一文盤點五類比特幣擴容方案優缺點

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Hacash爱好者
10個月前
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全面分析五類比特幣擴容技術:側鏈、銘文腳本、Taproot 協議、主網升級和單向轉移的優缺點,

從近期的加密社群討論動向和新項目發布情況來看,比特幣擴容賽道似乎已經走在了成為下一個主流敘事的路途上。由於比特幣一層暫不支援智慧合約,且以BCH、BSV 為代表的大區塊路線曾被否定,比特幣擴容生態如今幾乎全部由側鍊或Layer 2 類方案主導,但也不乏主網升級或單向轉移等新擴容模式的競爭。

本文將比特幣擴容技術總結為五大分類:側鏈、銘文腳本、Taproot 協定、主網升級和單向轉移

在更底層的技術核心和經濟模型方面來看,相同類別的擴容技術都具備類似的優點,也面臨大致相同的根本限制。透過從多個維度對比這些新舊擴容方案的優缺點,力圖描繪出一張比特幣擴容生態全景圖和賽道方向優缺點的指引手冊。

側鏈

比特幣擴容需求並不是現在才第一次被發現和關注,早在2013 年12 月,比特幣社群就提出了側鏈的概念,可以將BTC 從主鏈轉移到其他獨立開發的區塊鏈上進行流通,並可返回主鏈。

側鏈方案以Blockstream 的LiquidStacksRootStock為代表,它們在激勵機制方面有所區別。例如Stacks 的主網代幣STX 可以質押後獲得以BTC 支付的交易費用,Rootstock 則採用跟比特幣主網「合併挖礦」的方式意圖取得比特幣礦工的支援。

優點:

1.擴容能力強:由於是另一條單獨開發運行的區塊鏈,則可以突破比特幣本身的技術框架限制,並採用更前衛的區塊鏈技術。一般來說,就是在側鏈加上圖靈完整的智慧合約功能,以期待像以太坊一樣迎來應用生態爆發

2.副作用低:幾乎不會對比特幣主網產生負面影響,只是增加了一些與特定地址進行代幣交易的「跨鏈轉帳」。

缺點:

1.BTC 中心化管理問題:通常與其它區塊鏈間跨鏈橋的管理機制一樣,儘管其描繪的運營機制不同,但本質上都是由多個實體控制的多簽地址統一保管這些掛鉤到側鏈的比特幣。我們無法100% 假定這些管理者在某種壓力下不會妥協或串通,甚至不能確保這些宣稱「分散的節點」背後不是由同一個實體在控制。

2.團隊控制:團隊控制權限大,主網初始去中心化程度嚴重不足

3.分流主網費用:分流比特幣主網的手續費,減少礦工激勵,可能造成潛在的帳本安全風險

事實上,從側鏈概念首次提出,距離現在已經過去了幾乎十年,其仍然沒能成為公認成功的比特幣擴容機制的原因,主要就是上文所述的中心化問題。

腳本銘文

Omni Layer、Ordinals、BRC-20、Runes為代表,特點是直接在比特幣交易的輸出腳本內添加某種描述性數據,用於表述資產的發行或轉移。

通常是用OP_RETURN 操作碼來實現的,帶有該操作碼的輸出會被普通的比特幣節點無視,但可以被能夠感知這些代幣協議的自定義節點解釋,這些節點會實施特定代幣協議的驗證規則,在比特幣主鏈以外來單獨處理資產發行或轉帳等相關事項。

這種被稱為「染色」或「銘文」的區塊鏈資料刻錄方案,其實是受到比特幣UTXO 交易結構制約的結果,而並不是一種經過成熟設計的技術創新,或者說只是一種補丁。

優點:

1.夠簡單:多為JSON 等直覺資料格式,一定程度人類可讀。更簡單的協議也能更快的開發出外設工具和生態,這也是為什麼Ordinals 協議能夠快速火爆的重要原因。

2.鏈上數據可用性:基本上將所有元資料保存在比特幣鏈上,鏈下只需要進行協議表徵資料的解釋即可。

缺點:

1.佔用鏈上空間:造成全節點運作負擔進而影響比特幣主網去中心化。有些專案的火爆往往還會帶來主網擁堵。

2.資產碎片化問題:由於每個NFT 都用一個聰來表示,將影響BTC 的可互換性,並形成非常多的「粉塵BTC」。

3.擴容能力非常有限:基本上僅限於資產發行,無法承載更多的DeFi 需求。

4.安全性弱:銘文只是一段對於比特幣來說無意義的特定格式文本,完全依賴鏈外共識來運作。而去中心化的區塊鏈之所以有足夠的安全性,是因為相關規則都是在鏈上來執行與驗證。

Taproot 協議

Taproot 是一種比特幣解鎖腳本的壓縮、隱藏和結構化技術,可在數據量不變的情況下支援更複雜的腳本邏輯。

以Lightning Labs 剛剛發布的Taproot Assets為代表,是可與閃電網絡直接整合的比特幣元協議,支援FT 和NFT。特點是不使用比特幣作為完整的資料可用層。用戶預設自己儲存數據,或使用鏈外數據儲存服務。

近日ZeroSync 開發者Robin Linus 發布新的比特幣提案BitVM,可以被視為一種增強版的閃電網絡。比特幣合約的「邏輯」將在鏈外執行,但驗證將在主網上進行。 BitVM 的架構是基於詐騙證明和挑戰回應模型,其中「證明者」可以提出主張,「驗證者」可以執行詐騙證明,以在提出虛假主張時懲罰證明者。

另外,經過多次重構和演變的RGB 協定的最新版本也可以與Taproot 和閃電網絡進行相容。

優點:

1.協定原生:與比特幣原生協議Taproot 進行相容,技術基礎安全性強,市場接受度更高。多個協議之間公用同一套基礎設施,潛在可組合性強。

2.去中心化程度高:協議開放性強,不必擔憂資金受任何創始團隊的控制。

3.副作用低:基本上都將計算或博弈操作放置在鏈外進行,比特幣主網只負責最終的匯總或仲裁,且不用披露全部的腳本邏輯。只需要給出生效的那部分數據,避免了例如以太坊將所有代碼和呼叫都包含在鏈上而導致的“狀態爆炸”問題。

缺點:

1.擴容性差:多數僅支援簡單場景內的基礎功能,例如散列鎖定、時間鎖和多重簽名。例如BitVM 模型的一個主要限制是它只適用於兩方互相博弈的情況,一個扮演證明正確執行的角色,另一個扮演驗證正確執行的角色。

2.互動麻煩:需要先鎖定資金作為懲罰標的,然後建立多個腳本路徑並產生UTXO 交易。 BitVM 也要求在合作情況下所有參與者始終保持參與。

3.數據冗餘:例如RGB 協定的「客戶端驗證」模式需要用戶保留相關代幣的所有歷史交易記錄,並在轉帳時一併發送給代幣接收者。

4.協議複雜:如果要支援像以太坊一樣的可程式性,將受制於UTXO 結構的限制,導致技術實現非常複雜,超出多數人能夠快速掌握的程度,相關工俱生態的開發更加困難和稀少,從而嚴重影響市場採用。

主網升級

以LayerTwoLabs 為代表,發布了BIP-300 BIP-301 比特幣改進提案,意圖透過新增新的腳本操作碼,用於讓比特幣協議原生支援某種Rollup 擴容技術。

不得不說,試圖推動整個比特幣主網技術的升級,即使是很小的一方面,也可能是最「硬派」的做法。因為這意味著直接指出比特幣存在的某些缺陷,並承認當下的比特幣並不是最後、最完美的解決方案。

優點:

1.原生協定:直接對比特幣核心層進行迭代升級,支援Rollup 類擴容,在資料可用性、安全性等方面更優。

2.工具、生態體系成長更迅速:一旦主網升級成功,將獲得相比其他方案更聚焦的關注度,社群能更信任地集中力量建構各類供給和基礎設施。

缺點:

1.實施難度極高:目前來看甚至幾乎不可能。由某個創業團隊來說服整個比特幣社區內的機構、礦工、礦池、開發組、KOL、用戶和ETF 申請方等等而獲得他們的一致支持,平衡所有人的利益,是一項過於艱鉅的工作。

2.科技風險顧慮:直接升級比特幣的方案對擴容技術的優質、成熟程度,存在比其他方案高得多的要求,更無法容忍任何潛在錯誤,這會導致大家對待協議層的升級更加審慎,進一步增大實施難度。

單向轉移

以Hacash 提出的BTC One-Way Transfer 為代表,可以認為是一種將側鏈提升為在各個方面都超過比特幣主鏈的“繼承鏈”或“並行鏈”技術。 Hacash 不僅迭代擴容技術,還宣稱將對比特幣貨幣屬性進行升級。

某種意義上,這要比直接升級比特幣的BIP 類方案更加驚世駭俗:不僅僅覺得比特幣有缺陷,而且還要完全拋棄掉比特幣現有主網,將BTC 的價值與技術進行剝離,用另一套全新開發的區塊鏈技術體係去承接原有BTC 的價值。

舉個不太恰當的例子,單向轉移就像是將人的靈魂從原來的軀殼內抽離出來,注入到另一個身體裡並複活過來,靈魂就是BTC 的價值,軀體就是比特幣主網技術。

優點:

1.技術成熟:幾乎是一勞永逸地解決了比特幣的各類技術遺留問題,支援一層defi、二層大規模支付,和多層多鏈擴容模型,架構設計更加成熟。

2.真實的去中心化:不存在通常側鏈技術的BTC 中心化管理問題,且新鏈的各方面去中心化程度不論在技術或經濟模型層面都不弱於比特幣。

3.按需升級:無需取得全體社群一致支持,可由每位比特幣持有者自行獨立決定是否升級(進行轉移)。

缺點:

1.方案另類:不可回退的BTC「單向轉移」模式太過另類,挑戰大家現有的核心共識與價值判斷,需要更多的資料和證明。

2.升級體系過於複雜:包含多個層次的擴容協議和貨幣屬性的升級優化,也涉及貨幣經濟學理論,理解困難。

一個生態的繁榮,必定是各種路徑都得到充分討論和普遍嘗試,並最終角逐出優質的、符合行業發展本質邏輯的解決方案。現在就去預測這些項目的成功或失敗還為時過早,但無論如何,我們似乎已經看到了一個稍微模糊的未來:比特幣王者歸來並重新佔據舞台的中心,而且,再一次將去中心化、去信任化的偉大加密精神在世界點亮

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