O Bitcoin é a mais antiga e, de longe, a criptomoeda mais bem-sucedida. Embora seja verdade que o Bitcoin revolucionou o sistema de pagamentos peer-to-peer, tem limitações significativas em relação à escalabilidade e à capacidade de executar contratos inteligentes complexos e turing-completos. Essa limitação tem levantado muitas preocupações dentro da comunidade blockchain e, à medida que a base de usuários do Bitcoin se expande, a necessidade de escalabilidade se torna mais premente.

Durante os primeiros dias do Bitcoin, os pioneiros discutiram a necessidade de uma blockchain que pudesse lidar com contratos inteligentes e hospedar aplicativos descentralizados. No entanto, a motivação por trás da criação do Bitcoin era diferente - um meio seguro, independente e livre de terceiros para manter valor e realizar transações através das fronteiras. A blockchain, a tecnologia subjacente que sustenta o Bitcoin, tem muito potencial além de um sistema de pagamento, e só foi com a chegada do Ethereum e sua programabilidade completa de Turing que o pleno potencial da blockchain começou a se materializar.

Avancemos para o quarto trimestre de 2023, um white paper publicado por Robin Linus trouxe um vislumbre de esperança para a comunidade do Bitcoin. Ele propôs um novo paradigma de computação chamado BitVM, que pode trazer capacidade de contratos inteligentes e completude de Turing para o Bitcoin. Isso criaria um mundo onde qualquer coisa poderia ser executada no Bitcoin, desde jogos até contratos complexos. À medida que essa tecnologia inovadora se desdobra, é importante compreender as possibilidades e oportunidades para a comunidade. Este artigo explora o que é o BitVM, como funciona e as considerações essenciais a serem observadas.

O que é BitVM?

Origem: Máquinas de Confiança

De acordo com o recém-lançado whitepaperpor Robin Linus, BitVM, que significa Bitcoin Virtual Machine, é um motor computacional que tem como objetivo dimensionar o Bitcoin, permitindo contratos inteligentes turing-completos na rede blockchain. Isso trará uma funcionalidade semelhante à Ethereum Virtual Machine (EVM) para o Bitcoin sem interferir nas regras de consenso da rede.

BitVM não foi a primeira tentativa de expandir os casos de uso do Bitcoin. Como o Bitcoin foi inicialmente projetado para tarefas mais simples, como a transação de ativos na blockchain, houve várias tentativas de construir mais funcionalidades na rede. Algumas soluções de camada 2 como a Lightning Network e a Liquid Network são algumas dessas melhorias. BitVM tem surgido como uma das tentativas mais recentes de escalar a rede Bitcoin, com perspectivas ainda maiores de mudar a narrativa.

Como mencionado anteriormente, o BitVM não requer alterações nas regras de consenso existentes do Bitcoin. Ele utiliza blocos de construção como fechaduras temporais, fechaduras de hash e grandes árvores de taproot para criar uma máquina que pode lidar com contratos e cálculos complexos. Com isso, o BitVm pode transformar a rede Bitcoin, permitindo lidar com quaisquer problemas computacionais e tornando-a tão poderosa quanto qualquer outro sistema completo de Turing.

O que são Contratos Inteligentes Turing Complete?

Turing completeness refere-se à capacidade de um sistema resolver qualquer tarefa computacional, desde que tenha recursos e tempo suficientes. Um contrato inteligente Turing-completo pode executar a lógica de qualquer solicitação de computador. A completude de Turing é uma conversa importante na comunidade blockchain, pois permite que as redes blockchain sejam muito poderosas e versáteis.

O design central dos contratos inteligentes do Bitcoin é simples e não é completo em Turing. Isso porque eles não foram construídos para lidar com a tokenização e o desenvolvimento de dApps. Portanto, a introdução do BitVM no Bitcoin é um desenvolvimento pioneiro que empurra os limites do que o Bitcoin pode fazer.

Como o BitVM difere do EVM

Embora o BitVM tenha como objetivo trazer contratos inteligentes completos de Turing para o Bitcoin, não é idêntico aos contratos inteligentes da Ethereum Virtual Machine (EVM). Blockchains de contratos inteligentes como Ethereum e Solana têm suas respectivas máquinas virtuais totalmente integradas em suas blockchains. No entanto, o BitVM é um complemento para a blockchain do Bitcoin que permite aos usuários optarem por ele apenas quando necessário.

BitVM imita outras cadeias de contratos inteligentes Turing-completas, e isso traz algumas limitações para a extensão de sua funcionalidade. Por exemplo, um produto EVM requer que a blockchain do Ethereum seja segura para garantir a segurança do contrato. Por outro lado, um produto BitVM requer confiança na segurança do Bitcoin, bem como na honestidade dos participantes. Os participantes do BitVM devem enviar provas de fraude dentro do período de desafio, impactando significativamente como os produtos BitVM lidam com falhas no sistema.

Outra diferença marcante entre EVM e BitVM é suas interações de cadeia. Como o Bitcoin não foi construído com capacidades complexas de contratos inteligentes, a maioria das computações do BitVM são off-chain para evitar sobrecarregar a cadeia principal. No entanto, todas as computações do EVM acontecem on-chain. É por causa dessas diferenças significativas que alguns membros da comunidade do Bitcoin propuseram que o BitVM não é uma máquina virtual completa.

Como funciona o BitVM?

BitVM é essencialmente uma solução de camada 2 construída em cima da blockchain do Bitcoin. É semelhante às soluções L2 do Ethereum, especialmente Optimistic Rollups. Assim como optimistic rollups, o BitVM aproveita provas de fraude e um protocolo de desafio-resposta. Ele usa ferramentas criptográficas básicas como timelocks, hashlocks e árvores de taproot para facilitar cálculos avançados. A atualização taproot do Bitcoin permite que as partes troquem grandes quantidades de dados off-chain e retornem a saída para a blockchain do Bitcoin. Da mesma forma, timelocks e hashlocks são mecanismos de segurança que desbloqueiam transações de Bitcoin condicionalmente.

Para realizar cálculos complexos através do BitVM, um “provador” inicia um programa e colabora com um “verificador” para confirmar sua validade. A comunicação provador-verificador acontece fora da cadeia, minimizando consideravelmente o impacto das transações na blockchain do Bitcoin. Esse sistema de duas partes depende de um protocolo de contrato na blockchain do Bitcoin, no qual uma série de transações define a relação entre o provador e o verificador.

O provador se compromete com o programa bit a bit, desafiando o verificador a refutar quaisquer reivindicações falsas em seu programa. Após as auditorias necessárias e a confirmação de que o programa faz o que o provador afirma, o provador e o verificador assinam conjuntamente a transação. Se o provador age maliciosamente ou propõe algo incorretamente, o verificador pode desafiá-lo, e a transação não terá sucesso.

O provador e o verificador depositam antes de iniciar o protocolo de desafio-resposta. Isso garante que apenas alegações precisas e dados verificados sejam incluídos no registro imutável do Bitcoin. Se o provador age maliciosamente, eles perdem seu depósito. Da mesma forma, se o verificador estiver inativo ou verificar erroneamente, eles também podem perder seu depósito. Há um incentivo econômico para manter o sistema honesto e eficiente, pois qualquer parte que cometer fraude perderá seus depósitos para a outra parte.

Por que BitVM?

O proponente do BitVM, Robin Linus, disse que o objetivo principal do BitVM é ser usado como uma solução de escalonamento para o Bitcoin. Curiosamente, o poder do BitVM pode introduzir mais ambientes que permitam ainda mais funcionalidades. Aqui estão algumas das maneiras como o BitVM pode ser útil para o blockchain do Bitcoin:

1) Finanças Descentralizadas (DeFi): O BitVM pode permitir que os desenvolvedores construam várias aplicações descentralizadas (dApps) para DeFi. Essas aplicações podem estar centradas em casos de uso financeiro como plataformas de derivativos, protocolos de mercado de previsão e trocas descentralizadas.

2) Verificação de dados: O BitVM também pode ser usado para verificar dados, o que pode ser útil para jogadores em empresas de pesquisa e no campo de análise de dados.

3) Pagamentos automatizados: Para a automação de pagamentos de produtos e serviços, o BitVM pode ser útil. Essa tecnologia permite que freelancers, comerciantes e trabalhadores remotos sejam pagos por meio de soluções automatizadas de pagamento em Bitcoin.

4) Jogos: Imagine um mundo onde qualquer coisa poderia ser executada na blockchain do Bitcoin, incluindo jogos. Os desenvolvedores de jogos podem aproveitar o poder dos contratos inteligentes habilitados para BitVM para construir aplicativos descentralizados para jogos como pôquer e xadrez.

5) Interoperabilidade entre blockchains: Outra vantagem do BitVM é sua capacidade de conectar o Bitcoin a outras blockchains. Por exemplo, uma sidechain conectada à blockchain do Bitcoin poderia usar EVM. Isso implica que, através do BitVM, os usuários podem ter acesso a funcionalidades e produtos como se estivessem usando o próprio EVM.

Oportunidades e Limitações

A introdução do BitVM veio com oportunidades e limitações. Como o BitVM tem o potencial de capacitar desenvolvedores que trabalham na blockchain do Bitcoin, é necessário destacar as oportunidades e riscos envolvidos em seu uso.

Oportunidades

1) Nenhum "soft fork" necessário: Uma grande vantagem do BitVM é que ele permite uma computação de camada 2 no Bitcoin sem alterar as regras de consenso da rede ou desacelerar o blockchain. Cálculos complexos e comunicações de verificador de provador acontecerão off-chain antes de serem validados na rede principal. Isso preserva a singularidade do blockchain do Bitcoin enquanto tira carga excessiva da mainnet.

2) Pontes de sidechains para o Bitcoin: BitVM pode permitir interoperabilidade entre cadeias e potencialmente possibilitar pontes sem confiança com menos intermediários e menor centralização. Isso minimiza os riscos de censura, fraude e manipulação.

3) Taxas de gás reduzidas: As taxas médias de transação do Bitcoin às vezes aumentam exorbitantemente. BitVM pode reduzir isso garantindo que dados excessivos e cálculos correspondentes sejam mantidos fora da cadeia.

4) Segurança aprimorada: O protocolo inerente de desafio-resposta infalível atua como um mecanismo eficaz para manter os agentes mal-intencionados afastados. Como o BitVM se concentra em transações entre duas partes, a segurança é consolidada. Isso difere do EVM, que pode envolver várias partes, aumentando a probabilidade de ameaças à segurança.

Limitações

1) Demandas computacionais: Há uma demanda computacional significativa nos usuários do BitVM. Isso ocorre devido à necessidade de cálculos fora da cadeia e à complexidade inerente do código do BitVM.

2) Complexidade da estrutura de duas partes: Porque BitVM só tem disposições para transações de duas partes, isso pode limitar os tipos de protocolos que podem ser executados na máquina, já que algumas aplicações requerem interações de várias partes.

3) Uso limitado dos contratos inteligentes: Como o BitVM ainda está em sua fase inicial, existem limitações para a aplicação do mundo real de seus contratos inteligentes. Por exemplo, o BitVM pode não suportar oráculos atualmente, o que geralmente é necessário em casos de uso como previsões do tempo e dados de mercado de criptomoedas.

Reações da Comunidade ao BitVM

Mudanças no Bitcoin muitas vezes são recebidas com resistência, e BitVM não é exceção. Embora alguns entusiastas de blockchain compartilhem uma perspectiva positiva sobre a nova tecnologia, muitos deram motivos pelos quais a inovação pode ser controversa. Por exemplo, percebendo a grande diferença entre BitVM e outras blockchains de contratos inteligentes totalmente desenvolvidas como o Ethereum, um membro da comunidade do Bitcoin observou que não é uma “máquina virtual completa.”

Origem: @muneeb em X

Eric Wall, um entusiasta do Bitcoin, através de uma postagem no Twitter, afirmou que, embora o conceito do BitVM seja conceitualmente impressionante, na prática é falho. Segundo ele, o BitVM é tanto "surpreendente" quanto um "beco sem saída tecnológico." Adam Back, um contribuinte central do Bitcoin, também não foi positivo sobre o BitVM, implicando que a tecnologia está atrasada.

Origem: @ercwl em X

Um revisor do white paper, Super Testnet, chamou o BitVM de "provavelmente a descoberta mais emocionante na história do script do Bitcoin." A tecnologia adiciona novas possibilidades ao Bitcoin sem necessidade de forks ou alterações de consenso. Para consolidar ainda mais o caso de uso do BitVM, alguns players ativos no campo, como Dylan LeClair e Sam Parker, sugeriram que funcionaria bem com a Lightning Network para habilitar funcionalidades com mais dApps.

Conclusão

Embora o BitVM ainda esteja em seus estágios iniciais, ele se mantém forte como uma adição formidável às soluções de escalabilidade do Bitcoin. Com a crescente demanda por contratos inteligentes turing-completos no Bitcoin, o BitVM promete enfrentar os desafios de escalabilidade do Bitcoin. Embora a tecnologia enfrente limitações como altas demandas computacionais e casos de uso limitados, as oportunidades oferecidas pelo BitVM não podem ser ignoradas. Enquanto os desenvolvedores ainda trabalham para superar as limitações do BitVM, ele continua a se manter forte como uma solução com capacidade de escalar o Bitcoin e melhorar sua capacidade de suportar transações mais complexas.