一文了解Citrea：比特币的首个ZK Rollup

深潮TechFlow ｜2024-02-08 17:00

Citrea 的使命是推动比特币进入下一个阶段，成为世界金融基础设施的基础，开发者可以在比特币上构建一切。

编译：深潮 TechFlow

今天，我们介绍 Citrea，这是第一个通过零知识技术增强比特币区块空间能力的 rollup。

比特币的可扩展性长期以来一直依赖于将安全性和需求转移到链下、和比特币之外的解决方案。Citrea 旨在通过零知识证明在整个比特币上进行扩展，确保比特币网络内的链上可验证性和数据可用性。这种方法使得 Citrea 成为第一个在不损害比特币安全性和改变其共识规则的情况下，支持更复杂应用的扩展解决方案。

创建新区块空间的问题

比特币拥有最安全、去中心化和抗审查的区块空间。那些创建新区块空间的扩展提案无法继承比特币的任何这些属性。这些提案或实现只是提供了替代区块空间；它们并没有扩展比特币区块链。构建具有替代区块空间的侧链会长期与比特币竞争，并通过不安全的桥接和网络构造使用户的资金面临风险。

比特币区块空间需求旺盛

由于其安全性、去中心化和抗审查性，人们对比特币的所有链上需求都非常迫切。在过去几个月中，我们观察到对比特币区块空间的兴趣呈指数级增长，这反映在费率上。无论是支付还是铭文交易，人们都希望加入到区块空间中，并愿意为此付费。确保可持续参与比特币网络对其长期健康和安全预算至关重要，但存在一个权衡：由于高昂的费用和必要的区块大小限制，一些交易不可避免地会被排除在外。至关重要的是，比特币必须在不改变其核心原则的情况下进行扩展以包含更多复杂的交易。

这种日益增长的兴趣凸显了现有可扩展性提案的一个重大问题：它们未能满足对比特币区块空间不断增长的包容性需求。

现有的可扩展性提案并未扩展比特币

比特币长期以来一直面临着在不损害其安全性或核心原则的情况下处理更多交易并支持更广泛应用的挑战。事实证明，这个多方面的问题很难全面解决。一些项目尝试针对扩展比特币的支付吞吐量，例如 Lightning 网络，而其他则尝试专注于扩展 BTC 资产的功能性，如侧链。第一个扩容提案未能为比特币带来可编程性，并且后者错过了一个关键点：积极有效地利用比特币区块链本身。

在当前的格局中，对比特币区块链的内在需求被重新定向到单独的共识协议，到侧链。这种方法带来了一个权衡——以牺牲比特币的安全性和与其激励不一致为代价，以换取更低的费用和更多的 BTC 用例。因此，以侧链为主的比特币面临着扩展解决方案的困扰，这些解决方案无法以任何有意义的方式服务于其长期健康和激励。这些解决方案虽然出发点良好，但不在比特币区块链上运行，不对比特币安全做出贡献，最终也无法根据需要扩展比特币区块链。

再次强调，转移到侧链的比特币需求不再是对比特币的需求。

扩展比特币区块空间

真正扩展比特币需要在比特币和扩展解决方案之间建立共生关系。扩展解决方案必须积极且高效地利用比特币区块空间来扩展需求，并增加其表达能力和吞吐量，而不改变其协议。扩展比特币区块空间是以比特币安全进行交易的唯一方式。任何其他替代方案都不能完全继承比特币的安全性。

扩展比特币区块的最安全、最符合激励的方法是通过链上可验证性和数据对执行进行分片。实现比特币轻松验证的唯一方法是利用零知识或欺诈证明。由于欺诈证明需要在比特币上写入大量数据，ZK 证明是在区块大小限制内在比特币内验证执行有效性的最高效方式。

ZK Rollup 创建一个执行分片，并在该分片上批量处理多个交易，同时使用简洁的数学证明以及最少的基本数据在链上验证它们以重构状态。这种方法使 ZK Rollup 能够以最高效的方式可验证地利用底层区块空间，以其完整的安全性扩展 L1。

进入 Citrea：比特币安全的扩展

Citrea 是比特币上的第一个 rollup，它能够在不离开比特币的情况下实现更强的表现力并提高比特币区块空间的效用。Citrea 将比特币的需求保留在其网络内，并确保比特币网络充当 Citrea 交易的数据可用性和结算层。Citrea 不需要对比特币共识进行任何更改。

Citrea 代表了比特币的一个重要里程碑：它是比特币上唯一以比特币为基础的执行层，是第一个 ZK 证明验证，也是比特币内第一个通用 L2 验证。Citrea 的使命是推动比特币进入下一个阶段，成为世界金融基础设施的基础，开发者可以在比特币上构建一切。

Citrea 批处理成千上万的交易，在 zkVM 中处理它们，并产生一个简洁的有效性证明，断言执行和输出数据的正确性。在比特币历史上，Citrea 的有效性证明首次在比特币区块链中进行刻录和本地验证。Citrea 在 BitVM 中内置了 Bitcoin L1 上的原生 ZK 证明验证器智能合约。与单体侧链不同，Citrea 通过其执行分片为比特币创建了一个模块化世界，使结算和数据可用性保持在链上、比特币上。

一文了解Citrea：比特币的首个ZK Rollup

比特币的模块化

Citrea 通过数据可用性为矿工创造稳定的费用收入，通过有效性证明以可信赖的方式将 BTC 扩展到比特币之外，并允许开发人员在其等同于 EVM 的执行碎片上构建任何东西。

扩展比特币安全性

Citrea 是比特币上唯一真正以比特币结算的执行层。在 Citrea 上发生的每一笔交易都通过零知识证明得到全面保障，并由比特币验证。Citrea 的执行环境相对于比特币是无需信任的，并对比特币网络的所有参与者开放。

因此，Citrea 确保其满足与比特币等价的数据可用性、抗审查性和抗重组保证。

比特币作为应用程序基石：Citrea 的使命是在最安全和去中心化的区块链比特币之上构建一个可编程的流动性层。我们相信，比特币区块空间必须被用来高效地解决各种金融活动，例如无需信任地购买 BTC、利用 BTC 或借贷 BTC。大多数试图提供这些功能的现有元协议都是可信和低效的。Citrea 是在比特币上构建应用的最高效和最安全的平台。
比特币结算和最小信任双向挂钩：在比特币历史上，通用 L2 首次在比特币上进行结算，从而实现了有史以来第一个通用信任最小化双向挂钩。在 Citrea 之前，第二层解决方案依赖于多重签名的诚实多数假设，例如开放或封闭的联盟。有了 Citrea，只要一个网络参与者是诚实的，就可以使用 BitVM 范式在比特币中验证有效性证明。BitVM 基于欺诈证明，意味着 Citrea 的 ZK 证明正在比特币网络上乐观地进行验证。将来，一个 ZK 证明验证器操作码将启用一个完全无需信任的双向锚定机制。
EVM 等效性：使用完全 EVM 等效的 Citrea 构建使所有 EVM 开发者都能轻松地在比特币上构建。Citrea 发布了一个完全等同于 EVM 的 Type 2 zkEVM，使用 RISC Zero 构建。Citrea 设计上不局限于单一 VM，并且得益于其模块化架构，未来可以采用新的 VM，如 WASM VM。