作員在任何角色下都保持誠實(shí)參與。
- 降低參與門檻：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放性。
- 增強(qiáng)系統(tǒng)韌性：即使個別操作員掉線，系統(tǒng)仍能通過角色靈活分配保持運(yùn)行，避免對單點(diǎn)的依賴。
總結(jié)而言，GOAT Network 將排序者、計算者、挑戰(zhàn)者等行為角色統(tǒng)一為一個由質(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)也會被懲罰。該機(jī)制保證誠實(shí)行為在經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)，同時通過明確的輪換機(jī)制防止角色長期集中在特定個體手中，從而降低中心化風(fēng)險。
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)過程的鏈上協(xié)調(diào)，以及 zk 證明的高效生成與驗證。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，并通過多樣性提升系統(tǒng)的容錯能力。
入金與出金流程（Bridge-in 和 Bridge-out）
- 入金（Deposit）：用戶鎖定 BTC 并在 L2 獲得 PegBTC。
- 出金（Withdraw/Peg-out）：無需依賴 L1 驗證復(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）功能來驗證歷史 BTC 狀態(tài)，并將其與 L1 上的排序者集合匹配。這一設(shè)計無需修改比特幣共識規(guī)則，同時實(shí)現(xiàn)了與 BTC 原生狀態(tài)的強(qiáng)對齊。
高效爭議處理與 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與爭議處理系統(tǒng)。GOAT BitVM2 在挑戰(zhàn)模型和證明性能方面做出以下設(shè)計：
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（如在操作員報銷過程中），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）。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)計算邏輯（如 ZKP 生成、欺詐驗證、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、罰沒操作等）上傳至 L1。這種設(shè)計大幅降低了鏈上 Gas 成本，同時確保整個系統(tǒng)的可驗證性。
ZKP 性能提升：自研 zkMIPS
GOAT 自研的 zkMIPS 是兼容 MIPS 指令集的 zkVM，針對 STARK/SNARK 后端進(jìn)行了性能優(yōu)化。通過批量處理多個區(qū)塊并按周期（如每小時）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）”方法定位爭議位置，從而快速解決爭議。
總結(jié)
對比原始 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)建了一個去中心化的排序者網(wǎng)絡(luò)作為計算層。在“1-of-n 誠實(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)者激勵不足等關(guān)鍵性問題。為了加速樂觀式驗證，GOAT 引入了多輪挑戰(zhàn)機(jī)制，大幅提高了欺詐檢測的效率與效果。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。通過交易費(fèi)用分成、欺詐賞金和懲罰機(jī)制，協(xié)議在鼓勵誠實(shí)行為的同時也對惡意行為進(jìn)行經(jīng)濟(jì)懲戒，從而打造了一個可持續(xù)、公平且具備彈性的去中心化生態(tài)。
GOAT BitVM2 作為首個真正落地的比特幣 zkRollup 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了：
- 原生安全性與無需硬分叉的兼容性
- 極速挑戰(zhàn)機(jī)制
- 經(jīng)濟(jì)激勵重構(gòu)
- 高效零知識證明引擎
- BitVM2從理論模型邁入工程實(shí)踐
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