比特币**发布于 2008 年 10 月 31 日，中本聪（Satoshi Nakamoto）在 P2P foundation 网站发布比特币**《比特币：一种点对点的电子现金系统》，今天迎来 16 周年生日。

比特币的初始交易价格为 0.0008 美元，如今升值超过 9000 万倍。

众所周知，比特币重新定义了人们对价值转移的信任方式。在去**化的网络中，信任被技术所取代，每一笔交易都由网络自身验证。然而，随着去**化金融（DeFi）和智能合约的兴起，如何在比特币网络中安全地引入更复杂的计算，构建更丰富的内容，成为了新的挑战。

BitVM 是什么？

2023 年 12 月，ZeroSync 项目负责人 Robin Linus 发表了一篇名为《BitVM：Compute Anything On Bitcoin》的**，引发了大家对于提升比特币可编程性的思考。

BitVM 的出现，为比特币带来了链下执行复杂计算、链上验证结果的能力，极大地扩展了其功能。更直白来说，BitVM 是一个允许在比特币网络上执行复杂计算和智能合约的解决方案。这是一种在不改变比特币网络共识的情况下，可实现图灵**的解决方案。通过成为图灵**，比特币区块链理论上可以用来扩展比特币的功能，远远超出比特币**中**提出的「点对点电子现金系统」愿景。它允许用户在比特币之上创建应用程序——类似于以太坊等其他平台上已经实现的功能，同时，保持了比特币众所周知的高度安全性和去**化。

简单总结，BitVM 可以使 Bitcoin 生态不仅满**易需求，而且能在 BTC 层上创造更加复杂的 DApps。同时，保留了 Bitcoin 的安全性和去**化的特征。

然而，复杂性往往伴随着风险，如何确保这些复杂计算的安全性，成为了亟待解决的问题。

当前，致力于 BitVM 研究与开发的团队众多，其中包括： BitVM 创始人 Robin 创立的 ZeroSync, 加州大学圣芭芭拉分校 Prof. Yu Feng 创立的比特币原生项目 Nubit，致力 ZK 扩容比特币的 Alpen Labs，专注比特币 ZK Rollup 的Chainway Labs，Citrea，以及 Fiamma，还有 BRC20 的创始人 Domo 所在的 Layer 1 Foundation 等。

目前，Nubit 联合 ZeroSync、Alpen Labs、Chainway Labs 以及 Domo 带领的 Layer 1 Foundation，在 10 月 31 日发表论文《Push-Button Verification for BitVM Implementations》，完成并推出了 BitVM 形式化验证工具。论文中，Nubit 通过形式验证（Formal Verification）自动化数学证明，为 BitVM 应用的安全性提供进一步保障，让开发者和用户能放心地构建和使用应用。

形式化验证是什么？如何帮助确保 BitVM 的安全性？

在 Robin 的论文中，BitVM 引入了一个系统，该系统使**计算都可以在比特币的区块链上进行验证，其方式不会影响其安全性或更改网络。然而，系统开发以及基于此的应用构建，往往需要专家人工审查代码。在比特币这样对安全性要求极高的生态中，手动审查既耗时又可能出错。形式化验证（Formal Verification）通过纯数**算，能够自动验证程序逻辑是否符合预期，为 BitVM 整体系统提供安全保障。

想象一下，你正在比特币上部署一个涉及多方交易的智能合约。为了确保合约在各种情况下都能正确执行，传统方法可能需要反复测试每一种可能性。但有了形式化验证（Formal Verification）工具，数学证明将自动检查合约的正确性，极大提升系统运行的安全属性。

BitVM 的特殊挑战：智能合约复杂度与比特币脚本的局限性

与以太坊等具备图灵**性（Turing-complete）的区块链不同，比特币脚本语言受限于安全性考量，无法直接运行复杂计算。BitVM 通过链下执行和链上验证的模式实现了比特币智能合约的基本功能。换句话说，所有复杂的计算都在链下完成，只有结果在链上得到验证，极大地减轻了比特币链的负载。然而，这一创新带来了显著的实现难度。

首先，BitVM 的设计中包含了大量堆栈操作和寄存器计算，这些操作需要在比特币的非图灵**脚本中**地实现和验证。例如，为确保合约执行时能够正确判断数值的正负，一个常用函数是 is_positive，它通过检查数值的**位判断正负。然而在一个早期版本中，is_positive 函数因为计算偏差而错误地将 0 判定为正数，这种细微的错误可能导致合约执行的严重偏差，甚至引发潜在的经济损失。

通过形式化验证（Formal Verification），Nubit 的工具能够在代码部署之前自动检查类似的计算逻辑，确保所有执行路径都符合预期。在这里，Nubit 团队设计了一种基于寄存器的 DSL（领域特定语言），将比特币脚本复杂的堆栈操作转化为更易于验证的寄存器操作，从而简化了开发和验证流程。此外，针对多次重复的循环式计算，该 DSL 引入了「循环不变量」，以有效地减少代码中的重复计算，**验证难度。

验证效果：自动化形式化验证的**性

从论文中看，Nubit 的形式化验证（Formal Verification）工具在 98 个 BitVM 的 SNARK 验证器基准上进行了广泛测试，验证成功率高达 94%，且大部分验证任务在数秒内即可完成。相比于传统的手动审查，这一工具不仅提高了验证速度，也避免了人工错误的可能性，为 BitVM 智能合约在比特币上的可靠执行提供了保障。

这一结果证明，形式化验证（Formal Verification）在比特币复杂应用中的确具备极高的实际价值，特别是在对安全性要求极高的 BTCFi 应用中，能够有效**风险。

BitVM 与比特币生态：拓展比特币智能合约的潜力

通过形式化验证（Formal Verification），BitVM 的安全性得到了显著提升，在帮助开发者在比特币上构建更复杂的合约和应用的同时，让用户在去**化金融和跨链应用中享受到比特币生态的高安全性。作为比特币生态系统的创新工具，BitVM 为比特币在复杂应用中的拓展奠定了基础。

比特币从未被设计成复杂计算平台，而是专注于价值存储和转移的可靠性。然而，随着 BitVM 推出，比特币生态正在向智能合约和 DeFi 应用迈进。对于去**化应用的发展而言，完成形式化验证 BitVM 不仅是技术上的进步，更代表了比特币在去**化金融和智能合约上的一个重要里程碑。

BitVM 打开比特币未来生态

在 BitVM 的发展过程中，Nubit 与 ZeroSync、Alpen Labs、Chainway Labs 和 Layer 1 Foundaton 等团队紧密合作，其推出的形式化验证 BitVM 为比特币生态带来了全新的安全和技术标准。同时，Nubit 在 Starkware 和 Fractal Bitcoin 的资助下将继续推动安全、可验证的比特币原生计算的发展。

万事开头难，由 BitVM 带来的比特币生态仍在萌芽，但早期项目间深度的协作和创新，将不仅为复杂计算的安全性提供**保障，也将为比特币的未来打开**可能。一个人人都能信任、人人都能参与的比特币新时代正在到来。