比特幣生態層：拉開無需信任的金融時代帷幔（三）

作者/貢獻者：Kyle Ellicott, Yan Ma, Darius Tan, Melody He

中文翻譯：0xNirvana

《比特幣生態層：拉開無需信任的金融時代帷幔》是一份關於比特幣生態系統各方面發展的研究報告。本報告由Spartan Group團隊、Kyle Ellicott以及多位提供反饋和見解並慷慨花費時間對本文的最終版本進行審閱的專家們共同撰寫。這份報告於2023年12月起草，其中的數據截至行文時為準。此篇為全系列四篇文章中的第三篇。

第一篇：比特幣生態層：拉開無需信任的金融時代帷幔（一）

第二篇：比特幣生態層：拉開無需信任的金融時代帷幔（二）

比特幣生態層（Bitcoin Layers）概念於2018年提出，旨在解決其擴容性的挑戰，這代表了比特幣演化的一個重要轉折點。從歷史上看，各種希望增強比特幣L1性能的努力共享一個同樣的目標：促成鏈下交易，以提高網絡的可擴展性。這些嘗試都圍繞著由L1提供的安全結算層進行。比特幣生態層從以太坊的分層架構中汲取了靈感，已經演變出一系列解決方案，包括L2、L3、數據層和應用層等。這些創新體現了比特幣網絡對其先天侷限性的自適應，展示了比特幣原生固有的進取態度，即朝著一種更強大、更多功能的區塊鏈基礎設施不斷邁進。

新興的比特幣生態層正在引入多種功能，從而使網絡的效能獲得進一步的轉變。這些生態層提供了：

智能合約可編程性：使得在比特幣網絡上直接執行復雜的金融和合約交易成為可能。

吞吐速度提高：顯著縮短交易處理時間，部分生態層的交易速度可以達到少於30秒。

基於信任最小化的BTC至L2跨層轉移：促進了BTC在各生態層之間的安全、高效地轉移，對於比特幣採用的聯邦系統方式過於中心化的問題提供了一種解決方案。

成本效益：因交易成本的縮減，對於更廣泛的用戶群體而言，降低了比特幣交易的門檻和訪問難度。

資產發行和Rollups：為資產創造和打包交易提供了全新途徑，以提升效率。

互操作性和隱私措施：增強網絡與其他區塊鏈系統的相互作用能力，並保護用戶隱私。

虛擬機（VMs）和其他特定功能：支持包括遊戲、金融、媒體和去中心化科學（DeSci）等各種應用。

這些基於比特幣L1而構建的生態層是具有戰略意義的，利用L1作為類似“冷存儲”存放BTC資產基礎平臺。這種分層架構不僅允許BTC資產在不同生態層之間無縫轉移，從而釋放比特幣超過8500億美元的休眠資本，此外，那些基於這些生態層而構建的應用程序還將能夠得益於比特幣難以被比擬的安全性和穩定性。

比特幣生態層圖景（2024年3月）

截至2023年第四季度，比特幣生態層開發方面已取得了顯著進展，尤其體現在L2解決方案上。比特幣的生態系統擴展到包括側鏈（Sidechains）、驅動鏈（Drivechains）、合併挖礦鏈（Merge-Mined Chains）以及權益證明鏈（Proof-of-Stake Chains）等多種形式。同期，我們還見證了多種協議、代幣標準、跨鏈橋、Rollups以及其他創新解決方案的湧現。

這些發展不僅僅是技術上的飛躍，還彰顯了比特幣實用性的範式轉變，為用戶採納和應用部署開闢了新的路途。分層架構方式凸顯了比特幣擁有適應性和不斷進化的能力，因此，比特幣仍然在日新月異的數字世界中進一步鞏固了其地位。以下部分詳細描述了這些類別中的關鍵創新點，展示了比特幣分層生態系統的動態性和前瞻性。

比特幣L2：四大金剛

比特幣二層由“四大金剛”所引領：即Stacks、閃電網絡（Lightning）、RSK和Liquid。這四個主體承擔執行了大多數比特幣L2交易，塑造了比特幣可擴展解決方案的格局。每一個L2解決方案都有其獨特的特點和功能，為比特幣生態系統的增長和可擴展性做出了獨特的貢獻。

對比比特幣L2“四大金剛”

1. 比特幣L2項目Stacks始於2017年，由普林斯頓的計算機科學家Ryan Shea和Muneeb Ali共同創建，旨在為比特幣啟用智能合約。Stacks網絡的初始版本於2021年1月啟動，允許智能合約和去中心化應用程序使用比特幣作為安全的L1網絡。Stacks比特幣L2通過其轉移證明（ Proof-of-Transfer, PoX）共識機制激活了比特幣經濟，該機制與比特幣的工作量證明（PoW）共識並行運行，並複用了比特幣的計算能力。

網絡的安全性進一步通過“堆疊”（Stacking）來加強，其中Stacks代幣持有者承諾將網絡的原生STX代幣（當前堆疊週期中價值2.5287億美元）用於驗證交易，確保Stacks網絡的安全，並以BTC形式獲得獎勵。

Stacks上的智能合約使用Clarity編碼，這是一種人類可讀的原生語言，它可以響應比特幣交易和與BTC的資產原生互換。

STX代幣作為L2上的燃料，是2019年首個獲得美國證券交易委員會（SEC）認可的代幣，並在2021年主網啟動前作為非證券資產進行了去中心化的SEC更新備案。

STX是整個加密行業排名前50的項目，截至本文撰稿時，也是CoinMarketCap前100名中唯一的比特幣L2原生代幣。在2022年Electric Capital開發者報告中，STX上的開發者活動在整個行業中位列第38，其中，STX月活躍開發者數量自2015年起持續增長，截止至2023年10月，共有175名活躍開發者。

在Stacks上的每月活躍開發者數量。來源：Electric Capital

未來潛在影響因素

○ Nakamoto 網絡升級（2024年第二季度）將使Stacks通過L2實現快速且價格低廉的BTC轉賬，同時還100%擁有與比特幣網絡一致的安全性（重組抵抗力）。此外，網絡的交易速度將從當前的單次結算時間10至30分鐘以上，減少至大約5秒鐘一個區塊，速度提升了約1000倍，遠優於比特幣兩個區塊產出之間所需的時間。截至2023年12月，該升級開發已達成了兩個主要里程碑，即v0.1版本的“Mockamoto”和v0.2版本的Neon，這是一個“受控”的測試網，具有單一礦工、單一堆棧者和堆棧者簽名功能。

○ sBTC是一種去中心化的、與比特幣1:1掛鉤的資產，可以在比特幣和Stacks（L2）之間部署和轉移BTC，並可在交易充當Gas，無需額外資產。sBTC轉賬由比特幣的哈希算力100%保障。要想逆轉一筆交易，必須對比特幣本身進行攻擊。

sBTC發佈計劃 來源: sBTC

Stacks 層的成功運行讓比特幣成為了一種完全可編程的資產，並且這種轉變是以去中心化的方式進行的。這將會促進對Stacks和比特幣更多需求的湧現。這種情況可以為飛速發展的比特幣經濟提供發展沃土，釋放數千億美元的被動比特幣資本，並使比特幣成為一種更安全的Web3網絡的支柱。

2. 閃電網絡（Lightning Network）於2018年發佈（白皮書在2016年發佈），它使得比特幣上的微額支付可以實現即時、不受地理位置限制地以極低成本完成。閃電網絡顯著的交易處理能力和不斷增長的採用率凸顯了其在增強比特幣的可擴展性和交易效率方面的作用。

該協議利用智能合約來創建支付通道，結合了鏈上結算和鏈下處理過程。

當一個通道關閉時，交易會被整合併發送到底層網絡，即比特幣網絡。閃電網絡的原生資產是Lightning Bitcoin。

截至2023年8月，該網絡每天處理約21.3萬筆路由交易，每月總計約660萬筆，佔網絡公共容量的約52%。這些大致數字自2021年8月K33估算的50.3萬次閃電支付以來增長了1212%。

此外，平均而言，Lightning 網絡每天處理了至少相當於47%的比特幣鏈上交易量。

閃電網絡正在提升比特幣的每日交易量。來源：River

3. Rootstock (RSK) 由RSK Labs於2015年創立，該網絡通過其RSK虛擬機（RVM）將與以太坊虛擬機（EVM）兼容的智能合約引入到比特幣中。使用RVM，開發者可以將以太坊合約移植到比特幣之上。RSK的原生資產是Smart Bitcoin (RBTC)，與BTC保持1:1錨定，但並非無需信任。由於其區塊的安全性基於“合併挖礦”，RBTC仍然依賴於中心化託管方，這突顯了L2解決方案在安全性與去中心化程度之間的一種折衷舉措。

4. Liquid Network由Blockstream在2018年發佈。Liquid Network 作為比特幣側鏈，使用戶能夠在比特幣上進行快速、安全且被保密的交易。 Liquid Network獨立於比特幣運行，擁有自己的賬本，並放棄了利用比特幣的工作量證明（PoW）共識機制，轉而依賴由約60名成員組成的Liquid聯盟（Liquid Federation）來創建新的區塊。Liquid Network的原生資產是Liquid Bitcoin（L-BTC），是BTC的“封裝”版本。Liquid Network的獨立運作展現了比特幣L2生態系統內部方法的多樣性。

今天，儘管沒有任何一個比特幣L2解決方案持有超過10,000個BTC或擁有數百萬用戶，但其實現指數級增長的潛力仍然不容小覷，這些解決方案在比特幣未來提升可擴展性和功能性中的關鍵作用被不斷強化。隨著比特幣L2技術的不斷精進，在保持核心網絡的穩定性同時，開發者們開始開闢多條途徑來使得比特幣相關的快速實驗成為可能。未來L2解決方案的成功將取決於它們是否具有提供完整執行環境（如EVM）的能力來解決當前的開發局限性，以支持一種更包容的開發環境。

解析比特幣L2的不可能三角

在探索提升比特幣生態層擴容性的過程中，一個新問題浮現出來：即L2的不可能三角。回顧區塊鏈的不可能三角並將其應用於比特幣的L2時，這些問題依舊存在，只是權衡的抉擇略有不同。在L2不可能三角中，選擇被限制於：

A. 開放網絡或聯盟網絡。

B. 是否引入新的代幣。

C. 擁有完整/全局的虛擬機（VM），還是僅有有限的鏈下合約

業界已經嘗試過“正方形化”這個“不可能三角”，讓現有的比特幣礦工轉而在L2挖礦以實現資源的再利用。RSK（原名Rootstock）和Drivechains就是那些做出嘗試的先例。在這種方法中，礦工激勵成為一個懸而未決的問題，這與早期的以太坊情況類似，即鏈上的燃料費可能並不足以為礦工提供激勵。

閃電網絡（Lightning）選擇了A和B，開放網絡無代幣，但沒有全局狀態的完整虛擬機（VM）。

Stacks選擇了A和C，擁有開放網絡和完整的虛擬機，並引入了新的代幣（STX）。

Liquid選擇了B和C，無代幣但有完整虛擬機，以聯盟（Federation）的方式進行網絡運作。

開發者們在早期的討論中提到了在比特幣（L1）中加入新的操作碼，理論上這些新的操作碼可以幫助解決現有的問題。例如，op-snark-verify 這樣的操作碼可以被用於在比特幣（L1）中驗證L2網絡的計算。然而，從歷史上看，實施軟分叉或硬分叉這樣的改動在比特幣中充滿挑戰，暗示著短期內這種解決方案可能並不可行。

展望未來，比特幣生態系統的版圖極大可能將超越目前僅存的幾種L2解決方案，還需要增加數以百計的新方案來充分探索和發揮該網絡的潛能。當前，開發者們正在權衡L2三難問題中的抉擇，以儘可能達到一種平衡。一種趨勢正在形成，即利用任何人都可以自由進出並進行挖礦的開放網絡，為智能合約提供完整的虛擬機（VM）環境，並將全局狀態作為其核心屬性。這種做法模仿了以太坊和Solana等其他區塊鏈生態系統中的成功架構，預計將對塑造比特幣L2技術發展的未來軌跡產生巨大影響。

層出不窮的創新解決方案

除了現有的四大巨頭之外，比特幣生態上的快速實驗從未間斷，眾多項目湧現於基礎設施工具、標準和協議等各個領域。隨著技術棧的形成，填補了應用需求中的現有技術空缺，這些創新正積極引入新的類別定義。

Ark是一個在2023年5月推出的實驗性L2協議。通過其始終在線的、無需信任的中介工具Ark服務提供商（ASP），Ark使用戶能夠以低成本、匿名地進行比特幣的鏈下可擴展支付。隨著用戶在協議上進行交易，接收方可以在不需要獲取入站流動性的情況下收到款項，同時與閃電網絡相比，保持接收者隱私的同時，還降低了成本。

Babylon，於2023年Cosmoverse大會上發佈，是一個採用權益證明（PoS）機制的網絡，包括兩種安全共享協議，用於比特幣和其他PoS網絡之間：比特幣時間戳和無橋接質押。

Botanix（Spiderchain L2）是一個為比特幣設計的權益證明（PoS）以太坊虛擬機（EVM），利用分佈式多籤網絡，實現與比特幣的雙向錨定，增強了其互操作性。

Interlay是一個連接比特幣和多鏈生態系統的模塊化和可編程網絡，作為Polkadot的平行鏈運行。Interlay創建了一個去中心化的比特幣橋接工具，能夠鑄造iBTC，或稱為“有價值的BTC”（valuated BTC），即一種由比特幣1:1支持的多鏈資產。

MintLayer 是一個採用權益證明（PoS）機制的網絡，旨在作為比特幣的側鏈，並且為去中心化金融（DeFi）相關活動進行了有針對性的優化，包括原子交換等。通過MintLayer，用戶不需要使用比特幣的封裝版本或智能合約語言（例如Solidity等）來創建代幣，因為該網絡基於UTXO模型，只需創建包含額外數據的交易即可。該網絡旨在使用可驗證隨機函數（Verifiable Random Functions）每120秒產生一個區塊，並在1000個區塊後達到最終確定狀態。

銘文（Ordinals）。2022年6月30日發佈的創新性框架“Ordinal Theory”即刻引發了一場關於在比特幣生態進行建設的文化浪潮。僅僅幾個月後，2023年12月，開發者們紛紛開始轉向Ordinals (Ord)，它無需單獨側鏈、代幣或對比特幣核心網絡的更新，就可以實現在比特幣上進行銘刻（Inscription）。這些銘刻是不可變的、鏈上的、非貨幣化的數字工件（如比特幣NFT），包含了原始文件數據（視頻、音頻、圖片、可執行軟件等），它們會被永久記錄在比特幣上，並且可以被轉移或發送到比特幣地址、錢包等。

自從2022年12月14日首次進行銘刻以來，Ordinals的發展路徑一直呈現著指數級的增長，新的實驗、基礎設施工具和標準不斷湧現。在最初的90天內，超過46萬次的銘刻被完成，而截至目前為止，全年的銘刻次數已超過4620萬次，期間產生的費用約為3365枚比特幣（價值約合1.488億美元）。

RGB 網絡(Really Good Bitcoin) 是一個基於比特幣的協議，利用了閃電網絡技術，但並不是一個代幣協議。

Threshold Network 是一個注重隱私的合併網絡，它結合了Keep 和 NuCypher 的功能，允許用戶利用 Keep Network 通過鏈下容器以及 NuCypher 提供的秘密管理和動態訪問控制的隱私工具來保護私人數據。Threshold 創建了 tBTC 比特幣橋，即一個去中心化且無需許可的跨鏈橋，橋接了比特幣和以太坊網絡。

目前開發者們每週都在發佈眾多的新協議和標準，這些協議實驗僅僅是其中的一小部分。新協議和標準的不斷推出象徵著比特幣技術堆棧的活力與演變。這些發展所產生的動力，尤其是在2024年第二季度即將到來的比特幣減半事件的背景下，預示著比特幣生態系統在進一步的創新和採納方面仍擁有廣闊的發展前景。

代幣標準的崛起

在多個新興協議相繼出現之後，社區也開始嘗試新的代幣標準，這為可能利用比特幣獨特架構的代幣設計提供了一個初步預覽。雖然這些標準還處於起步階段，但值得我們注意的是，開發者們已經開始認識並接受這些已推出的新工具，並意識到它們與以太坊生態系統中同類產品有著相似之處。

BRC-20是DOMO創建的一種實驗性代幣標準，於2023年3月初發布，旨在比特幣上創建可替代代幣。這種標準利用Ordinal銘刻和JSON數據，模仿了以太坊的ERC-20模型，但為比特幣生態系統量身定製，功能有限。隨後，多個平臺迅速跟進，開發了支持這一實驗性代幣標準的工具和launchpad（ALEX、Bitget、Leather、OrdinalsBot、UniSat Wallet、Xverse等）。值得注意的是，作為該標準下部署的第一個代幣，ORDI代幣到2023年5月市值超過10億美元，在CoinMarketCap上排名第52，截至撰寫時市值超過13億美元。

BRC-721E是一個類似於廣泛採用的ERC-721的實驗性代幣標準，由Bitcoin Miladys、Ordinals Market和Xverse共同合作推出。在其初始狀態下，這一實驗性標準允許用戶將NFT從以太坊橋接到比特幣網絡，將一個精簡版的NFT及其指向原始以太坊版本的鏈接銘刻進去，並具備空投功能。一旦NFT被橋接過去，它將自動出現在Ordinals Market。這一實驗為兩個網絡之間的跨鏈互動展開了多種可能性。

ORC-20是一個實驗性的開放代幣標準，旨在在保持與BRC-20向後兼容的同時，提供更靈活的命名空間，並在未來的發展中引入UTXO以防止雙花支付問題。

ORC-CASH是一種基於Ordinals Protocol 的實驗性代幣標準，旨在最適合 UTXO 安全模型，並作為 ORC-20 標準的簡化版本。

RUNES是Ordinals 創始人 Casey Rodarmor 在 2023 年 9 月提出的，一種作為 BRC-20 標準的替代方案，實驗性可替代代幣協議。Runes 旨在不依賴鏈下數據或要求使用原生代幣，而是通過UTXO來持有餘額，且交易通過特定的腳本條件來識別。

SRC-20 是由Mike In Space創建的一種代幣標準，被稱為比特幣郵票（Bitcoin Secure Tradeable Art Maintained Securely），它們是直接存儲在比特幣區塊鏈上的數字藝術品，由於存在於 UTXO 集（未發送交易）中，因此它們無法被prune。

STX-20是一種實驗性的銘文協議標準，於2023年12月發佈，旨在通過在STX代幣轉移的元數據中嵌入協議信息，來在Stacks區塊鏈上創建和分享數字工件，其信息限制為34個符號。STX-20的發佈導致Stacks網絡出現了有史以來最大的區塊之一，含交易筆數超過10,000筆。

隱私與安全解決方案

除了擴容性之外，開發者們還在致力於將rollup技術引入比特幣，並也在為其添加一個至關重要的安全層方面做著巨大的努力。雖然這些技術還處於早期開發階段，但已經出現了一些值得注意的實驗項目，如Urbit、Rollkit、ZeroSync、Alpen Labs、Bison Labs、Chainway、Kasar Labs等等。

生態系統中的其他實驗還包括專門設計的協議等，例如1btc、BNSx和Rooch Network，隨之出現了新的分類定義，如Drivechains（驅動鏈）、Spiderchains（蜘蛛鏈）、Federated Chains（聯邦鏈）、Spacechains（空間鏈）和Softchains（軟鏈），每一個都見證了旨在為擴展技術堆棧做出貢獻的項目的發展。

這些創新提升了比特幣網絡的內在價值，並將比特幣的定位升級為一個更加多功能、更安全的平臺。它們在提升網絡擴容性和提高其支持各種應用程序的能力方面起著關鍵作用。隨著這些技術的不斷髮展，預計它們將顯著增強網絡處理更大交易量和多樣化應用的能力，同時還堅守隱私維護和安全保障等基礎原則。層出不窮的比特幣生態創新共享一個終極目標，即打造足夠流暢的用戶體驗，而無需擔憂基礎設施是否可以提供足夠的支持。

比特幣與金融未來

比特幣正通過其二層(L2)解決方案的革新和隱私增強技術的發展，塑造一個無需信任的金融生態系統。這些進展標誌著比特幣在功能性上以及對金融行業潛在影響上的重大轉變。得益於提高的隱私性、安全性和擴展性，比特幣已經做好準備，以支撐從傳統金融交易到創新的去中心化金融（DeFi）方案的多樣化金融應用。這種轉型突出了比特幣不再只是作為一種資產，而是作為構建更安全、高效和更包容的金融體系中的一個基本構件的角色不斷增強。隨著這些技術的不斷採納，比特幣在構建無需信任金融系統中的中心作用日益顯著，進一步鞏固了其作為未來金融體系關鍵支柱的地位。

作者更新（2024年3月1日）

自我們的初始報告以來，比特幣生態系統已經見證了顯著的發展。值得注意的是，比特幣的價值自2021年11月以來首次突破了6萬3千美元，標誌著市場的顯著反彈。與此同時，比特幣第二層解決方案（L2s）的景觀正在迅速擴展，DWF的L2追蹤列表現在列出了28個新的比特幣L2項目。那麼問題來了，如何準確評估這些L2的潛力？

比特幣雜誌已經建立了一套編輯政策，以三個標準來定義真正的比特幣L2：使用比特幣作為原生資產，使用比特幣作為交易結算的執行機制，並展示對比特幣的功能性依賴，這已經引起了不少討論。因為這一定義將許多新興平臺，特別是那些朝著帶有自己代幣的去中心化擴展發展的平臺，歸類為“元協議”或“寄生鏈”，而不是真正的L2解決方案。

儘管有這些分類，很多項目方或用戶並不是很在意，因為更廣泛的目標仍然是增強整個生態系統。以下是一些引起我們興趣的顯著創新：

Merlin Chain- 由BRC-420和Bitmap背後的團隊領導，這個以資產為中心的L2旨在將顯著的L1資產及其用戶基礎橋接到L2，截至2月底，其鎖定的總價值（TVL）已超過20億美元。

B-squared Network - 該平臺採用模塊化方法，將zk-rollup作為執行層與B² Hub結合起來，與比特幣網絡集成去中心化存儲，從而形成一個涵蓋共識、數據可用性和結算層的綜合生態系統。

BounceBit - 這是一個比特幣重新質押鏈，用戶可以在利用LSD進行BTC質押和鏈上農耕的同時，賺取原始的CeFi收益，基本上在比特幣上進行“重新質押”。TVL本月也已經飆升到超過5億美元，併成功籌集了資金。

BOB- 該項目利用以太坊虛擬機（EVM）來啟用智能合約的創建和執行。

BEVM- 通過比特幣輕節點和Taproot閾值合約的組合POS共識來實現比特幣與BEVM之間的去中心化互動。

Citrea- 在比特幣上的zkEVM，證明被記錄在比特幣上，並通過BitVM進行驗證。

值得注意的是，很多新興的比特幣L2項目的興起，主要由中國團隊推動，並得到了龐大的中文社區的支持，這些社區帶來了大量的TVL，表明了比特幣生態正在向東方回遷。

這些項目已經成功改善了比特幣的跨鏈功能，利用它們以前的建設經驗實現了顯著增長。然而，這種激增也引發了關於L2解決方案可能出現流動性碎片化的擔憂，正如以太坊所展示的那樣。相反，這為擴大比特幣資產的使用並吸引更多比特幣用戶使用這些新平臺提供了機會。儘管這些產品中的許多存在相似之處，但比特幣L2的未來仍然充滿不確定性和動態變化，期待進一步的發展。