
新形態的 BTC L2 是曇花一現,還是枯木逢春?
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新形態的 BTC L2 是曇花一現,還是枯木逢春?
BTC最初在設計上就摒棄了可擴展性,而如今之所以能有大量擴容方案的引入,其實源於BTC自身侷限性問題帶來的兩次重要升級。
作者:YBB Capital Researcher Zeke

前言
比特幣自2009年正式誕生以來,關於資產發行與擴容方案的探索一直是鮮少有人敢於挑戰的領域,究其原因有三點:
一是「BTC OG」在過去堅持將比特幣奉為“數字黃金”,是一種存粹的價值存儲手段,排斥一切可能有安全性風險的擴容方案;
二是由於比特幣最初是為電子支付系統而構想的,安全和穩定是整個系統運行的基石。所以中本聰採用了最極簡的設計方式,比特幣腳本語言僅賦予了比特幣最基礎的支付功能,非圖靈完備的特性導致無法執行任意計算或循環,通過犧牲可擴展性,確保了比特幣網絡的安全性與穩定性;
三是Vitalik構想的EVM(以太坊虛擬機)使得圖靈完備的公鏈成為現實,更友好的開發環境吸引了大量開發者的留存,也造就了區塊鏈生態除比特幣外百花齊放的盛況。
不過時至今日,隨著銘文的持續火爆與模塊化概念的成熟,在比特幣上構建新型擴容方案(形似以太坊Rollup,實際構建方式卻又花樣百出)的Layer2項目近期也呈井噴式爆發態勢,而本文的目的旨在分析兩個問題:BTC擴容的實現方式都有那些,以及此類型的BTC L2究竟是蹭熱度的曇花一現,還是最古老公鏈的枯木逢春?
潘多拉魔盒的鑰匙
如前言所述,BTC最初在設計上就摒棄了可擴展性,而如今之所以能有大量擴容方案的引入,其實源於BTC自身侷限性問題(交易費用昂貴、速度緩慢、不能處理複雜的智能合約等等)帶來的兩次重要升級。
SegWit(隔離見證)
SegWit 是2015年12月由Bitcoin Core開發者、Ciphrecx首席技術官 Eric Lombrozo、比特幣技術愛好者 Johnson Lau 及BlockStream 聯創 Pieter Wuille 共同提出的比特幣擴容改進提案,即BIP141。該升級於2017年實施,作為比特幣網絡的軟分叉引入。其主要目的致力於解決當時網絡的交易擁堵問題,對於決定每個區塊可確認的交易數量而言,區塊大小起著至關重要的作用。而SegWit的主要思想側重於重新組織塊數據。通過應用SegWit,可以將簽名與交易數據分開,從而增加每個區塊中可確認的交易數量。
SegWit升級後帶來的最顯著的優勢之一是增加了區塊容量。通過將簽名數據從交易輸入中移除,有效區塊大小從1 MB增加到大約4 MB,使得更多的交易可以存儲在單個區塊中。另一方面修復了比特幣的交易延展性(也為閃電網絡的實現鋪平道路),通過將簽名從交易數據中分離,防止了對簽名的篡改,有效防止了無效交易被永久存儲在區塊鏈上的可能性。
Taproot
Taproot提案最初由Bitcoin Core開發者Greg Maxwell於2018年1月提出。2020年10月,Pieter Wuille發起代碼拉取請求,將Taproot併入Bitcoin Core代碼庫。為了全面部署升級,節點運行者須採用Taproot的全新共識規則。該提案最終得到90%的礦工支持,並於2021年11月14日在區塊709,632中正式激活。Taproot是自SegWit後的一次重大升級,旨在提升隱私性、簡化交易驗證並提高效率以及更復雜的智能合約處理能力。該升級由三項不同的BIP提案組成:BIP340、BIP341 和 BIP342。
BIP340:引入Schnorr簽名,該簽名是一種由克勞斯·施諾爾(Claus Schnorr)於2008年推出的加密簽名方案,旨在優化比特幣網絡的驗證過程。在Taproot升級之前,比特幣使用橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)。雖然比特幣的創造者中本聰曾認為ECDSA更受人們青睞,但Schnorr簽名在簽名聚合、批量驗證和隱私性等方面進行了升級,有效改善了效率與隱私性;
BIP341:引入了Taproot 協議,提高比特幣交易的隱私性和靈活性。Taproot 通過將多重簽名(multisig)和智能合約交易隱藏在一個單一的公鑰散列下,使得多方交易和複雜智能合約在區塊鏈上看起來像是單方交易,從而提高了交易的隱私性;
BIP342:引入Tapscript腳本,Tapscript是原始比特幣腳本(確定如何鎖定和解鎖交易的比特幣協議的編程語言)的升級版,也可以被稱為一種語言,但它實際上是帶有命令的操作碼的集合,這些命令為另兩個BIP的實施助力。Tapscript還取消了10000字節的腳本大小上限,為在比特幣網絡創建智能合約提供了更好的環境。(該升級也為後來Oridnals的誕生埋下基礎,因為Ordinals協議就是利用的Taproot 的 script-path spend scripts腳本來實現的附加數據)
基於SegWit 與 Taproot的升級,也促使了閃電網絡和銘文生態(BRC-20、ARC-20等)兩種擴容方案的快速發展與誕生,而另一方面為了彌補不能實現複雜智能合約的缺憾,各種實現方式不同的執行層開始湧入BTC生態。
擴容方案概述:
不同於以太坊Layer2的統一性(雖然Vitalik也沒明確那種方案就是Layer2,但目前一般都是指Rollup,並且實現方式都比較相似,通常來說只在數據有效性的驗證方式上有較大區別),BTC Layer2並沒有統一的定義和方案,如果擴容方案都可稱為Layer2為標準,那麼從當前需要用到的實現方式來看,其實大致可分為以下五種。(分類中的部分項目簡介,截取自過去我們過去的文章《“千樹萬樹梨花開”,比特幣生態全覽》、《數字黃金新徵程:比特幣生態多元化探索與協議創新》,閱讀全文可瞭解詳情。)
一、側鏈(Sidechains):
○ 概述:第一篇完整的比特幣側鏈方案技術論文是由Blockstream 的研究員撰寫的,出版於 2014 年,但該方案後來被遺棄了。直到2016年,Blockstream再次提出將掛鉤的側鏈作為擴展比特幣的可能途徑,而側鏈經常是指信任最小化的區塊鏈,一般是通過雙向跨鏈橋連接到主鏈的獨立區塊鏈,允許以外來加密資產(另一區塊鏈的原生資產)進行支付,通過側鏈可以實現的最有意義的益處是用戶資產發行、支持DeFi解決方案的有狀態的智能合約、承諾鏈擴展、更快的結算終結和更高的隱私性。
○ 驗證:側鏈通常採用自己的共識機制,有一套獨立的驗證節點。資產從主鏈轉移到側鏈需要進行鎖定,而從側鏈返回主鏈則需要解鎖。這個過程中,驗證節點負責確保轉移的合法性。
○ 缺陷:可能因為節點過少導致中心化、不繼承主鏈安全性等。
Stacks

Stacks,雖然它並沒有直接將自己稱之為側鏈,但是否能將它歸集到側鏈仍飽受爭議,旨在通過其獨特的 “轉賬證明” 共識機制Proof of Transfer(PoX)將其自身與比特幣鏈相鏈接,從而實現高度去中心化與可擴展性並且無需增加額外的環境影響。
Stacks是一個開源的比特幣二層區塊鏈,將智能合約和去中心化應用引入比特幣,Stacks 最初名為 Blockstack,其基礎工作早在 2013 年就已開始。Stacks 的技術架構包括核心層和子網,開發人員和用戶可以在兩者之間進行選擇,其區別在於主網高度去中心化但吞吐量低,而子網去中心化程度較低但吞吐量較高。
Liquid

話題來到Liquid,它不僅是一個比特幣的側鏈,更是一個交易所的結算網絡,可將各地的加密貨幣交易所和機構聯繫在一起,其核心功能包括:快速結算、強隱私性、數字資產發行及與比特幣錨定,從而實現更快的比特幣交易和數字資產發行,讓會員可以對法定貨幣、證券甚至其他加密貨幣進行代幣化。
Liquid與RSK相同的是兩者都依賴於聯盟多重簽名以鎖定在側鏈中以側鏈原生貨幣形式發行的比特幣,但實際的掛鉤設計仍有較大差別。兩種側鏈目前有15個正在運作的職能機構,Liquid需要11個簽名才能發行比特幣,而RSK需要8個。Liquid似乎優先考慮安全性而非可用性,而RSK優先考慮可用性而非安全性。
總的來說Liquid是一種側鏈平臺,旨在為交易所提供共享流動性,它側重於協議簡便性、安全性和隱私。
RSK:

RSK是同樣也是一種側鏈其原生代幣為RBTC,旨在成為金融包容性的基石,專注於去中心化金融(DeFi)。RSK是由比特幣挖掘者擔保的有狀態智能合約平臺,它通過擴大比特幣貨幣的使用來提升比特幣生態系統的價值。去中心化應用程序可以使用Solidity編譯器和Web3標準庫編寫,從而實現以太坊兼容性。此外,它還可以通過 RIF Lumino支付渠道網絡提供的更多鏈上空間和鏈外交易來擴展比特幣支付。
RSK的目的是解決更廣泛的用例集,通過採用有狀態的VM來提高開放性和可編程性,與以太坊兼容將以太坊的dApp和工具移植到RSK,而Liquid專注於成為一項極其高效的工具。
Drivechain
Drivechain是一個比特幣開放式側鏈協議,可根據不同需求定製不同類型的側鏈,BIP-300/301提出了“允許開發人員在不實際修改比特幣核心代碼的情況下為比特幣世界添加特性和功能”的理念。通過創建一條由比特幣礦工來保障安全的比特幣Sidechain,在以比特幣作為安全性的Layer1保障的前提下,在Sidechain實現Layer2的各種擴展性用例。需要說明的是BIP-300“哈希率託管”(Hashrate Escrows)通過“Container UTXOs”將3–6個月的交易數據壓縮成32字節,BIP-301“聯合盲挖”(Blind Merged Mining)和RSK一樣,網絡的安全性也通過聯合挖礦的方式來維持。
BEVM(新興項目)
BEVM 是一種兼容 EVM 的去中心化比特幣 L2,使用 BTC 作為 Gas。它允許所有可以在以太坊生態系統中運行的DApp在比特幣L2上運行。
技術方案上BEVM引入了比特幣輕節點的概念。這些輕節點同步完整的比特幣區塊頭,用於證明BTC網絡數據的確定性。同時,BEVM同步了跨鏈相關交易和交易Merkle證明,通過這些數據的共識確認,實現了比特幣資產在Layer 2的去中心化橋接。
其次,為了實現BEVM上的資產和數據去中心化地跨鏈回比特幣主網,BEVM採用了Taproot技術實現的BTC門限簽名以及POS共識節點。POS共識節點具備三把私鑰,分別負責出塊、管理和BTC門限簽名。BTC門限簽名私鑰生成N個門限合約私鑰,負責託管交互BTC網絡上的資產和數據。這些共識節點通過BFT共識,形成⅔的門限託管合約,從而實現了資產和數據從BEVM跨回比特幣主網的安全而去中心化的過程。相較於其它側鏈方案來說,BEVM是目前較為去中心化和安全的方案。
二、狀態通道(State Channels):
○ 概述:狀態通道的概念可以追溯到2015年,由Joseph Poon和Thaddeus Dryja提出的“閃電網絡”協議。它是一種基於支付通道的技術,通過在鏈下進行交易,實現低成本、高速度和高可擴展性的交易確認。
○ 驗證:狀態通道中的交易在鏈外進行,只有在通道關閉時才提交到比特幣主鏈。這樣可以減輕主鏈的負擔,同時保持安全性。通道內的交易由參與方簽署並提交到鏈上,只有在爭議解決時才需要鏈上驗證。
○ 缺陷:開發進度緩慢、通道複雜可能會導致不確定性等。
Taproot Assets
2023年10月18日 Lightning Labs 發佈了基於UTXO 的 Taproot Assets 主網 Alpha版本,隨著主網版本的完成,比特幣閃電網絡將成為一個正直的多鏈資產網絡,主要面向機構和資產發行,可通過閃電網絡創建即時、低費用且大容量的交易應用協議。
它允許所有參與者將資金存入一個鏈下的共同錢包地址(智能合約),然後在付款完成即時將資金髮送給同一合約上的另一個參與者,只有最終的交易結果才在鏈上確認。閃電網絡是比特幣協議的重大升級,但它也帶來了一個新問題,即參與者中資金接收方的流動性問題。

三、客戶端驗證(Client Verification)&一次性密封(Single-use-seals):
○ 概述:在傳統的區塊鏈系統中,如比特幣或以太坊,交易和智能合約的驗證是由全網的節點共同完成的,即所謂的“全節點驗證”。而2016 年比特幣核心開發者 Peter Todd 發表論文提出了客戶端驗證的新範式,通過模擬傳統的合同簽約方式保證只有雙方知道合約內容的隱私性前提,無需任何第三方參與,實現完全去中心化。同時引入的還有一次性密封的概念,會在下文RGB協議中提到。
○ 驗證:鏈下數據存儲、鏈上承諾、客戶端驗證。
○ 缺陷:開發數年進展緩慢,智能合約無法交互等。
RGB協議
RGB是LNP/BP標準協會(Lightning Network Protocol / Bitcoin Protocol:比特幣協議/閃電網絡協議),該協會是一個監督比特幣各層開發的非營利組織,覆蓋了比特幣協議、閃電網絡協議和 RGB 等智能合約。RGB協議適用於可擴展且具備隱私性的比特幣和閃電網絡智能合約系統,其目的是在UTXO上運行復雜的智能合約以此引入到比特幣生態當中。官方說明是:用於比特幣和閃電網絡的可擴展和保密智能合約協議套件,可用於發行和轉移資產以及更廣義的權利。該協議是基於Peter Todd在2016年提出的客戶端驗證和一次性密封的概念,並在比特幣的第二層或鏈下運行的客戶端驗證和智能合約系統。理解RGB協議需理解以下四個關鍵內容:
1.一次性密封(Single-use-seals):
簡單來說如同字面意思,是給需要保護的對象加上一層一次性密封條來讓它只有打開和關閉兩種狀態,以此確保內容僅被使用一次達到防止雙重支付的目的。與以太坊賬戶相比,比特幣的網絡中只有錢包地址,其中未花費交易輸出(Unspent Transaction Output,簡稱UTXO)可以作為密封條。
所以理解一次性密封前需瞭解什麼是UTXO,它是一種賬本模型,在每筆交易中都會產生輸入(Input)和輸出(Output),其中轉賬交易的輸出就是接收方的比特幣地址和轉賬金額,而這些輸出則被存儲在UTXO集合中用於記錄未花費的交易輸出,同時一個輸入指向的是前面區塊的某個輸出,因而這些交易是可以被追溯的,所以這裡比特幣的交易輸出就可以當作一次性密封條來使用。
根據RGB 官方文檔的解釋,一個 UTXO 就可以被視為一個密封條:在創建它的時候,密封條鎖上;在花費它的時候,密封條打開。根據比特幣的共識規則,一個輸出只能被花費一次。因此,如果我們拿它作為密封條,那麼確保比特幣共識規則得到執行的激勵因素,將同樣保證這樣的密封條只能開啟一次【2】;

2.客戶端驗證及確定性的比特幣承諾:
在比特幣的PoW共識中,狀態驗證不需要所有參與去中心化協議的各方全局執行而是需要特定轉換的各方面進行驗證,而是通過使用密碼哈希函數等方式轉化為一個簡短的確定性比特幣承諾,該承諾需某種“出版證明(Proof-of-Publication)”並具備收據證明、非發佈證明、成員資格證明這三個主要特點。總而言之,可以將 OpenTimeStamps 視為該領域的第一個協議,而 RGB 則是第二個協議,其他協議也可以利用和使用這些主題,併為這些協議形成一個客戶端驗證協議系列【3】。
RGB利用了比特幣區塊鏈來防止雙花問題(重複花費),通過承諾RGB狀態轉換,在特定的比特幣交易中花費當前正持有要被轉移權利的UTXO來實現。以此達到多次狀態轉換可承諾到單筆比特幣交易和每次狀態轉換都只能被承諾進行比特幣交易一次的目的(否則會出現雙花問題);

3.閃電網絡的兼容性:
在RGB網站中當一次狀態轉換被承諾到一筆比特幣交易中時,這樣的交易並不需要立即在區塊鏈上結算,因為它可以成為一條閃電網絡支付通道的一部分,然後從中獲得安全性,同時借用閃電網絡的支付通道為RGB帶來很多的數字資產的流通;

4.RGB v0.10 版本的更新:
根據Waterdrip Capital的解讀,其升級改動主要體現在其靈活性和安全性的升級,並列舉出如下彙總:

RGB 的概念早在2016年就被提出,但經過數年的發展歷程仍沒有得到廣泛的關注和應用,其主要原因可能是早期版本的功能相對有限和開發者的高學習門檻導致,隨著RGB v0.1的到來,未來RGB能否帶給我們更多的想象空間值得我們期待。
四、銘文(Inscription):
○ 概述:2023年1月,比特幣開發者Casey Rodarmor發佈了Ordinals協議,這是一項基於比特幣的資產發行協議,包含兩個核心組成部分:Ordinals序數理論和Inscription銘刻。Ordinals 協議作者 Casey 通過銘刻的方式將內容攜帶在 UTXO 上,序數為比特幣最小單位——2100萬億個Satoshi分配獨特的標識符。而銘刻則是將內容與未花費交易輸出(UTXO)相關聯的過程。Ordinals協議的資產發行過程就像是將信息寫入見證數據中,並用BRC20的形式以JSON格式記錄將代幣信息寫入。
○ 驗證:銘文需要索引器從銘文中提取JSON信息,並將餘額信息記錄在鏈下數據庫中,驗證銘文涉及提取JSON數據並確保符合其文檔中規定的規則。
○ 缺陷:索引器具有多種中心化問題(甚至導致過交易所餘額出錯)、佔用主網空間、過於碎片化。
Ordinals 協議(BRC-20):

1.BRC-20 代幣
BRC-20是由Domo於2023年3月8日創造的比特幣實驗性代幣標準,其核心概念是利用Ordinal Inscriptions中的JSON數據。通過BRC-20標準,用戶能夠輕鬆實現Token合約的創建(Deploy)、Token的鑄造(Mint)以及Token的轉移(Transfer)等關鍵功能。截至2023年12月18日的統計數據顯示,BRC-20賽道的總市值已經達到了6.4億美元,突顯了這一代幣標準在比特幣生態系統中的重要地位,為數字資產的發展開闢了新的可能性。
2.BRC-100
BRC-100 是基於 Ordinals 構建的比特幣DeFi協議,除了本身的代幣屬性以外,BRC-100 還是一種應用協議,開發者也能基於 BRC-100 協議去設計 DeFi 等應用類的產品。據開發者MikaelBTC介紹,BRC-100引入了協議繼承、應用嵌套、狀態機模型和去中心化治理,為比特幣區塊鏈帶來了計算能力,使構建 AMM DEX、借貸等比特幣原生去中心化應用成為可能。
3.Ordinals NFT
軟件工程師Casey Rodarmor 在比特幣區塊鏈上推出了 Ordinals NFT 協議,該協議已正式上線。現在,用戶可在比特幣的最小單位 Satoshi(SAT)上創作和擁有自己的 NFT,它們使用一個隨機但符合邏輯的排序系統,使每個聰都變得獨一無二。據介紹 Ordinals NFT 與以太坊NFT相比主要有以下三點不同:
○ 相關數據均存儲在比特幣網絡中,不依賴IPFS、AWS S3等外部存儲;
○ Permissionless:交易可以通過PSBT以分散的方式完成,而不需要“授權”;
○ 其造幣的成本與交易量成正比。
4.BRC-420
根據RCSV 官方 Gitbook 的介紹,BRC-420 專注將鏈上銘文模塊化,包含元宇宙標準和即版稅標準這兩個關鍵部分,分別為元宇宙中的資產定義了開放且靈活的格式和為創作者經濟設定了具體的鏈上協議。與 Ordinals 的其他協議都是單銘文不同的是BRC-420 協議採用多銘文遞歸組合。
Atomicals 協議(ARC-20):
Atomicals,又稱原子協議,涵蓋多種資產類型,包括同質化代幣ARC20標準、NFT、Realm和Collection Containers。作為一種基於UTXO類型的區塊鏈資產發行協議,Atomicals提供兩種鑄造方式,即去中心化鑄造和直接鑄造。去中心化鑄造方式引入了Bitwork Mining,這是一種基於PoW(工作量證明)模式的鑄造方式。該協議將比特幣最小單位Satoshi作為發行資產的最小單元,當前ATOM的最小可拆分單位為546,並最小可將546個ATOM進行出售或轉移。
Atomicals協議與Ordinals在資產交易排序方面不同的是,它不依賴於第三方排序器,可用於創建(鑄造)、轉移及升級各種數字物品,包括原生NFT、遊戲、數字身份、域名和社交網絡。此外,該協議還支持創建可互換的代幣,其代幣名稱為ATOM(與Cosmos的ATOM不同,僅是名稱相同)。
近期,創始人Arthur在12月13日的採訪中分享了他對於元協議(Meta-Protocols)的看法。他認為元協議是一種全新的方法,允許開發人員創造自己的數據結構和規則,而不受限於使用已存在的嚴格結構。代表元協議的協議,如Atomicals Protocol,不斷湧現,為開發人員提供了利用智能合約創建全新結構的機會。這一趨勢使創作者能夠更專注地傾注精力於Atomicals虛擬機(AVM)。該虛擬機的推出使開發人員能夠在比特幣網絡上構建智能合約程序,為他們提供了前所未有的體驗創造方式。這意味著創作者們可以更專注地在比特幣生態中實現智能合約,推動數字創新的進程。
Atomicals 資產類型:
○ ARC20:是與Ordinals 上的 BRC20 類似的代幣格式標準;
○ Realm:Atomicals 提出的新概念,旨在顛覆傳統域名,將作為前綴來使用;
○ Collection Containers:這是一個用於定義NFT Collections 的數據類型,主要用於存儲可讀取的 NFT 和相關的元數據。據23年12月20日數據顯示,目前市值體量處於第一位的TOOTHY總市值為46.12枚BTC,7日交易量為25.74枚BTC。

五、Rollup:
○ 概述:Rollup是一種Layer 2擴展性解決方案,用於提高區塊鏈網絡的性能和吞吐量,尤其是針對以太坊這樣的智能合約平臺。Rollup通過將大部分交易數據和計算遷移到鏈外(Off-Chain),在鏈上僅記錄交易的摘要或彙總,從而減輕了主鏈的負擔,提高了整體性能。Rollup的核心思想是將鏈上的安全性與鏈下的高效性結合起來。
○ 驗證:底層區塊鏈只需要計算提交至智能合約的證明,就可以驗證Layer 2網絡中的活動(如果是OptimisticRollup的話,只有當分歧出現時才需要驗證),並將未執行的原始交易數據作為Calldata儲存起來。但由於比特幣網絡本身不能驗證DA(數據可用性),所以目前的DA驗證方式都是通過一些特別的方式完成的,比如將DA用銘文刻錄到主網,再用自己的方案驗證,又或者是BitVM那樣通過Taproot地址矩陣或Taptree實現了類似二進制電路的各類程序指令,復刻出類似以太坊主網對Rollup那樣的驗證過程,所以此類項目的架構總是千奇百怪。
○ 缺陷:目前沒有項目能完美復現以太坊上Rollup的驗證方式,要麼處於理論階段,要麼在不可能三角間做了取捨,目前市場上的項目也魚龍混雜。
BitVM(新興項目&新想法)
BitVM源自ZeroSync 項目負責人 Robin Linus 發表的一篇名為《BitVM:Compute Anything On Bitcoin》的白皮書,BitVM 是 “比特幣虛擬機 Bitcoin Virtual Machine ” 的縮寫。它提出了一種在不改變比特幣網絡共識的情況下可實現圖靈完備的比特幣合約解決方案,使任何可計算的函數都可以在比特幣上進行驗證,允許開發者在比特幣上運行復雜的合約。
BitVM 的系統類似於 Optimistic Rollup 和 MATT 提案,它基於欺詐證明和質詢響應協議,不需要改變比特幣的共識規則,主要基於哈希鎖、時間鎖和大型 Merkle 樹。這種方法的核心思想是,證明者聲稱可以將特定的輸入通過給定函數計算得到特定的輸出,如果證明者的聲明是錯誤的,驗證者可以提出一個簡潔的欺詐證明並對證明者進行懲罰(類似於Optimistic Rollups)。在這個系統中,證明者逐位承諾程序的正確性,而驗證者則通過一系列精心設計的挑戰來簡潔地反駁證明者的錯誤聲明。雙方會預先簽署一系列挑戰和響應交易,以此來解決潛在的爭議。協議的實現從證明者和驗證者將程序編譯成一個巨大的二進制電路開始,證明者在Taproot地址中提交這個電路,地址包含了電路中每個邏輯門的葉腳本。他們預先簽署一系列交易,以便在挑戰-響應遊戲中使用。這個系統的關鍵部分是比特值承諾,它允許證明者確定特定位的值為“0”或“1”,並且可以通過時間鎖強制證明者在特定時間內做出決定。
BitVM通過利用簡單的NAND門來實現邏輯門的承諾,從而證明可以表達任何電路。通過編寫門承諾來表達任何電路,並在同一個主根地址中將每一步的執行組合起來。為了反駁不正確的主張,驗證者可以利用他們預先簽署的一系列交易對證明者的聲明提出質疑。證明者可以通過揭露相應的位承諾來設置輸入值,而在不合作的情況下,驗證者可以迫使證明者在鏈上揭露他們的輸入。

BitVM是目前最接近復現ETH Rollup的方案,通過無限疊加的二進制電路(Taproot地址)確實能構成一個圖靈完備虛擬機,但其實現過程過於困難,可以想象成非要在普通計算器上實現電腦大型程序的過程。雖然目前只是個美好的想法,但還是能給後者提供一定的思路。
ARC-20 AVM(新興項目)
23年12月13日Atomicals創始人Arthur在接受採訪時表示元協議是開發人員創造自己的數據結構和規則的新方法,而不受現有嚴格結構的限制。諸如Atomicals Protocol之類的元協議不斷湧現,使開發人員能夠利用智能合約創建全新的結構。這讓創作者能夠專注於Atomicals虛擬機(AVM),該虛擬機使開發人員能夠在比特幣網絡上構建智能合約程序。
Bison(新興項目)
Bison是一款比特幣原生的ZK Rollup,可提高交易速度,同時在原生比特幣上實現高級功能。開發者可以使用 ZK Rollup 來打造創新的 DeFi 解決方案,例如交易平臺、借貸服務和自動化做市商。不同於其它L2方案採用的EVM兼容,Bison採用的是Cario VM(StarkNet同款),並且主要圍繞銘文進行生態構建。

技術方案上Bison與以太坊大多數Rollup類似,都是建立在底層區塊鏈上的執行層,但特別之處在於驗證。

Bison將狀態和Zk proof刻錄成銘文上傳至Ordinals,再通過驗證者的前端客戶端進行證明,首先,驗證者接收Zk proof和公共輸入,其中公共輸入是計算中公開已知的值。隨後,驗證者檢查證明格式的正確性,並評估約束,而無需構造多項式。使用低次數測試算法確保多項式的低次數,然後驗證組合多項式以確認其正確性。最後,驗證者檢查密碼學承諾和其他密碼學原語,如Merkle證明,以確保其與證明和公共輸入一致。如果所有步驟通過驗證,則驗證者接受證明為有效;否則,將其拒絕。從實現方式來看,Bison本質上還是主權Rollup,通過自身節點驗證,而DA只是通過銘文形式被保存和公示到BTC主網,並不能完全繼承BTC的價值。
B² Network(新興項目)
B² Network 是一個基於比特幣零知識證明驗證承諾的兼容 EVM 的ZK Rollup,交易數據和Zk proof 驗證承諾被記錄在比特幣主網上,最終通過挑戰-響應機制得到確認,然而唯一的問題還是在主網無法驗證DA。
B² Network 的技術架構包括兩個基本層次和一個挑戰機制:Rollup層和DA層。在Rollup層,B2採用ZK Rollup,結合zkEVM解決方案負責執行Layer 2網絡中的用戶交易以及輸出相關的證明。用戶的交易在ZK Rollup層提交和處理,用戶的狀態也存儲在這一層。批量提案和生成的Zk proof隨後被轉發到DA層進行存儲和驗證。
DA層包括去中心化存儲、B2節點和比特幣網絡。這一層負責永久存儲Rollup數據的副本,驗證Zk proof,最後將這些數據刻錄到銘文上傳至主網,同時,驗證系統進行去中心化驗證,並生成比特幣Commitment。最後由於主網無法驗證DA,Bitcoin Committer Module將Zk proof的Commitment寫入主網,並設置一個時間鎖定的挑戰,允許挑戰者對Zkp驗證的Commitment進行爭議。如果在時間鎖定期內沒有挑戰者出現,或者挑戰失敗,Rollup將最終在比特幣上得到確認。相反,如果挑戰成功,Rollup將被回滾。而挑戰成功者的報酬是可以取走鎖在BTC主網的資產作為獎勵,失敗的情況下則是節點取回資產。項目的構思值得稱讚,但依然沒法完全繼承BTC的去中心化和安全性。
結語
多年來BTC一直是以數字黃金的形態在價值存儲上發揮作用的,而如今的生態爆發也給了Rollup項目逃離以太坊四天王(OP、ARB、Zks、Stark)統治,以及將BTC轉化為生產資產的機會。但遺憾的是形似終歸只是形似,無論哪種方案都沒能完全繼承BTC去中心化與安全性的價值,究其原因還是突破不了BTC無法驗證這一難關。而目前整個市場也是亂象橫生,近期更有甚者直接Fork了別人的方案(SatoshiVM),打著BTC L2的旗幟在外招搖撞騙,募取資金。在BTC淘金熱的浪潮下,各位也需要對項目進行仔細甄別,不能一時Fomo跌進深坑。
參考文獻
1.從BTC腳本到Subscript:智能合約語言剖析:https://www.sohu.com/a/439259721_120969128
2.一文盤點五類比特幣擴容方案優缺點:https://www.odaily.news/post/5190588
3.鏈下交易:比特幣資產協議的演化:https://www.btcfans.com/zh-tw/article/107183
4.RGB 協議或是智能合約的終極形態?:https://www.techflowpost.com/article/detail_15076.html
5.比特幣的可編程性:https://www.btcstudy.org/2022/09/07/on-the-programmability-of-bitcoin-protocol/#二-基本模塊與特性
6.比特幣=熊貓?深入探討比特幣生態的投資方法論:https://www.odaily.news/post/5191166
7.牛市第一響,BTC L2 將造就 alpha 之王:https://twitter.com/blockpunk2077/status/1748652961436492288
8.Haotian:https://twitter.com/tmel0211/status/1749322402079887551
9.什麼是Taproot,它又如何讓比特幣受益?:https://academy.binance.com/zh/articles/what-is-taproot-and-how-it-will-benefit-bitcoin
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