Chỉ trong tuần này, @atomicalsxyz đã công bố bản trắng mới nhất về AVM (Application Virtual Machine), chắc hẳn mọi người vẫn nhớ được $ATOM năm ngoái và các ARC-20 như $quark khi giao thừa năm, nhưng bản trắng AVM lần này của giao thức Atomicals nói về gì và ảnh hưởng gì đến hệ sinh thái Bitcoin tiếp theo? Dưới đây chúng ta sẽ phân tích nội dung của giao thức và bản trắng.
I. Nền tảng
Cùng với sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin, như các công nghệ Segwit, Taproot, Schnorr, MAST và Taproot Scripts được cập nhật và ra mắt, đã kích thích ra đời các ứng dụng mới. Trên cơ sở này, đã xuất hiện nhiều cách phát hành token Bitcoin, cũng như thúc đẩy sự phát triển liên tục của hệ sinh thái Bitcoin.
Sinh ra của giao thức Ordinals có mối liên hệ mật thiết với khái niệm satoshi trên mạng Bitcoin. Giao thức này giới thiệu khái niệm Ordinals (Thứ tự) và Inscriptions (Lý lịch). Ordinals là việc gán một số hiệu duy nhất cho mỗi satoshi theo thứ tự khai thác của nó, không thay đổi dù satoshi được chuyển đổi giữa các ví khác nhau. Inscriptions là thực hiện bằng cách khắc thông tin lên satoshi. Kết hợp với SegWit và Taproot, giao thức Ordinals cho phép khắc một tệp nhỏ hơn 4 MB, tức là Lý lịch, lên blockchain Bitcoin cho mỗi satoshi. Theo sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin, người sáng lập Ordinals, Casey, đã đề xuất sử dụng Runes thay cho BRC-20. So với BRC-20, Runes đã giảm bớt lớp đồng thuận máy chủ, trở nên đơn giản hơn, đồng thời không phụ thuộc vào dữ liệu ngoài chuỗi, cũng không cần token gốc, rất phù hợp với mô hình UTXO gốc của Bitcoin.
Chúng tôi muốn giới thiệu về sự ra đời của giao thức Atomicals cũng là do sự may rủi, lúc ban đầu, người sáng lập Arthur muốn phát triển một dự án DID dựa trên giao thức Ordinals, nhưng trong quá trình phát triển phát hiện ra một số giới hạn. Sau đó vào tháng 5 năm 2023, ông đã đăng tải một bài đăng trên Twitter về ý tưởng của giao thức, và cuối cùng vào tháng 9 năm ngoái, giao thức đã được ra mắt công khai. Về khái niệm ARC-20 trong Atomicals, nó không thực sự là giao thức khắc chữ mà nhiều người hiểu, nó giống như một loại tiền mã màu, sử dụng đơn vị nhỏ nhất của Bitcoin, sat, làm “nguyên tử” cơ bản. Điểm đặc biệt của nó là mỗi đơn vị token được hỗ trợ bởi ít nhất một đơn vị聪, và hoạt động theo quy tắc tương tự như UTXO (Unspent Transaction Output) khi gửi và nhận Bitcoin.
Trong việc theo dõi các bản ghi giao dịch lịch sử và tính toán số dư tài sản ARC-20 hiện tại, người dùng chỉ cần kiểm tra UTXO của Bitcoin liên quan đến token ARC-20, không cần phải truy xuất dữ liệu bổ sung từ các mô-đun lưu trữ ngoài chuỗi. Điều này là sự khác biệt chính giữa ARC-20 và giao thức BRC-20, vì BRC-20 thường dựa vào các trình chỉ số và lưu trữ ngoài chuỗi. Giao thức ARC-20 đã giảm bớt chi phí máy chủ chỉ số đáng kể, nâng cao độ phi tập trung, và an toàn trong chuyển khoản dựa vào mạng lưới BTC, không tạo ra các giao dịch dư thừa, đồng thời duy trì tính nguyên tử giống như BTC, phù hợp cho việc phát triển nhiều ứng dụng gốc.
Giao thức Atomicals không chỉ muốn làm việc phát hành tài sản, mà còn làm thế nào để cung cấp cho tài sản nhiều cảnh sử dụng phong phú hơn, nhằm tăng cường tính lưu động và mở rộng tính năng.
Bitcoin ban đầu được thiết kế là một hệ thống tiền điện tử ngang hàng, có khả năng lưu trữ dữ liệu Script và các mã vận hành cơ bản OP Codes. Cho đến nay, tất cả các giao thức phủ lên Bitcoin đều dựa trên một trạng thái máy不变 hoặc định sẵn. Tất cả các giao thức phủ đều chia sẻ hai loại trạng thái máy: một loại dùng để truyền tín hiệu để tạo ra tài sản kỹ thuật số, và một loại khác dùng để quản lý chuyển nhượng tài sản kỹ thuật số này. Quy tắc của trạng thái máy về bản chất là không thể thay đổi và được mã cứng vào trong các trình chỉ số của các giao thức phủ tương ứng – các nhà phát triển ứng dụng không thể tùy chỉnh hành vi của tài sản kỹ thuật số.
Tuy nhiên, do hạn chế của mô hình UTXO và quy tắc chuyển đổi trạng thái được xác định trước, mô hình không có trạng thái này chỉ có thể xử lý quản lý hạn chế của tài sản duy nhất BTC. Để bổ sung tài sản như BRC20, ARC20, Runestones,… trên mạng Bitcoin, cần một mô hình “máy trạng thái” động phức tạp hơn để ghi nhận lưu trữ, giao dịch và thay đổi trạng thái của những tài sản này. Phương pháp một là sử dụng các giao thức bên ngoài và giải pháp Layer 2, ví dụ như Nervos Network, RGB, Lightning Network,… như chúng ta đã đề cập trong bài viết trước, là xây dựng mô hình “máy trạng thái” ở ngoài chuỗi; phương pháp khác là mở rộng tính năng của Script, bổ sung mã thao tác mới hoặc không gian lưu trữ, ví dụ như đề xuất BIP của Covenant và OP_CAT. Tuy nhiên vấn đề là cách đầu tiên khó đạt được sự đồng thuận trong thời gian ngắn, trong khi cách thứ hai lại có sự không chắc chắn.
Máy ảo AVM cung cấp một giải pháp nằm giữa hai phương pháp trên, xây dựng môi trường thực thi máy ảo trực tiếp trên mạng chính của Bitcoin, thực hiện tạo ra và chuyển nhượng tài sản phức tạp bằng cách xử lý đặc biệt, đồng thời cho phép nhà phát triển ứng dụng tự tùy chỉnh và xác định các quy tắc bất kỳ của tài sản số của họ. Hướng tưởng cơ bản là cho phép nhà phát triển đặt mã hợp đồng thông minh vào phần dữ liệu của giao dịch, để tất cả các bên liên quan đều có thể thực thi. Bằng cách lưu trữ mã trên blockchain, các bên liên quan khác nhau có thể đồng bộ hóa trạng thái dễ dàng bằng cách thực thi logic theo cùng một cách.
Ba, nguyên lý hoạt động
Chúng ta đều biết ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh cần có ít nhất các thuộc tính quan trọng sau: thời gian chạy có thể dự đoán, tính hoàn thiện của Turing và khả năng thực thi hiệu quả trên hệ thống tài nguyên hạn chế. Từ yêu cầu trên, Script Bitcoin rất phù hợp để sử dụng như tập hợp chỉ dẫn để xác định quy tắc tạo ra và chuyển nhượng tài sản số. Mã chương trình hợp đồng thông minh được lưu trữ trong giao dịch Bitcoin, phủ định protocol indexers thực thi những mã này để thực hiện các phương thức gọi và chuyển đổi trạng thái khác nhau. Tất cả các bên liên quan thực thi cùng một lôgic và đạt được cùng một chuyển đổi trạng thái, từ đó hình thành một sự đồng thuận tự phát.
Tạo và thực thi các hợp đồng thông minh bao gồm các loại tài sản kỹ thuật số thông qua mô phỏng máy ảo Bitcoin và trình thông dịch kịch bản của nó. Khối lượng Bitcoin được sử dụng như một nhà cung cấp dấu thời gian và dữ liệu, lưu trữ chương trình hợp đồng thông minh trên blockchain, nhưng thực thi các chương trình này được thực hiện bởi trình chỉ mục giao thức phủ định trong môi trường chạy hộp cát. Các nút trình chỉ mục giao thức phủ định được vận hành chung bởi các nhà phát triển ứng dụng, nhà cung cấp dịch vụ và người dùng, từ đó hình thành một sự đồng thuận mới mẻ:
1. Mô phỏng kịch bản Bitcoin: Bộ lệnh Bitcoin, đã đạt đến tính đầy đủ của Turing thông qua cách thực hiện PDA hai đống;
2. Môi trường chạy hộp cát: Máy ảo toàn bộ hoạt động trong một môi trường cô lập được kiểm soát, giúp cho quá trình thực thi trong hộp cát và bên ngoài hộp cát không ảnh hưởng vào nhau;
3. Băm trạng thái: Cho phép người tham gia xác thực trạng thái của trình chỉ mục của họ đã đồng bộ chính xác hay không, ngăn ngừa các cuộc tấn công tiềm năng do không đồng nhất trạng thái.
Nói một cách đơn giản, AVM tận dụng không gian lưu trữ hạn chế và khung xử lý mã OP của BTC hiện tại, bằng cách giới thiệu một cách mã hóa và giải mã đặc biệt trong mỗi giao dịch mạng chính BTC, tức là môi trường hộp cát, môi trường này là phiên bản giản lược của trình thông dịch kịch bản Bitcoin, có một số khác biệt nổi bật, ví dụ như chấp nhận trực tiếp kịch bản khóa thực thi (scriptPubKey) và kịch bản mở khóa (scriptSig), cũng như các loại dữ liệu khác như trạng thái token và ảnh bùngsnapshot bộ nhớ được bảo vệ, và môi trường này có thể hoàn thành một bộ đầy đủ về lưu trữ tài sản, ghi chép giao dịch, từ đó có thể thực hiện xử lý hợp đồng thông minh phức tạp cũng như đồng bộ và xác thực trạng thái.
IV. Tương lai phát triển
Trong tương lai, AVM có những khả năng phát triển nào? Nó cung cấp một môi trường thực thi cấp cao cho các hợp đồng thông minh và ứng dụng dApp, trang bị một bộ lệnh tùy chỉnh để tăng cường hiệu suất, đồng thời giảm chi phí Gas, tối ưu hóa chức năng chuyển đổi trạng thái để tăng khả năng xử lý song song, do đó cải thiện thông lượng và khả năng mở rộng. Đồng thời, AVM đã thực hiện khả năng tương tác và giao tiếp xuyên chuỗi. Nói một cách đơn giản, AVM cho phép giao thức Atomicals thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, không chỉ là cơ chế phát hành token đơn giản như trước. Chỉ sau khi đáp ứng các nhu cầu cơ bản như phát hành tài sản, quản lý tài sản, mới có thể thực sự phát triển hệ sinh thái Bitcoin, và sau đó mới có thể có các ứng dụng và kiến trúc hệ thống quy mô lớn hơn.
Dù AVM có nhiều hạn chế như chỉ có thể thao tác tài sản ARC20, cũng như khả năng sử dụng hợp đồng thông minh lớp một dưới tốc độ và phí của mạng chính vẫn chưa rõ ràng, ngoài ra, mặc dù ngôn ngữ Bitcoin Script được thiết kế cho môi trường tài nguyên hạn chế, nhưng hợp đồng thông minh phức tạp vẫn có thể tiêu tốn nhiều tài nguyên tính toán, và vẫn còn nghi ngờ về hiệu suất thực thi. Tuy nhiên, sự xuất hiện của nó vẫn rất kích thích, mong đợi sự đột phá mới trong công nghệ.