Datenmanagement in BVM

Die Bitcoin Virtual Machine (BVM) verwaltet Daten, indem sie die notwendigen Informationen in Bitcoin-Transaktionen einbettet und die inhärente Unveränderlichkeit und Sicherheit der Blockchain nutzt. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Daten dauerhaft im Bitcoin-Netzwerk gespeichert sind und die Verfügbarkeit und Determinismus gewährleistet sind. Durch die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur von Bitcoin vermeidet die BVM die Notwendigkeit zusätzlicher Konsensmechanismen oder Daten speicherprotokolle.

Der Daten-Einbettungsprozess beinhaltet die Erstellung einer Bitcoin-Transaktion mit einem Output, der die zu speichernden Daten enthält. Diese Daten werden im Zeugen-Datenfeld platziert, das Teil des Freischaltskripts der Transaktion ist. Dieses Verfahren stellt sicher, dass die eingebetteten Daten den Validierungsprozess der Transaktion nicht beeinträchtigen und für zukünftige Referenz zugänglich bleiben.

Um die eingebetteten Daten abzurufen, kann man die Bitcoin-Blockchain analysieren und die Zeugendaten aus den relevanten Transaktionen extrahieren. Dieser Ansatz ermöglicht es Entwicklern, Daten im Bitcoin-Netzwerk zu speichern und abzurufen, ohne dessen grundlegende Struktur oder Funktion zu verändern.

Integration mit Datenebenen

BVM bettet Daten direkt in Bitcoin-Transaktionen ein und nutzt dabei die Unveränderlichkeit, Transparenz und Sicherheit der Blockchain. Durch die Nutzung des Bitcoin-Netzwerks als Grundschicht vermeidet BVM die Notwendigkeit externer Konsensmechanismen oder zusätzlicher On-Chain-Protokolle. Diese Strategie gewährleistet, dass eingebettete Daten sicher gespeichert und leicht überprüfbar sind, ohne die native Infrastruktur von Bitcoin zu verändern.

Der Daten-Einbettungsprozess nutzt Bitcoin's Taproot-fähige Transaktionen aus. Insbesondere wird das Zeugen-Datenfeld in Taproot-Transaktionen genutzt, um die programmatischen Anweisungen, kryptografischen Beweise und andere erforderliche Informationen im Zusammenhang mit BVM-Operationen zu speichern. Diese Integration gewährleistet, dass alle eingebetteten Daten unveränderlich bleiben und den Standard-Transaktionsvalidierungsprozess nicht beeinträchtigen.

Um größere Datensätze zu verwalten, die nicht effizient direkt in der Blockchain gespeichert werden können, unterstützt BVM die Integration von dezentralen Speicherlösungen wie Filecoin, Arweave und Celestia. Diese Plattformen bieten skalierbare Speicheroptionen und gewährleisten gleichzeitig die Überprüfbarkeit kritischer Daten, die in der Bitcoin-Blockchain gespeichert sind. Dieser hybride Ansatz ermöglicht es BVM, die Speicherung in der Blockchain mit externen Lösungen in Einklang zu bringen, um sicherzustellen, dass Skalierbarkeits- und Leistungsanforderungen für komplexere dezentrale Anwendungen (dApps) erfüllt werden.

Herausforderungen und Lösungen

Datenverfügbarkeitsbedenken

Das Einbetten von Daten in die Bitcoin-Blockchain gewährleistet Unveränderlichkeit und Sicherheit, birgt jedoch Herausforderungen hinsichtlich Skalierbarkeit und Netzwerkeffizienz. Die Speicherung zusätzlicher Daten in Bitcoin-Transaktionen erhöht die Größe dieser Transaktionen, was die Netzwerkressourcen in Zeiten hoher Auslastung belasten kann. Größere Transaktionsgrößen können zu höheren Gebühren führen, da Benutzer um begrenzten Blockplatz konkurrieren, was sich auf die Erschwinglichkeit und Skalierbarkeit dezentralisierter Anwendungen (dApps) auswirkt. Darüber hinaus kann das direkte Einbetten umfangreicher Daten in die Blockchain zu längeren Bestätigungszeiten aufgrund von Staus führen, insbesondere während Zeiten hoher Nachfrage.

Diese Herausforderungen erfordern ein Gleichgewicht zwischen der Verwendung von Bitcoins Blockchain für kritische, überprüfbare Informationen und der Abhängigkeit von externen Systemen für weniger wesentliche Daten. Ohne ein solches Gleichgewicht könnte die Effizienz von Anwendungen, die BVM nutzen, beeinträchtigt werden.

Lösungen implementieren

BVM verwendet mehrere Strategien, um die mit der Einbettung von Daten direkt in die Bitcoin-Blockchain verbundenen Herausforderungen zu mildern. Erstens verwendet es Datenkompressionstechniken, um die Größe der gespeicherten Informationen zu reduzieren, wodurch mehr Daten in eine Transaktion aufgenommen werden können, ohne ihre Größe oder Kosten signifikant zu erhöhen. Effiziente Codierungsmethoden optimieren weiterhin, wie Daten gespeichert werden, wodurch die Speicheranforderungen in der Chain minimiert werden, während die Datenintegrität und Zugänglichkeit erhalten bleiben.

Neben technischen Optimierungen werden Entwickler ermutigt, die auf der Chain gespeicherten Daten auf wesentliche Elemente wie kryptografische Beweise und programmatische Anweisungen zu beschränken. Größere Datensätze, einschließlich Ausführungsprotokollen und Hilfsinformationen, eignen sich besser für Off-Chain-Speicherlösungen. Zur Unterstützung dieser Anforderungen integriert BVM dezentrale Speicherplattformen wie Filecoin, Arweave und Celestia. Diese Plattformen bieten skalierbare Speicherlösungen, die das unveränderliche Ledger von Bitcoin ergänzen und Entwicklern Flexibilität bei der Handhabung größerer Datensätze bieten.

Die Stapelverarbeitung ist ein weiterer Ansatz, der zur Optimierung der Kosten und zur Reduzierung von Netzwerküberlastungen empfohlen wird. Durch die Konsolidierung mehrerer Vorgänge in einer einzigen Transaktion können Entwickler das insgesamt erforderliche Transaktionsvolumen verringern, wodurch das Risiko von Netzwerküberlastungen gemindert und die Gebühren gesenkt werden. BVM unterstützt auch Layer 2-Skalierungslösungen wie Rollups. Diese Lösungen fassen mehrere Transaktionen off-chain zusammen und reichen periodisch zusammengefasste Beweise an die Bitcoin-Blockchain ein. Dieser Ansatz reduziert die Datenmenge on-chain erheblich und verbessert die Transaktionsdurchsatzrate, während die Integrität der Daten erhalten bleibt.

Durch diese Lösungen stellt BVM sicher, dass ihre Datenverwaltungsstrategie die Sicherheit und Dezentralisierung von Bitcoin mit den Skalierbarkeitsanforderungen moderner Anwendungen in Einklang bringt. Diese Maßnahmen ermöglichen es Entwicklern, effizient Anwendungen zu erstellen, während sie inhärente Einschränkungen in der Architektur von Bitcoin überwinden.

Highlights

• BVM verwaltet Daten, indem es die notwendigen Informationen in Bitcoin-Transaktionen einbettet, um Beständigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.
• Der Daten-Einbettungsprozess umfasst die Erstellung einer Bitcoin-Transaktion mit einem Ausgang, der die zu speichernden Daten enthält und im Zeugen-Datenfeld platziert ist.
• Eingebettete Daten können durch Parsen der Bitcoin-Blockchain und Extrahieren der Zeugen-Daten aus relevanten Transaktionen abgerufen werden.
• Herausforderungen im Zusammenhang mit der Datenverfügbarkeit umfassen erhöhte Transaktionsgrößen und potenzielle Netzwerküberlastung.
• Lösungen beinhalten Datenkompression, effiziente Codierungsmethoden und Anwendungsoptimierung zur Reduzierung des On-Chain-Datenspeichers.