Виртуальная машина Hemi (hVM) является инновационным ядром сети Hemi, модульного решения второго уровня (L2), которое объединяет программируемость Ethereum с непревзойденной безопасностью Bitcoin. В своей основе hVM представляет собой расширенную виртуальную машину Ethereum (EVM), дополненную нативным пониманием Bitcoin, что позволяет смарт-контрактам получать доступ к полному состоянию Bitcoin — таким как UTXO, балансы и транзакции — напрямую и без доверия. Это устраняет недостатки традиционных методов интероперабельности, таких как оракулы, ретрансляторы или доказательства нулевых знаний, которые часто вводят предположения о доверии или вычислительные затраты. Встраивая полный узел Bitcoin в совместимую с EVM среду, hVM открывает новую эру децентрализованных финансов (DeFi) между цепочками, где Bitcoin не просто является хранилищем ценности, но и программируемым активом.
Основные компоненты: Строительные блоки слияния Bitcoin и EVM
Архитектура hVM вращается вокруг трех взаимосвязанных столпов, обеспечивая бесшовную интеграцию и детерминированное исполнение:
Маленький демон Bitcoin (TBC): Легковесный, индивидуально созданный полный узел Bitcoin, который работает встроенным в каждый экземпляр hVM. TBC подключается к P2P сети Bitcoin для синхронизации в реальном времени, индексируя блоки до высоты, определенной протоколом, чтобы поддерживать легковесный, но при этом всеобъемлющий вид цепи. Этот демон напрямую передает данные Bitcoin в EVM, делая их "видимыми" без внешних зависимостей.
Обработанный Bitcoin Вид: Это синхронизированное, общее состояние данных Bitcoin по всем узлам Hemi, созданное во время обработки блоков Hemi. Оно предоставляет детерминированный снимок набора UTXO Bitcoin, метаданных транзакций и заголовков блоков, обеспечивая, что каждый узел обрабатывает одну и ту же информацию на одинаковых высотах блоков для согласованных результатов смарт-контрактов.
Предкомпилированные контракты: Специализированные конечные точки EVM, которые действуют как шлюзы для смарт-контрактов, чтобы запрашивать встроенный узел Bitcoin. Эти предкомпиляции обрабатывают сериализованные входы и выходы, раскрывая данные Bitcoin экономичным способом. Для удобства разработчиков Hemi Bitcoin Kit (hBK) — библиотека Solidity — абстрагирует эти взаимодействия с помощью высокоуровневых функций, таких как getBalance или getUTXOs, в то время как опытные пользователи могут напрямую вызывать предкомпиляции для оптимизации.
Эти компоненты работают в унисон, чтобы создать среду EVM, где состояние Bitcoin ощущается как родное, поддерживая полную обратную совместимость с инструментами Ethereum, такими как Hardhat или Remix.
Бесшовная интеграция Bitcoin: От P2P синхронизации до детерминированного доступа
Интеграция Bitcoin в hVM — это мастерство децентрализации. Демон TBC устанавливает прямое P2P соединение с Bitcoin, синхронизируя и индексируя данные без посредников. Во время создания блока Hemi секвенсоры могут опционально включать транзакции "Атрибуты Bitcoin, внесенные" с новыми заголовками блоков, продвигая Обработанный Bitcoin Вид в ногу с переходами состояния Hemi. Эта двойная цепочечная деривация — обработка блоков Bitcoin на одной высоте с блоками Hemi — гарантирует детерминизм: одни и те же входы контракта всегда дают идентичные выходы по всей сети.
В отличие от реле заголовков (ограниченных доказательствами существования) или SNARK (дорогостоящая проверка), hVM предоставляет полный, неаутентифицированный доступ к состоянию Bitcoin. Будущие улучшения добавят метопротокольные индексаторы для Ordinals, BRC-20 и Runes, позволяя смарт-контрактам запрашивать многослойные Bitcoin протоколы через расширенные предкомпиляции. Безопасность укрепляется механизмом доказательства-доказательства (PoP) Hemi, который привязывает блоки Hemi к доказательству работы (PoW) Bitcoin, унаследуя его устойчивость к цензуре и финальности после всего лишь 10 подтверждений для "Суперфинальности."
Процесс исполнения: Поэтапное обеспечение кросс-цепочечной магии
Исполнение hVM разворачивается как плавный, бездоверительный рабочий процесс:
Фаза синхронизации: Демоны TBC по узлам синхронизируют блоки Bitcoin через P2P, индексируя до указанного Hemi вершины.
Производство блока: Секвенсоры Hemi производят блоки, встраивая заголовки Bitcoin через специальные транзакции для выравнивания состояний цепи.
Обработка состояния: Узлы равномерно обрабатывают данные Bitcoin в Обработанный Bitcoin Вид, интегрируя его в переход состояния EVM для согласованности.
Вызов контракта: Смарт-контракт вызывает предкомпиляцию (например, 0x40 для балансов), которая запрашивает TBC и возвращает сериализованные результаты. hBK может обернуть это для простоты, позволяя логике, такой как проверка UTXO Bitcoin перед выполнением перевода Ethereum.
Событийная реактивность: Предстоящие подписки на события позволяют контрактам отслеживать события Bitcoin (например, подтверждения транзакций) в реальном времени, инициируя автоматические действия без триггеров вне цепи.
Этот процесс поддерживает двунаправленные вызовы Ethereum-Hemi, обеспечивая динамические рабочие процессы, уважая естественные задержки обработки Bitcoin.
Ключевые особенности: Инновации, которые переопределяют DeFi
Бездоверительная программируемость: Прямые запросы UTXO и транзакций позволяют создавать некустодиальные приложения, от BTC-ETH DEX до кредитных рынков с использованием Bitcoin в качестве залога.
Расширяемость: Модульный дизайн позволяет L3+ цепям через Chainbuilder наследовать осведомленность hVM о Bitcoin, масштабируясь до "суперсети."
Эффективность: Нет повторных вычислений или доказательств — запросы динамичны и дешевы, избегая рисков централизации оракулов.
Дружественный к разработчикам: Расширения Viem/Ethers.js hBK и расширяемость предкомпиляций снижают барьеры для dApps, осведомленных о Bitcoin.
Технические спецификации: Точная инженерия
Обзор предкомпиляций:
BtcBalAddr (0x40): Возвращает баланс сатоши для адреса.
BtcUtxosAddrList (0x41): Пагинированный список UTXO.
BtcTxByTxid (0x42): Подробности транзакции по ID.
BtcTxConfirmations (0x43): Подсчет подтверждений.
BtcLastHeader (0x44) / BtcHeaderN (0x45): Заголовки блоков.
BtcAddrToScript (0x46): Преобразование адреса в скрипт.
Модель газа: Оптимизирована для низких накладных расходов; hBK добавляет минимальные абстрактные расходы.
Связь консенсуса: PoP гарантирует девять подтверждений для финальности, десять для Суперфинальности.
Ограничения уменьшены: Обрабатывает реорганизации Bitcoin через PoP; поддерживает пагинацию для больших наборов данных, таких как UTXO.
По сути, hVM — это не просто архитектура — это шлюз к объединенной ликвидности блокчейна и инновациям. Делая Bitcoin программируемым в экосистеме Ethereum, он прокладывает путь для взрывного роста в DeFi, управлении активами и за его пределами, позиционируя Hemi как мост к действительно взаимосвязанному крипто будущему.
