Bitcoin métamorphosé : comment BitVM2 surpasse BitVM et ouvre une nouvelle ère pour Bitcoin

L’année 2023 a été riche en développement pour le réseau Bitcoin. En effet, celui-ci a tour à tour vu émerger les Ordinals puis les BRC-20. Cela a ouvert de nouvelles possibilités sur Bitcoin. Introduisant notamment les NFT via les Ordinals et les jetons fongibles via les BRC-20. Finalement, en fin d’année, l’introduction de BitVM a permis d’envisager la création de L2 sur Bitcoin. Désormais, BitVM évolue avec la publication de BitVM2 sur Bitcoin.

BitVM : une solution révolutionnaire

Depuis sa création, Bitcoin s’est distingué par sa robustesse et sa simplicité. Toutefois, cette simplicité a également entraîné certaines limitations, notamment en matière de programmabilité. 

Contrairement à Ethereum, dont la machine virtuelle (EVM) permet l’exécution de smart contracts complexes, Bitcoin a été conçu avec un langage de script limité, incapable de supporter des smart contracts dits Turing-complets. Cependant, cette limitation n’a pas découragé les développeurs. 

Ainsi, le 9 octobre 2023, BitVM est né des mains de Robin Linus. Il s’agit d’une approche qui permet d’exécuter des contrats Turing-complets sur le réseau Bitcoin. Et ce, sans nécessiter de modification du consensus ou du code de Bitcoin. Une composante centrale, car l’ossification de Bitcoin est une caractéristique centrale du projet.

BitVM introduit une nouvelle manière d’utiliser Bitcoin comme une sorte de calculette universelle. Au lieu d’exécuter directement les calculs sur la blockchain, BitVM mise sur une vérification optimiste des résultats. 

Le principe est simple. Un prouveur (le participant souhaitant exécuter un contrat) effectue un calcul hors chaîne et affirme que le résultat est correct. Un vérificateur (l’autre partie au contrat) a alors la possibilité de contester ce résultat en fournissant une preuve de fraude on-chain, dans le cas où le calcul s’avérerait incorrect. Ce modèle de vérification basé sur les preuves de fraude s’inspire des optimistic rollups déjà bien connus dans l’écosystème Ethereum.

Un système limité

Cependant, BitVM n’est pas sans limitations. Le modèle actuel est restreint à un cadre à deux parties, où un prouveur interagit avec un vérificateur. De plus, la complexité du calcul hors chaîne et la communication nécessaire entre les parties peuvent représenter des défis pour les implémentations à grande échelle. Malgré cela, BitVM ouvre une nouvelle ère pour Bitcoin.

L’engouement fut tel, que plusieurs solutions de seconde couche pour Bitcoin ont déjà intégré BitVM à leur système. C’est notamment le cas du L2 Citrea, qui utilise BitVM pour réaliser un pont entre Bitcoin et son L2.

BitVM2 : BitVM mais en plus fort

Jeudi 15 août, contre toute attente, Alexei Zamyatin a dévoilé sur le réseau social X, le whitepaper de BitVM2. BitVM2 est présentée comme une “amélioration majeure par rapport aux précédentes versions de BitVM”.

La publication est accompagnée d’un lien vers le whitepaper intitulé “BitVM2 : Bridging Bitcoin to Second Layers”.

En pratique, BitVM2 a été réalisé par Robin Linus, le créateur de BitVM. Il est accompagné de Lukas Aumayr, Alexei Zamyatin, Andrea Pelosi, Zeta Avarikioti et Matteo Maffei.

BitVM2 se distingue par plusieurs améliorations significatives, conçues pour étendre les capacités de calcul sur Bitcoin tout en optimisant l’efficacité et la sécurité du protocole. Explorons ensemble les évolutions de BitVM2.

Challenges sans permission

Une des innovations majeures de BitVM2 réside dans l’introduction des challenges sans permission. 

Ainsi, sur BitVM, seuls des acteurs spécifiques pouvaient initier des challenges, à savoir contester des preuves.

De son côté, BitVM2 permet à n’importe quel utilisateur de contester les résultats des calculs, rendant ainsi le système plus robuste et décentralisé.

Par conséquent, n’importe quel utilisateur, possédant un nœud Bitcoin complet, peut contester (challenger) un opérateur. Cela ouvre la voie à une gestion des preuves sans permission, où tout utilisateur peut contester une réclamation d’opérateur, renforçant ainsi la sécurité du protocole.

Pour rappel, un challenge est un mécanisme de vérification où un utilisateur remet en question la validité d’un calcul effectué hors chaîne par un opérateur. 

Le système repose sur un modèle de preuves de fraude, où le prouveur, c’est-à-dire la partie qui exécute le calcul, affirme que le résultat est correct. Si le vérificateur ou tout autre utilisateur estime que le prouveur ment ou a commis une erreur, il peut initier un challenge. 

Cela déclenche une procédure on-chain où le prouveur doit démontrer l’exactitude de son calcul. Si le prouveur échoue à prouver sa bonne foi, le challenger gagne et le prouveur est pénalisé, garantissant ainsi l’intégrité du protocole. Ce système de challenges et de preuves est déjà largement utilisé par les différents rollups d’Ethereum.

Réduction du nombre de transactions on-chain

Cette nouvelle version améliore également l’efficacité du protocole. Pour cela, elle réduit drastiquement le nombre de transactions on-chain nécessaires pour résoudre les litiges.

Alors que BitVM pouvait nécessiter jusqu’à 70 transactions pour finaliser une vérification, BitVM2 réduit ce chiffre à seulement trois transactions, rendant le processus non seulement plus rapide, mais aussi plus économique en termes de frais de transaction.

Introduction des SNARKs

Ce n’est pas tout ! BitVM2 intègre désormais les SNARKs. Cela permet de vérifier des calculs complexes de manière plus concise et sécurisée. 

Ainsi, BitVM était limitée à des preuves de fraude simples dans un contexte à deux parties. De son côté, la version 2 améliore la capacité de preuve de fraude en intégrant des SNARKs, permettant de vérifier des calculs complexes en utilisant moins de ressources.

Pour cela, BitVM2 utilise un vérificateur SNARK implémenté dans le script Bitcoin, qui est divisé en morceaux gérables pouvant être traités dans des transactions Bitcoin. Cela permet une vérification compacte des preuves de fraude.

Amélioration de la sécurité des bridges (ponts)

Jusqu’à présent, BitVM a majoritairement été utilisé et exploré dans le cadre de la création d’un bridge entre Bitcoin et un L2. Toutefois, dans le contexte de BitVM, les ponts nécessitaient une majorité honnête parmi les signataires pour assurer la sécurité.

Une limitation qui a pu être contournée avec BitVM2. Ainsi, là où BitVM reposait sur une majorité honnête des signataires pour garantir la sécurité des fonds, BitVM2 réduit cette exigence à une simple honnêteté lors de la configuration initiale. Par la suite, la solution nécessite seulement un opérateur actif et honnête pour maintenir la sécurité. 

Lors de la configuration initiale, un ensemble d’acteurs est constitué pour mettre en place les règles et les transactions qui seront utilisées pour l’exécution des contrats. La notion de « simple honnêteté » signifie que pour que le système soit sécurisé, il suffit qu’au moins un des signataires soit honnête lors de cette configuration initiale. Cet acteur honnête garantit que les transactions ou les scripts créés ne contiennent pas de failles ou de conditions malveillantes.

Cette évolution est particulièrement importante pour les solutions de seconde couche, qui peuvent désormais s’appuyer sur BitVM2 pour offrir des ponts plus sûrs et plus efficaces entre Bitcoin et d’autres blockchains.

Vous l’aurez compris, BitVM2 introduit de nombreuses améliorations en comparaison avec BitVM. Ces dernières pourraient bien accélérer l’essor des sidechains et autres rollups sur Bitcoin.

Au mois de juillet, le projet BitcoinOS a réussi la prouesse de vérifier la première preuve zero-knowledge sur Bitcoin. Une prouesse qui a été réalisée sans aucune modification du code de Bitcoin. Ces évolutions et celles introduites par BitVM2 présagent une deuxième partie de 2024 probablement riche en évolutions pour Bitcoin.