ColliderVM: StarkWare-Forscher schlagen Smart Contracts für Bitcoin vor

Forscher von StarkWare und dem Weizmann Institute of Science haben ColliderVM präsentiert, ein System, das die Limitationen von Bitcoin-Skripten überwinden und die Implementierung komplexer Smart Contracts ermöglichen soll. Wie Cointelegraph berichtet, verfolgt das neue Design das Ziel, die Bereitstellung komplexer Smart Contracts auf Bitcoin sowohl kapital- als auch rechenleistungseffizienter zu gestalten. ColliderVM ist ein Protokoll, das zustandsbehaftete Berechnungen auf Bitcoin ermöglichen soll. Dadurch können mehrstufige Prozesse sicher über mehrere Transaktionen hinweg ausgeführt werden. Bisher war die Ausgabe eines Bitcoin-Skripts für andere Skripte nicht zugänglich, was komplexe Berechnungen praktisch unmöglich machte. Die Forscher argumentieren, dass ColliderVM die Nutzung von Scalable Transparent Arguments of Knowledge (STARKs) – einer Form von Zero-Knowledge-Proofs – auf Bitcoin ermöglichen könnte, ohne Änderungen am Netzwerkkonsens vornehmen zu müssen. Die Architektur würde es Bitcoin erlauben, komplexe Off-Chain-Berechnungen mit minimalen On-Chain-Daten zu verifizieren. Jeder Bitcoin-Block kann bis zu 4 Millionen OPCodes (Befehle) über alle Transaktionen hinweg enthalten, und ein einzelnes Bitcoin-Skript kann bis zu 1.000 Stack-Elemente (Dateneinträge) enthalten. Zusätzlich bedeutet die zustandslose Ausführung, dass jedes Skript ohne Kenntnis des vorherigen Zustands oder von Zwischenergebnissen aus früheren Transaktionen ausgeführt wird, was komplexe Berechnungen unpraktikabel macht. Die BitVM-Implementierung aus einem Paper von Robin Linus vom Bitcoin-Forschungsunternehmen ZeroSync aus dem Jahr 2023 ermöglichte zwar komplexe Smart Contracts auf Bitcoin, benötigte jedoch Betrugsbeweise. Diese kryptografischen Beweise belegen, dass eine bestimmte Transaktion oder Berechnung fehlerhaft durchgeführt wurde, was gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen auslöst. Die Implementierung von Betrugsbeweisen erfordert in der Regel, dass die Betreiber Kapital für potenzielle Korrekturmaßnahmen hinterlegen. In BitVM zahlen die Betreiber einen Vorschuss, um potenziell betrügerische Transaktionen abzudecken, und erhalten das Kapital zurück, nachdem das Zeitfenster für den Betrugsbeweis geschlossen wurde. ColliderVM baut auf dem ColliderScript-Paper vom November 2024 von Forschern von StarkWare, dem Webdienstleister Cloudflare und dem Bitcoin-Sidechain-Entwickler Blockstream auf. Dieses System basiert auf einem Hash-Kollisions-basierten Commitment, welches die Herausforderung darstellt, eine Eingabe zu finden, die nach Anwendung einer Hash-Funktion eine Ausgabe mit vorgegebenen Eigenschaften erzeugt. Dieses Setup benötigt von ehrlichen Betreibern deutlich weniger Rechenressourcen als von böswilligen Akteuren. Ein Hash ist eine nicht-reversible mathematische Funktion, die auf beliebige Daten angewendet werden kann und eine alphanumerische Zeichenkette fester Länge erzeugt. Nicht-reversibel bedeutet, dass es unmöglich ist, die Berechnung umzukehren, um die ursprünglichen Daten aus einem Hash zu erhalten. Dieses System – das in gewisser Weise dem Bitcoin-Mining ähnelt – benötigt deutlich weniger Hash-Operationen als BitVM, wodurch sowohl die Skriptgröße als auch die Verarbeitungszeit reduziert werden. Die ColliderVM-Forscher behaupten, die Anzahl dieser Operationen um mindestens den Faktor 10.000 reduziert zu haben. Die Forscher deuten an, dass diese Implementierung eine auf STARKs basierende Bitcoin-Sidechain nahezu praktikabel macht. STARKs sind ein ZK-Proof-System, das für seine Skalierbarkeit und Vertrauenswürdigkeit bekannt ist (es benötigt kein Trusted Setup). Traditionelle Implementierungen von STARK-Verifizierern würden Skripte erfordern, die die Grenzen von Bitcoin überschreiten. Die Forscher hinter ColliderVM argumentieren nun, dass ihr effizienteres System ein On-Chain-Verifizierungsskript für STARK-Proofs "nahezu praktikabel" macht. Bitcoin wird weithin als die sicherste und zuverlässigste Blockchain angesehen, aber Kritiker bemängeln, dass der Funktionsumfang im Vergleich zu vielen Altcoins deutlich eingeschränkter ist. Sidechains wie Blockstreams Liquid existieren, sind aber nicht vertrauenslos. Selbst mit ColliderVM wäre ein solches System eher vertrauensminimiert als vertrauenslos, da die Benutzer weiterhin darauf vertrauen müssten, dass zumindest eine minimale Teilmenge der Netzwerkteilnehmer ehrlich handelt, um das korrekte Funktionieren des Systems zu gewährleisten. Quellen: - Cointelegraph: https://cointelegraph.com/news/starkware-bitcoin-smart-contracts-collidervm - Cointelegraph: https://cointelegraph.com/tags/zk-stark - The National Center For The Study Of Blockchain & Fintech: https://fintech.morgan.edu/ - TodayOnChain: https://www.todayonchain.com/ - Finanzen.net: https://www.finanzen.net/nachrichten/devisen/bitcoin-euro-kurs - TradingView: https://in.tradingview.com/news/top-providers/cointelegraph/ - CoinGecko: https://www.coingecko.com/en/coins/magnetix