AVM 설명: 아날로그 기반 가상 머신의 비트코인 스마트 컨트랙트

저자: 비트코인스퀘어

이번 주에 @atomicalsxyz는 최신의 AVM 가상 머신 백서를 발표했는데요, 작년 한 해를 강타했던 $ATOM과 $quark 및 기타 ARC-20 토큰, 그리고 아토믹스의 이번 AVM 백서가 비트코인 생태계에 어떤 영향을 미칠지 아래에서 프로토콜과 백서의 내용을 구체적으로 분석해 보겠습니다.

I. 배경

비트코인 생태계가 발전함에 따라 세그윗, 탭루트, 슈노르, MAST, 그리고 탭루트 스크립트 및 기타 기술 업데이트가 도입되어 새로운 애플리케이션이 탄생했습니다. 이를 기반으로 다양한 비트코인 토큰 발행 방식이 탄생하여 비트코인 생태계의 지속적인 발전에 기여하고 있습니다.

오디널스 프로토콜의 탄생은 비트코인 네트워크의 사토시 개념과 밀접한 관련이 있습니다. 이 프로토콜은 오디널과 인스크립션의 개념을 도입합니다. 오디널은 채굴된 순서대로 각 사토시에 할당된 고유 번호로, 사토시가 지갑에서 지갑으로 전송되는 방식에 관계없이 서수 식별자는 동일하게 유지됩니다. 비문은 사토시에 메시지를 태우는 방식으로 이루어집니다. 세그윗 및 탭루트와 결합된 오디널스 프로토콜은 비트코인 블록체인에서 각 사토시당 4MB 미만의 파일, 즉 인스크립션을 소각할 수 있게 해줍니다. 비트코인 생태계가 발전함에 따라, 오디널스의 창립자인 케이시는 BRC-20의 대안으로 룬을 사용할 것을 제안했습니다. BRC-20에 비해 룬은 서버 합의 계층을 줄이고 더 단순하며, 오프체인 데이터에 의존하거나 네이티브 토큰을 필요로 하지 않아 비트코인의 네이티브 UTXO 모델에 완벽하게 적합합니다.

그리고 지금 소개할 아토믹 프로토콜의 탄생도 우연의 일치입니다. 처음에 창립자인 아서는 오디널스 프로토콜이 처음 출시되었을 때 이를 기반으로 DID 프로젝트를 개발하고자 했으나 그 과정에서 몇 가지 한계를 발견했고, 2023년 5월 2023년 5월, 그는 트위터를 통해 프로토콜의 아이디어를 공개했고, 작년 9월에 프로토콜이 출시되었습니다. 아토믹스의 ARC-20 개념은 많은 사람이 이해하는 인스크립션 프로토콜이 아니라 비트코인의 최소 단위인 사토시를 기본 '원자'로 사용하는 컬러링 코인에 가깝고, 각 토큰 단위가 최소 하나의 사토시로 뒷받침되며 토큰을 주고받을 때 미사용 거래 출력(UTXO) 아키텍처를 사용한다는 점이 독특합니다. 각 토큰 단위는 적어도 하나의 사토시 단위로 뒷받침되며, UTXO 아키텍처를 사용하여 비트코인을 보내고 받는 것과 동일한 규칙에 따라 작동한다는 점에서 독특합니다.

거래 내역을 추적하고 현재 ARC-20 자산 잔액을 계산할 때는 ARC-20 토큰과 연결된 비트코인 UTXO만 확인하면 되며, 오프체인 스토리지 모듈에서 추가 데이터를 검색할 필요가 없습니다. 이는 일반적으로 오프체인 인덱서 및 오프체인 스토리지 레이어에 의존하는 BRC-20 프로토콜과 ARC-20 프로토콜의 주요 차이점이며, ARC-20 프로토콜은 인덱싱 서버 비용을 크게 줄이고 탈중앙화를 강화하며 전송 보안을 위해 BTC 네트워크에 의존하여 BTC와 동일한 원자성을 유지하면서 중복 거래를 생성하지 않아 광범위한 기본 애플리케이션 개발에 적합합니다. 아토믹 프로토콜은 단순히 자산을 발행하는 것뿐만 아니라 자산의 유동성을 높이고 기능을 확장하기 위해 자산에 더 풍부한 사용 시나리오를 제공하는 방법에 관한 것입니다.

두 번째: AVM이란

비트코인은 원래 P2P 전자 현금 시스템으로 설계되었으며, 일부 스크립트 데이터 저장 기능 및 기본 연산 코드 연산 코드, 현재까지 비트코인의 모든 오버레이 프로토콜은 고정 또는 사전 정의된 상태 머신을 기반으로 합니다. 모든 오버레이 프로토콜은 기본적으로 두 개의 스테이트 머신을 공유하는데, 하나는 디지털 자산을 생성하기 위한 시그널링용이고 다른 하나는 디지털 자산의 전송을 관리하기 위한 것입니다. 스테이트 머신 규칙은 기본적으로 변경 불가능하며 각 오버레이 프로토콜 인덱서에 하드코딩되어 있으므로 애플리케이션 개발자는 디지털 자산의 동작을 사용자 정의할 수 없습니다.

그러나 UTXO 모델과 사전 정의된 상태 전환 규칙의 한계로 인해 이 상태 비저장 모델은 BTC에서 단일 자산의 제한된 관리만 처리할 수 있습니다. BRC20, ARC20, 룬 등과 같은 새로운 자산을 비트코인 네트워크에 추가하려면 이러한 자산의 저장, 거래, 상태 변화를 기록하기 위해 보다 복잡한 동적 '스테이트 머신' 모델이 필요합니다. 한 가지 접근 방식은 이전 글에서 언급한 Nervos 네트워크, RGB, 라이트닝 네트워크 등과 같은 외부 프로토콜과 레이어 2 솔루션을 사용해 오프체인에서 "스테이트 머신" 모델을 구축하는 것이고, 다른 접근 방식은 스크립트 기능을 직접 확장하여 커버넌트나 룬과 같은 새로운 연산 코드나 저장 공간을 추가하는 것입니다. 또 다른 접근 방식은 코버넌트, OP_CAT 등 새로운 옵코드나 메모리를 추가하여 스크립트 스크립트 기능을 직접 확장하는 것입니다(기타 BIP 제안). 문제는 첫 번째 접근 방식은 단기간에 합의에 도달하기 어렵고 두 번째 접근 방식은 불확실하다는 것입니다.

반면 AVM 가상 머신은 메인 비트코인 네트워크에 직접 가상 머신 실행 환경을 구축하여 특수 처리를 통해 복잡한 자산을 생성하고 전송할 수 있으며 애플리케이션 개발자가 디지털 자산을 완전히 사용자 지정하고 임의의 규칙을 정의할 수 있는 중간적인 솔루션을 제공합니다. 기본 아이디어는 개발자가 트랜잭션의 데이터 세그먼트에 스마트 콘트랙트 코드를 배치하여 관련된 모든 당사자가 실행할 수 있도록 하는 것입니다. 코드를 블록체인에 저장하면 서로 다른 이해 당사자가 동일한 방식으로 로직을 실행하여 상태를 쉽게 동기화할 수 있습니다.

셋째: 작동 방식

스마트 컨트랙트 프로그래밍 언어가 최소한 예측 가능한 런타임, 튜링 완전성, 리소스 제약 시스템에서의 효율적인 실행과 같은 핵심 속성을 갖춰야 한다는 것은 누구나 알고 있는 사실입니다. 리소스 제약 시스템. 위의 요구 사항 측면에서 비트코인 스크립트는 디지털 자산의 생성 및 전송에 대한 규칙을 정의하는 일련의 지침으로 매우 적합합니다. 스마트 콘트랙트 프로그램 코드는 비트코인 트랜잭션에 저장되며, 오버레이 프로토콜 인덱서는 이 코드를 실행하여 다양한 메서드 호출과 상태 전환을 수행합니다. 관련된 모든 당사자는 동일한 로직을 실행하고 동일한 상태 전환에 도달하여 자발적인 합의를 도출합니다.

디지털 자산을 오버레이하는 다양한 스마트 컨트랙트는 비트코인 가상 머신과 스크립트 인터프리터를 에뮬레이션하여 생성 및 실행됩니다. 비트코인 블록체인은 타임스탬프 및 데이터 제공자 역할을 하며 스마트 콘트랙트 프로그램을 체인에 저장하지만, 이러한 프로그램의 실행은 샌드박스 런타임의 오버레이 프로토콜 인덱서에 의해 수행됩니다. 오버레이 프로토콜 인덱서 노드는 애플리케이션 개발자, 서비스 제공자, 사용자에 의해 운영되며, 그 결과 새로운 합의가 이루어집니다.

1. 비트코인 스크립팅 에뮬레이션: 이중 스택 PDA를 통해 튜링 완전성 속성을 구현하는 비트코인 명령어 세트.

2. 샌드박스화된 런타임 환경: 전체 시뮬레이터가 통제되고 격리된 환경에 있어 샌드박스 안과 밖의 실행이 서로 간섭하지 않습니다.

3. 상태 해싱: 참가자가 인덱서의 상태가 올바르게 동기화되었는지 확인할 수 있어 상태 불일치로 인한 잠재적인 공격성을 방지할 수 있습니다. 공격성을 방지합니다.

단순히 말해, AVM은 비트코인 스크립트 인터프리터의 간소화된 버전인 샌드박스 환경으로 알려진 각 BTC 메인넷 거래에 특수 인코딩 및 디코딩 방법을 도입하여 현재 BTC의 제한된 저장 공간과 OP 코드 처리 프레임워크를 활용할 수 있는 간단한 방법이며, 몇 가지 특징이 있습니다. 주목할 만한 차이점으로는 토큰 상태 및 보호 메모리 스냅샷과 같은 다양한 데이터뿐만 아니라 잠금 스크립트(scriptPubKey) 및 잠금 해제 스크립트(scriptSig)의 실행을 직접 허용하는 한편, 이 환경에서는 자산 저장, 거래 로깅 등을 독립적으로 수행할 수 있어 복잡한 스마트 컨트랙트 처리와 상태 동기화 및 검증을 수행할 수 있다는 점입니다.

향후 개발

스마트 컨트랙트와 디앱을 처리할 수 있는 높은 수준의 실행 환경을 제공하는 AVM의 향후 가능성은 어떤 것이 있을까요? 스마트 컨트랙트와 dApp을 처리할 수 있는 고급 실행 환경을 제공하며, 성능 향상을 위한 맞춤형 명령어 세트는 물론 가스 수수료를 절감하고 상태 전환을 최적화하여 병렬 처리를 증가시켜 처리량과 확장성을 개선할 수 있는 기능을 제공합니다. 동시에 AVM은 상호 운용성과 크로스체인 통신을 지원합니다. 간단히 말해, AVM은 아토믹스의 프로토콜이 과거의 단순한 토큰 발행 메커니즘을 넘어 다양한 작업을 수행할 수 있게 해줍니다. 자산 발행, 자산 관리 및 기타 요구사항이 충족되어야만 비트코인 생태계가 진정으로 발전할 수 있으며, 대규모 애플리케이션과 시스템 아키텍처를 구현할 수 있습니다.

ARC20 자산만 조작할 수 있고, 아직 알려지지 않은 메인넷 아웃오브블록 속도와 비율로 스마트 컨트랙트 계층을 사용할 수 있으며, 비트코인 스크립팅 언어가 자원이 제한된 환경에서 사용하도록 설계되었음에도 복잡한 스마트 컨트랙트는 많은 양의 연산 자원을 소비할 수 있는 등 AVM에는 많은 제한이 있습니다. 실행 효율성에 대한 의구심은 여전히 남아 있습니다. 그러나 이 기술의 등장은 여전히 흥미진진하며 더 많은 기술적 혁신을 기대합니다.