مقدمة

سيتريا هو أول rollup الذي يستخدم تقنية الصفر المعرفة لتعزيز وظائف مساحة كتلة بيتكوين. إنه الحل الوحيد لقابلية التوسع الذي يستفيد من بيتكوين كطبقة لتوفر البيانات والتسوية من خلال آلية الدعامة ذات الثقة المنخفضة المعتمدة على BitVM والتي تعمل في اتجاهين، وهي كليمنتين. سيتريا متوافق تمامًا مع EVM، مما يتيح لجميع مطوري EVM البناء على بيتكوين بسهولة.

خلفية التمويل

انتهت Citrea من جولتي تمويل هذا العام. تم إغلاق الجولة الأولية في 21 فبراير 2023، حيث تم جمع 2.7 مليون دولار، بقيادة Galaxy، مع مشاركة مستثمرين آخرين بما في ذلك Delphi Ventures وEric Wall وAnurag Arjun وBatuX وIgor Barinov وJames Parillo. اكتملت جولة السلسلة A في 31 أكتوبر 2024، حيث تم جمع 14 مليون دولار، بقيادة Founders Fund، مع مشاركة من Maven 11 وMirana Ventures وdao5 وAxiom وآخرين.

فريق التأسيس

يتكون الفريق الأساسي لسيتريا من أوركون ماهر كيليج وإساد يوسف أتيك ومراد كارادمير، والذين يمتلكون خبرة واسعة في تكنولوجيا البلوكشين وهم أعضاء رئيسيين في شركة تشينواي لابس التي طورت سيتريا.

تحديات تواجه بيتكوين

طلب كبير على مساحة كتلة البيتكوين

نظرًا لأمان بيتكوين، ولامركزية، ومقاومته للرقابة، يسعى المستخدمون إلى تلبية جميع احتياجاتهم على السلسلة البيتكوينية من خلال بيتكوين. على مدى الأشهر القليلة الماضية، نما الاهتمام بنظام بيتكوين بصورة هائلة، مما انعكس في ارتفاع رسوم التحويل. المستخدمون متحمسون لدفع مقابل الحصول على مساحة على السلسلة البيتكوينية سواء للمدفوعات أو عمليات النقش.

ضمان المشاركة المستدامة في شبكة بيتكوين أمر حاسم لصحة وأمان الميزانية على المدى الطويل. ومع ذلك ، هناك تنازل: الرسوم العالية وقيود حجم الكتلة الضرورية تستبعد بالضرورة بعض المعاملات. يجب أن تتوسع بيتكوين لاستيعاب المزيد من المعاملات المعقدة دون المساس بمبادئها الأساسية. هذا الاهتمام المتزايد يسلط الضوء على مشكلة كبيرة في الاقتراحات الحالية للقابلية التوسعية: فشلها في تلبية الطلب المتزايد على مساحة كتل بيتكوين.

القيود الموجودة في مقترحات التوسع الحالية

الطبقة 2 لبيتكوين

لقد واجه البيتكوين صعوبة طويلة في معالجة المزيد من المعاملات ودعم تطبيقات إضافية دون المساس بأمانه أو مبادئه الأساسية. لقد تبين أن هذا التحدي المتعدد الجوانب صعب حقًا حله بشكل كامل. بعض الحلول، مثل شبكة البرق، تهدف إلى تحسين كفاءة دفع البيتكوين، بينما تركز البعض الآخر على توسيع وظائف بتكوين، مثل الجانبية.

في الواقع الحالي، يتم توجيه الطلب الكامن على سلسلة كتل بيتكوين إلى بروتوكولات توافق منفصلة، وتسمى السلاسل الجانبية. يخلق هذا النهج تناقضًا - يضحي بأمان بيتكوين ويتخاطب مع آليات التحفيز من أجل رسوم أقل واستخدامات BTC أوسع. ونتيجة لذلك، يواجه بيتكوين، الذي يتم تسييره بواسطة حلول التوسع القائمة على السلاسل الجانبية، تحديات لا تسهم بشكل معنوي في صحتها وآليات التحفيز على المدى الطويل. هذه الحلول لا تعزز أمان بيتكوين أو توسع سلسلتها بشكل كافي، مما يحول الطلب على السلاسل الجانبية إلى انحراف عن الطلب الحقيقي على بيتكوين.

طبقة التنفيذ التي تحل محل السلاسل الجانبية

الجانبية التقليدية مقابل Citrea

Citrea هي الطبقة التنفيذية الوحيدة المنفذة على بيتكوين، وهي الأولى التي تقدم التحقق من البرهان الخالي من المعرفة الصفرية، وأول تحقق من L2 للأغراض العامة ضمن بيتكوين. على عكس السلاسل الجانبية المتماثلة، تقوم Citrea بإنشاء بيئة نظامية لبيتكوين من خلال شرائح التنفيذ الخاصة بها، مما يحافظ على التسوية وتوافر البيانات على السلسلة وضمن شبكة بيتكوين.

الميزات الرئيسية

سيتريا هي الطبقة التنفيذية الوحيدة على بيتكوين التي تُسوّي المعاملات مباشرة على بيتكوين. كل معاملة تحدث على سيتريا محمية بالكامل بواسطة الأدلة ذات الصفر المعرفة وتم التحقق منها بواسطة بيتكوين. بيئة تنفيذ سيتريا مستقلة عن بيتكوين ويمكن الوصول إليها من جميع المشاركين في شبكة بيتكوين. لذلك، يضمن سيتريا أنه يفي بنفس توفر البيانات، ومقاومة الرقابة، وضمانات مقاومة إعادة التنظيم كما في بيتكوين.

بيتكوين كأساس للتطبيقات:

مهمة سيتريا هي بناء طبقة سيولة قابلة للبرمجة على أكثر سلسلة كتل آمنة ولامركزية - بيتكوين. نحن نعتقد أن مساحة كتلة بيتكوين يجب استخدامها بكفاءة للتعامل مع أنشطة مالية مختلفة مثل عمليات شراء BTC غير الموثوقة، والرهن على BTC، أو إقراض BTC. في حين أن معظم البنى التحتية الحالية التي تحاول توفير هذه الوظائف موثوقة وغير كفء، فإن سيتريا هي المنصة الأكثر كفاءة وأمانًا لبناء التطبيقات على بيتكوين.

تسوية البيتكوين والوتد ثنائي الاتجاه المصغر للثقة:

تطبق Citrea أول آلية ربط ثنائية الاتجاه لتقليل الثقة من خلال Clementine ، محمية بواسطة أدلة ZK و BitVM. طالما أن مدققا واحدا في إعداد BitVM صادقا ، يظل Clementine آمنا. وهذا يمثل تحسنا كبيرا مقارنة بالحلول القائمة (مثل الاتحادات المفتوحة والمغلقة). يقلل تصميم Clementine ، جنبا إلى جنب مع عميل Citrea الخفيف غير الموثوق به ، من متطلبات الثقة للربط ثنائي الاتجاه دون الحاجة إلى شوكة ناعمة. تشمل المكونات الرئيسية ل Clementine: إثباتات العميل الخفيفة (لكل من Bitcoin و Citrea) ومدققي ZKP في BitVM. العملية الأساسية هي كما يلي:

• في-بيج وخارج-بيج
  كليمنتين، بناءً على BitVM، يسمح فقط بالمخرجات غير المتغيرة الحجم لنقل الداخل والخارج. لأسباب بساطة، دعنا نفترض أنه بالضبط 1 بيتكوين.

• In-Peg

منطق الإخراج المرتبط

لبدء التثبيت، يقوم المستخدم بقفل 1 بتكوين في UTXO يمكن الوصول إليه فقط من قبل الأطراف التالية: N+1 توقيع متعدد في N+1 (N-1 موثق، مشغل الجسر، والمستخدم) أو سيتلقى المستخدم الأموال بعد 200 كتلة. بعد قفل UTXO، يرسل المستخدم توقيع المعاملة إلى الموثقين.

بمجرد إكمال المعاملة على بيتكوين، يتم تحويل الأموال إلى توقيع متعدد N-of-N جديد. يمكن للمستخدم ضرب عملتهم المرتبطة بيتكوين عن طريق عرض دليل SPV إلى العقد الذكي على Citrea. تتضمن المعاملة عنوان EVM يستخدم لتحديد المستخدم على Citrea.

• منطق خروج الرمز
  لبدء عملية السحب، يجب على المستخدم تحويل 1 بيتكوين إلى عقد ذكي على Citrea وتقديم عنوان بيتكوين. يتم تسجيل هذا العنوان كورقة جديدة في 'شجرة السحب Merkle'، ثم يتم تدمير 1 بيتكوين على Citrea. للبساطة، يمكننا أن نفترض أن كل عنوان بيتكوين فريد، ولكن هذا لا يعيق. لذلك، سيؤدي أي تحويل لـ 1 بيتكوين إلى عنوان بيتكوين معين على شبكة بيتكوين إلى سحب صالح.

• مصدر توكسو الموصل

مبدأ UTXO

يضمن كليمنتين أنه إذا حاول مشغل الجسر المطالبة بمزيد من البتكوين مما يغطيه المبلغ المسحوب، فإنه سيفقد نهائياً الوصول إلى أموال الجسر.

يستخدم مشغل الموصل المصدر UTXO للمطالبة من كليمنتين. للوصول إلى مصدر الموصل UTXO، يستخدم المشغل شجرة الموصل UTXO، وهي شجرة UTXO يستخدمها المشغل لإثبات كمية BTC التي يمكنه المطالبة بها للسحب المغطى.

• مخطط ربط ثنائي الاتجاه

تحديد الجدول الزمني

الجدول الزمني

• العميل الخفيف الموعد النهائي: يتحقق التزام BitVM من ارتفاع الكتلة لعمليات السحب.
• فترة التقديم: الوقت المخصص للمشغل لتلبية السحب المتبقية وتسجيل الصورة الأولية.
• افتراض K-deep: يضمن استكمال الكتلة البتكوين الأخيرة. نظرًا لأن القائمين على التحقق يمكنهم التحدي باستخدام برهان العمل الأخير للكتلة ، يجب ألا يكون بإمكان المشغل استخدام تجزئات خاصة مختلفة للكتلة.
• فترة استجابة تحدي BitVM: هي الفترة التي يتحدى فيها المحققون المشغل ويشاركون في لعبة تحقق تفاعلية (إذا لزم الأمر). في نهاية هذه الفترة ، يوجد نتيجتان محتملتان:
  مصدر UTXO للموصل متاح للمشغل لاستخدامه، مما يتيح لهم المطالبة بالمبلغ BTC المغطى خلال السحب.
  b. يتم حرق مصدر UTXO الموصل مع استجابة BitVM UTXO ، مما يلغي وصول المشغل إلى أموال الجسر.

يحدث قطع عميل الضوء كل 6 أشهر ويستمر بشكل لا نهائي على نفس الفاصل الزمني.

المنطق

في كليمنتين، بمجرد استكمال البرهان، بما في ذلك السحب، على بيتكوين، يتحمل المشغل تكاليف كل سحب. بعد كل فترة، يلتزم المشغل بكمية أموال الجسر المطالب بها من كليمنتين عن طريق كشف log2(n) من الصور المسبقة على بيتكوين. تساوي هذه الكمية إجمالي المبالغ المسحوبة التي يغطيها الواجهة الأمامية منذ آخر نقطة تفتيش.

المعادلة EVM

تقدم Citrea القابلية للبرمجة لبيتكوين من خلال آلة العقد الافتراضية لإثريوم (EVM). إن آلة العقد الافتراضية لـ Citrea هي إثبات خلو من المعرفة ومخصصة لبيتكوين و BitVM. تسمح هذه البيئة التنفيذية للمستخدمين بنشر عقود ذكية معقدة تتجاوز قدرات برنامج بيتكوين النصي. تقوم Citrea بتوسيع بيتكوين عن طريق تجميع آلاف المعاملات وإنشاء إثباتات صحة مدمجة. تكتب إثباتات Citrea على بيتكوين ويمكن التحقق منها بشكل متفائل على بيتكوين من خلال BitVM. يضمن هذا النموذج توفر البيانات على السلسلة وإمكانية التحقق منها.

• إيداع المستخدم

إيداعات المستخدم

عندما يرسل المستخدم BTC إلى مشغل الجسر ، يبدأ عملية التثبيت. ثم يقوم المحققون (المشاركون المخولون بتحدي مشغل الجسر) بتوقيع عملية المستخدم. يتم تقديم هذا التوقيع إلى مشغل الجسر ، مما يشير إلى أن المحققين يوافقون على إيداع BTC. بمجرد اكتمال هذه الخطوة التحقق ، يمكن للمستخدم صك مبلغ cBTC (CitreaBTC) عن طريق إرسال SPV (التحقق المبسط للدفع) للمعاملة إلى العقد الذكي على Citrea ، مقابل BTC المرسل إلى عنوان الإيداع الذي يتحكم فيه BitVM.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمستخدم الدخول إلى Citrea من خلال صفقة ذرية عبر بيتكوين أو شبكة البرق، وهو أسهل وأرخص من استخدام إيداع الدمية ذو الاتجاهين.

• عملية الصفقة

معاملات المستخدم

يتيح بيئة Citrea EVM تطبيقات مثل DeFi والتحويلات الخاصة أو تبادل BTC لـ BTC. بغض النظر عن تطبيق المستخدم ، يبدأ العملية التقنية بإرسال المستخدم للمعاملة إلى العقدة الكاملة. بمجرد استلام المعاملة ، ترسل العقدة الكاملة إلى المسلسل للتأكيد الناعم. يمكن لأي شخص يستخدم تاريخ المعاملات أو بيانات الاستعلام الخاصة بـ Citrea إعداد عقدة كاملة لـ Citrea.

المتسلسل هو عقد كامل يؤكد الصفقات ويبني الكتل. ثم ينشر هذه التأكيدات الناعمة (الكتل الناعمة) إلى كل عقد كامل متاح. الغرض من التأكيدات الناعمة هو توفير تجربة معاملة سريعة للمستخدمين. يتضمن الخطوة التالية عقدًا كاملاً خاصًا للتجميع الصفري للمعرفة ، يُسمى البرهان ، الذي يلعب دورًا رئيسيًا في استحواذ أمان معاملة المستخدم في بيتكوين.

مثل جميع العقد الكاملة، يتلقى الدليل تأكيد متسلسل ناعم ويخزن البيانات. النقطة المميزة الرئيسية للدليل هي أنه ينشئ دفعات عن طريق تجميع المعاملات التي تم تأكيدها بشكل ناعم من قبل المتسلسل. ثم يولد دليل برهان على هذه الدفعة، والتي يمكن لأي شخص التحقق من صحتها.

يقوم البروفر بتوليد البرهان وإنشاء مجموعة بيانات تسمى فرق الحالة ، وهي فرق فتحة التخزين بين الحالة الأولية والحالة الأخيرة. إن إنشاء فرق الحالة هو السبب في كفاءة Citrea في استخدام مساحة كتلة Bitcoin. نظرًا لأن مساحة كتلة Bitcoin محدودة ومكلفة ، تسجل Citrea فرق الحالة بدلاً من بيانات المعاملة الكاملة لتقليل استخدام مساحة الكتلة وتكاليف البيانات.

• سحب المستخدمين

سحب المستخدمين

لسحب من الربط ، يمكن للمستخدم تقديم عملية سحب إلى عقد Citrea الكامل أو تسجيلها كعملية إجبارية على Bitcoin. في كلتا الحالتين ، سيقوم مشغل الجسر بتغطية الربط المسحوب للمستخدم وطلب السحب المغطى مسبقًا من BitVM.

يستخدم جسر Citrea BitVM للتسوية على Bitcoin. BitVM هو نموذج حسابي يتيح عقود تورينج الكاملة على Bitcoin. طالما لم يتحداه أحد ، يعتبر الحساب على BitVM صحيحا ، مما يجعل BitVM متفائلا. تستخدم Citrea BitVM للتحقق من براهين المعرفة الصفرية المدرجة على Bitcoin. من بين مدققي N ، يكفي مدقق صادق واحد لحماية آلية الربط ثنائية الاتجاه ، مما يمكن Citrea من تحقيق تقليل الثقة. \

بدلاً من ذلك، يمكن للمستخدم الخروج من خلال تبادل ذري عبر بيتكوين أو شبكة البرق، والتي تكون أسهل وأرخص من استخدام رابطة الاتجاهين.

اتجاهات التطوير المستقبلية

نهج الجهاز الظاهري المتعدد

تم تصميم Citrea ليكون متوافقًا وقابلًا للتشغيل عبر العديد من الآلات الافتراضية. يعمل على STARK zkVM ذي الغرض العام، وهذا يعني أنه يمكن تنفيذ أي آلة افتراضية وتوليد الأدلة التنفيذية. في البداية، قامت Citrea بتنفيذ EVM، ولكن بفضل تصميمها المتوافق مع المستقبل، يمكنها دعم آلات افتراضية أخرى مثل WASM أو SVM.

نموذج الإرادة

الارادة هي نوع خاص من حلول توافر البيانات التي تجمع بين البيانات خارج السلسلة والبيانات داخل السلسلة. ببساطة، تسمح الارادات للمستخدمين أو التطبيقات بتحديد مكان تخزين البيانات لكل عملية. يتيح هذا النموذج للتطبيقات ذات المواقع المختلفة للبيانات التعاون في سلسلة كتل واحدة. على سبيل المثال، يمكن للمستخدمين اختيار توافر البيانات خارج السلسلة لتوفير التكاليف ولكن بأمان مخفض أو توافر بيانات البيتكوين لتكاليف طبيعية وأمان كامل. بغض النظر عن توافر البيانات المختار، ستستمر كل عملية في التحقق منها من خلال البراهين ZK.

شبكة المتسلسل اللامركزية

يستكشف المساهمون في Citrea حلولا لدعم الإجماع بين أجهزة التسلسل المتعددة دون التأثير على زمن الوصول والنهاية. يمكن أن يتضمن أحد الأساليب تنفيذ طبقة تشبه PoS ، ولكن فقط لتسلسل الكتل. بالنسبة للمستخدمين ، سيكون مصدر الحقيقة دائما هو براهين المعرفة الصفرية في Bitcoin. ستقلل طبقة التسلسل اللامركزية من الثقة قصيرة المدى في أجهزة التسلسل لحماية التسلسل حيث سيتم الانتهاء من التسلسل في فترة زمنية واحدة على طبقة التسلسل. يتم حاليا اختبار العديد من آليات الإجماع ، مثل CometBFT و Hotstuff و MonadBFT.

صفقات ذراعية بدون ثقة

حاليًا، يجري البحث في تمكين صفقات التبادل الذري بدون ثقة بين Citrea و Bitcoin. ستسمح هذه الصفقات للمستخدمين بالدخول والخروج من Citrea من دون استخدام آلية الدبوس.

دمج شبكة البرق

يتم إجراء أبحاث حول التبادلات الذرية الخالية من الثقة بين Citrea وشبكة البرق. سيتيح ذلك لمستخدمي Citrea دفع فواتير البرق مباشرة من شبكة Citrea أو نقاط الدخول والخروج الخاصة بها دون الاعتماد على طبقة البيتكوين الأساسية.

تسوية غير موثوقة

لتحقيق تسوية بيتكوين غير قابلة للثقة بالكامل، يُحتاج إلى أوبكود للتحقق من دلائل ZK وأوبكود للعقد. في البنية الحالية، يوفر BitVM تسوية مُقللة من الثقة - تحسن كبير عن الحلول الجانبية غير الآمنة.

استنتاج

يكمن جوهر بروتوكول Citrea في موقعه الفريد لتدفق البيانات الديناميكي ، مما يوفر حلا فعالا وغير موثوق به لمشاركة البيانات وإدارتها في الوقت الفعلي. سيناريوهات التطبيق الواسعة والهندسة التقنية المبتكرة تجعلها لاعبا مهما في مجال blockchain. ومع ذلك ، فإنه لا يزال يواجه تحديات فيما يتعلق بالتكنولوجيا واعتماد المستخدم لتحقيق تطبيقات أوسع.