Програмованість у мережі Bitcoin: сайдчейни, rollup-рішення та BitVM

Сайдчейни: Liquid, Rootstock (RSK) та Stacks (sBTC)

Сайдчейни — це незалежні блокчейни, що функціонують паралельно з мережею Bitcoin і надають інструменти, недоступні на базовому рівні. Вони працюють за рахунок механізмів блокування BTC у головному ланцюзі та випуску еквівалентних активів на сайдчейні. Кожен із таких рішень має власний консенсус, віртуальну машину та унікальну логіку транзакцій.

Liquid Network

Liquid Network, розроблена Blockstream, — це федеративний сайдчейн, що оптимізований для швидких міжбіржових розрахунків. Користувачі можуть здійснити «peg-in» BTC, які стають L-BTC у мережі Liquid. Транзакції тут відбуваються швидше (блоки створюються щохвилини), є конфіденційними (через механізм Confidential Transactions) і підтримують випуск токенів для таких активів, як стейблкоїни чи цінні папери. Оперативність Liquid забезпечує федерація функціонерів, які підписують блоки та керують процесами peg-in та peg-out. Хоча Liquid гарантує високу швидкість і приватність, її безпека залежить від доброчесності федерації, а не від доказу виконаної роботи Bitcoin.

Rootstock

Rootstock (RSK) — сайдчейн, жорстко прив’язаний до Bitcoin, повністю сумісний з Ethereum Virtual Machine (EVM). Він дає змогу запускати смарт-контракти на Solidity, відкриваючи розробникам можливість створювати DeFi-рішення, оракули, NFT та інші сервіси з BTC як базовим активом. RSK застосовує злитий майнінг із Bitcoin, завдяки чому майнери Bitcoin можуть одночасно валідувати блоки RSK. Проте механізм peg керується федерацією, і надійність RSK повністю залежить від цього проміжного кола.

Stacks

Stacks, який раніше мав назву Blockstack, використовує інший підхід. У цій системі Bitcoin служить шаром розрахунків і якорування, тоді як обчислення виконуються на окремому ланцюзі. У 2023 році Stacks запустив sBTC — програмований BTC-актив із прив’язкою 1:1 до справжнього Bitcoin. sBTC дозволяє розробникам створювати смарт-контракти мовою Clarity — детермінованій, нетьюринг-повній моделі програмування. На відміну від Ethereum, де використовується газ, Clarity забезпечує передбачувані обчислення та прозору логіку контрактів. Зараз Stacks перебуває на етапі переходу до оновлення Nakamoto, яке передбачає скорочення часу блоків і впровадження нового шару консенсусу для підвищення продуктивності мережі.

Ролапи на Bitcoin

Ролапи — це протоколи другого рівня, які агрегують численні транзакції в один доказ і подають його у базовий ланцюг. В Ethereum ця технологія вже стала основою масштабованих DeFi-екосистем із мінімальним навантаженням на основну мережу. У моделях ролапів обчислення й зберігання даних відбуваються поза ланцюгом, а розрахунок і валідація доказу — на основному рівні. Такий підхід дозволяє суттєво збільшити пропускну здатність, зберігаючи певний рівень безпеки базового шару.

Впровадження ролапів у Bitcoin є складним через обмежену мову сценаріїв і відсутність рідної підтримки перевірки сучасних доказів, як SNARK чи STARK. Проте у 2024–2025 роках низка проєктів продемонструвала значний прогрес у створенні ролапів для Bitcoin.

Citrea

Citrea від Chainway — це перший zk-rollup, спеціально створений для мережі Bitcoin. Вона використовує оновлення Taproot для закріплення zk-доказів у блокчейні, виконуючи транзакції поза ланцюгом у zkVM (zero-knowledge virtual machine). Citrea дає змогу розробникам створювати смарт-контракти й аплікації з криптографічною верифікацією, не змушуючи вузли Bitcoin обробляти всі проміжні кроки. Архітектура рішення орієнтована на цілісність і модульність, підтримуючи DeFi-додатки з фінальним розрахунком у блоках Bitcoin.

BOB

BOB (Build on Bitcoin) — це гібридний ролап із EVM-сумісністю, що поєднує Bitcoin із рівнем застосунків, створеним на основі інструментів Ethereum. Система поєднує інфраструктуру OP-stack та власний BTC-міст, що дозволяє працювати з мовою Solidity, зберігаючи фінальність на Bitcoin. BOB виділяється своєю сумісністю з інструментами Ethereum, що робить його вигідним для мультичинового розвитку. Головною проблемою при цьому залишаються питання довіри до BTC-мостів і децентралізації набору валідаторів.

Botanix

Botanix, що стартував на початку 2025 року, пропонує новий EVM-сумісний ролап для Bitcoin. Його інноваційна архітектура дозволяє якорувати EVM-транзакції до Bitcoin, зберігаючи швидкість виконання на рівні ролапу. Botanix декларує 5-секундні блоки, інтегровану інфраструктуру гаманців і зручні механізми для ліквідності. Модель peg дає змогу місткувати BTC у ролап через федерацію чи кастодіана, що працює на основі смарт-контракту — це визначається варіантом впровадження. Botanix визначає себе як Bitcoin-нативне середовище для розробників, які звикли до інструментів Ethereum.

Ролапи для Bitcoin — це ще молода сфера. Жодна реалізація наразі не забезпечує бездоверчу модель peg-in/peg-out, подібну до Ethereum-ролапів. Наразі використовуються гібридні моделі з мостами чи механізмами відкладеного викупу, в яких довіра розподілена між зовнішніми учасниками. Відсутність загальних op-кодів для верифікації в Bitcoin обмежує можливості прямої перевірки zk-доказів або fraud-proof. Водночас дослідження таких примітивів, як OP_CAT, OP_TAPLEAF_UPDATE_VERIFY чи Covenants, можуть у майбутньому стимулювати появу ролапів із мінімізованою довірою.

BitVM

BitVM — це нова концепція, що дає змогу виконувати тьюринг-повні обчислення на Bitcoin без внесення змін у консенсус. Вперше про неї заявили у 2023 році. В основі BitVM лежить протокол challenge-response між доводником і верифікатором для моделювання довільних обчислень за допомогою послідовних хешових зобов’язань та умовних гілок сценарію. Для гарантій використовують Taproot-дерева і попередньо підписані транзакції.

Практично BitVM надає змогу виконувати будь-яку обчислювану функцію поза ланцюгом із перевіркою на ланцюзі, якщо хоча б одна зі сторін чесно дотримується протоколу challenge-response. Це відкриває шлях до таких застосунків, як верифікація доказів із нульовим розкриттям, BTC-нативні мости та валідація ролапів.

Головна відмінність BitVM від класичних смарт-контрактів у тому, що вона не виконує розрахунки на ланцюзі. Уся обробка відбувається поза блокчейном, а розгляд спірних ситуацій повертається у мережу Bitcoin лише за потреби. Це оптимізує блоковий простір і відповідає консервативній архітектурі Bitcoin. Проте такий підхід передбачає високу затримку й багатоступеневу інтерактивність, тому BitVM більше підходить для валідації розрахунків, виявлення шахрайства чи умовного розблокування, ніж для клієнтських застосунків.

Нова хвиля Layer-2 для Bitcoin: Merlin, B² Network та Bitlayer

Поряд із вже відомими Layer-2 проєктами — Citrea, Stacks, RSK тощо — у 2025 році з’явилась нова генерація рішень, покликаних ще більше розширити програмованість і масштабованість Bitcoin. Merlin позиціонується як нативний для Bitcoin Layer-2, оптимізований для DeFi-проєктів. Він забезпечує швидку фіналізацію транзакцій, високу пропускну здатність і спеціалізовані інструменти для розробників, що дозволяють відтворити екосистему децентралізованих застосунків Ethereum — з остаточним розрахунком і зберіганням цінності у Bitcoin. Проєкт впроваджує EVM-сумісність смарт-контрактів та сильні стимули для провайдерів ліквідності, прагнучи зменшити розрив між Bitcoin і сучасними DeFi-середовищами.

B² Network пропонує фреймворк zk-rollup для Bitcoin, що забезпечує масштабованість і програмованість через zero-knowledge proof системи. Завдяки EVM-сумісності розробники можуть повторно використовувати код Solidity, зберігаючи переваги фінальної безпеки базового рівня Bitcoin. Ролап застосовує рекурсивні SNARK-докази для стискання транзакційних даних і масштабованої перевірки, хоча, як і в інших ролапах, для переміщення BTC між рівнями використовуються мости.

Bitlayer віддає перевагу модульності та позиціонує себе як перший Layer-2 на Bitcoin із використанням zkVM. Він дозволяє створювати багатофункціональні застосунки з розширеними криптографічними гарантіями, використовуючи Bitcoin як шар розрахунків і зберігання даних. Bitlayer орієнтується на гнучкість у дизайні смарт-контрактів, підтримку міжмережевих повідомлень і сумісність із передовими інструментами розробки Ethereum, такими як Remix і Hardhat. Попри ранню стадію розвитку, Bitlayer уже привертає увагу як можливе універсальне середовище виконання для Bitcoin.

Разом ці проєкти втілюють тенденцію до появи Layer-2 рішень, які не лише масштабують Bitcoin, а й перетворюють його на платформу для програмованої та компонуємої фінансової інфраструктури. Кожен із них пропонує різний баланс між безпекою, швидкодією й децентралізацією, але в сукупності вони демонструють зростаючу впевненість у тому, що майбутнє Bitcoin охоплює складні застосунки — без компромісу з фундаментальними цінностями мережі.

Peg-in/peg-out моделі, набори валідаторів і довірчі припущення

Усі програмовані Layer-2 для Bitcoin залежать від передачі активів між базовим шаром і другим рівнем, що потребує надійних механізмів peg: блокування BTC у головному ланцюзі та випуску еквівалентних активів на зовнішніх рішеннях. Довіра до цього процесу критично важлива для безпеки протоколу та користувачів.

Найпоширеніша модель — федеративний peg: група підписантів керує мультисиг-гаманцем у мережі Bitcoin. Користувачі надсилають BTC на цю адресу й отримують токени (L-BTC, RBTC тощо) у сайдчейні. Для виведення потрібно повернути токени — після цього федерація переказує BTC назад. Модель проста й ефективна, проте створює кастодіальні ризики: у разі змови чи компрометації підписантів кошти користувачів можуть бути втрачені або заблоковані.

Деякі рішення використовують pegs на основі смарт-контрактів або HTLC (hash-time locked contracts), що дозволяє некостодіальні місткові моделі, але вони обмежені можливостями сценаріїв Bitcoin. Ролапи часто застосовують односторонній peg: BTC блокується у контракті, а викуп можливий після позачейнової верифікації. Оскільки Bitcoin не підтримує власну перевірку zk-доказів або fraud-proof, довіра до таких рішень ґрунтується на зовнішніх рілейєрах або серверах валідації.

Набори валідаторів різняться між системами. Наприклад, сайдчейни RSK використовують злитий майнінг і покладаються на економічні стимули майнерів Bitcoin, а інші застосовують блокових підписантів, proof-of-authority або навіть proof-of-stake. Безпека і стійкість до цензури Layer-2 залежать від рівня децентралізації та прозорості набору валідаторів.

Також відрізняються і системи доказів. Ролапи впроваджують zero-knowledge докази (наприклад, SNARK), оптимістичні fraud-proof, а BitVM пропонує новий клас інтерактивних доказів, що базуються на challenge-протоколах. Кожен метод має свої плюси й мінуси щодо швидкості, витрат на перевірку та довіри користувачів.

Інфраструктура для розробників і програмні інструменти

Програмовані Layer-2 мають сенс лише тоді, коли їх використовують розробники. Станом на 2025 рік екосистема Bitcoin стрімко поповнюється інструментами для написання смарт-контрактів, емісії активів та інтеграції гаманців.

Stacks пропонує Clarity — мову з передбачуваним виконанням і інтеграцією із блоками Bitcoin. На Clarity розробники можуть будувати DeFi-додатки, NFT-платформи й DAO, які закріплюються у мережі Bitcoin.

RSK підтримує Solidity і засоби EVM, що дозволяє розробникам Ethereum швидко переходити до інфраструктури Bitcoin. Вже зараз проєкти Sovryn і Tropykus використовують RSK для кредитування, торгівлі та запуску стейблкоїнів у мережі Bitcoin.

Citrea та Botanix працюють над SDK для ролапів, що дають можливість створювати застосунки з використанням мов і інструментів Ethereum. Це включає інтеграцію з Remix, Metamask, а також індексацію підрозділів для аналітики (subgraphs).

BitVM-інструментарій ще на ранній стадії, але вже з’являються прототипи компіляторів, модулів для вирішення спорів і верифікаторів у ланцюзі. Вони будуть ключовими для побудови практичних застосунків на основі інтерактивних доказів чи спеціалізованих обчислень.

Інфраструктурні провайдери — L2.watch, Chainway, BOB Studio — вже розробляють дашборди, мости та розробницькі портали для підтримки екосистеми Bitcoin Layer-2. Зі зростанням інтероперабельності розробники отримають змогу створювати кросчейнові застосунки, які розраховуються у BTC, але використовують смарт-контракти та токен-логіку з Layer-2.