Cregis Research:2023年比特币生态调研报告

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8個月前
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围绕三大类别,全面解析多元化、不断发展的比特币生态系统。

一、引言

在探索比特幣的生態系統時,我們可以將其項目分為三大類別:主網擴展協議、二層解決方案和圖靈完備性解決方案。主網擴展協議直接在比特幣的主鏈上實施,擴展其功能。二層解決方案則在比特幣主鏈之上構建,提供額外的功能和改進,例如提高交易速度和降低交易成本。最後,圖靈完備性解決方案為比特幣引入智慧合約功能,使其能夠支援更複雜的應用,並開拓比特幣用例的新領域。這三大類別共同構成了一個多元化、不斷發展的比特幣生態系統。本文將圍繞這三大類別,提供一個全面的解析。

二、比特幣主鏈擴展協議

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(一)Ordinals

(1)簡介

Ordinals 協議由開發者Casey Rodarmor 於2022 年6 月在其Github 中發布。 ordinals 協議利用比特幣區塊鏈的特性,允許對每個Satoshi(比特幣的最小單位)進行獨特標記和追踪。 Ordinals 的核心理念是透過稱為"inscription"的過程,將文字、圖像和影片等元資料附加到單一Satoshi 上,從而創造出獨一無二的數字資產。用戶可通過開源項目ord(https://github.com/ordinals/ord),實現鏈上資料儲存。

(2)發展歷史

2020 年1 月:比特幣核心開發者Pieter Wuille 發布了BIP 341 和BIP 342 比特幣改進提案為今天的比特幣生態帶來了可能性。

2022 年6 月:Casey Rodarmor 對BIP 342 中的Tapscript 做了技術延伸與擴展,並提出了比特幣「Ordinals(序數)」和「inscription(銘)」技術概念,實現了為每個聰分配唯一編號並添加註釋來實現擴充的功能。

2023 年3 月:Domodata 進行BRC-20 實驗,透過Ordinals 協議和inscriptions 功能,向比特幣鏈上儲存json 數據,證明鏈下代幣餘額狀態,變相的實現了向比特幣生態發布代幣的功能。

2023 年12 月9 日:國家漏洞資料庫將Ordinals 銘文功能正式編號為CVE-2023-50428

(3)核心技術

Ordinals 協定本質上是基於比特幣的Taproot 升級和隔離見證(SegWit)技術,透過操作碼將任意資料儲存在隔離見證當中,從而實現了鏈上儲存的功能。目前國家漏洞資料庫正式將Ordinals 的「inscriptions」功能,編號為CVE-2023-50428 

Taproot 升級的主要目的是提高比特幣的隱私和擴展性,而不是用於向區塊鏈寫入資料。 Taproot 升級後,可以在創建見證腳本時,使用“OP_FALSE”,“OP_IF”等操作碼將任意資料作為簽名資料嵌入在腳本中。當進行交易時,簽名資料將從交易主體中分離,透過操作碼帶入的任意資料將儲存在見證資料(Witness data)當中。

Ordinals 通過上述方法繞過了數據載體大小限制,在任何位元區塊的見證數據(Witness data)部分存儲上限為4 MB 的數據,變相實現了鑄造NFT 的功能。

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(4)應用案例

2023 年3 月,Domodata 基於ordinals 協議開發了BRC-20 銘文標準,利用Satoshis(聰)來儲存和管理代幣的各種信息,如代幣名稱、符號、總量等,將這些信息以JSON 格式編碼後寫入Satoshis(聰)中,組成了一個一個的銘文(inscriptions)。最後透過匯總所有銘文(inscriptions)的交易活動,便可以找到BRC-20 數字資產的餘額狀態,從而實現了數字資產的部署、鑄造和轉帳功能。

基於Ordinals 協議和brc 20 標準鑄造的數字資產,市值前三的有“SATS”,“ORDI”和“MUBI”,其市場表現情況如下圖:

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(5)優點和缺點

Ordinals 協議為比特幣生態系統既帶來了積極影響,也引發了一些擔憂。正面的影響主要體現在市場熱度和礦工收入方面。

優點

吸引用戶:Ordinals 協議和BRC-20 標準的組合,可以讓用戶在比特幣網絡中鑄造數字資產,例如“ordi”的價格暴漲,吸引了大量的用戶以及開發者參與到比特幣生態當中。同時, 2023 年11 月,比特幣鏈上交易數量較上月(MoM) 成長62% ,這主要是由於Ordinals 和BRC-20 。

礦工收入:比特幣礦工收入來自區塊獎勵和交易費用,由於Ordinals 和BRC-20 的市場熱度影響,比特幣每筆平均交易費用從今年5 月初就出現大幅增長, 3 月粉手續費僅為0.19 BTC, 5月份便達到4.85 BTC。

缺點

鏈上數據:通過Ordinals 協議儲存的數據是額外的非財務數據,這些數據將永遠包含在區塊鏈中。那些希望運行全節點的人將需要花費更多的硬盤空間。隨著時間的推移,運行比特幣全節點的要求將持續升高,導致驗證鏈的全節點更加集中。

交易費用:Ordinals 的出現會導致節點運營商運行全節點的成本增加,提高交易費用,增加鏈的負擔,並可能對那些想要進行鏈上交易的用戶產生負面影響

(二)Atomicals

(1)簡介

Atomicals 協議由Arthur 開發,在2023 年9 月發布。 Atomicals 的使命是“永久歸還個人數字主權的控制權,並鞏固比特幣作為工作量證明燈塔的地位。”

Atomicals 協議基於BTC 的UTXO 進行鑄造和傳播, 1 token = 1 sat。 Atomicals 協議內部整合了ARC-20 鑄幣標準,可用透過其開源工具atomicals-js(https://github.com/atomicals/atomicals-js)實現鑄幣功能,無需借助第三方工具及鑄幣標準(例如BRC-20 標準)實現資產鑄造功能。

同時,Atomicals 是一個基於工作量證明的的資產鑄造協議,需要透過電腦CPU 挖礦,才能獲得數字資產。相較於Ordinals+BRC-20 利用gas 的資產鑄造方式要更有技術門檻,且不會為比特幣網絡帶來額外的負擔。

(2)發展歷史

2022 年6 月-2023 年3 月:Ordinals 協議+BRC-20 標準為比特幣生態帶來了新的活力。

2023 年9 月:Arthur 曾在Ordinals 上開發與域名DID 相關的項目,發現Ordinals 有其局限性,後來重新系統性開發了Atomicals 協議。

2023 年9 月21 日:基於Atomicals 協議的第一個代幣“ATOM”發布,在5 小時內被挖完。

2024 年12 月13 日:Atomicals 協議作者“Arthur”接受採訪,分享Atomicals 協議的近期動態。稱“Atomicals Protocol 最初是為Realm 系統(用於關聯網絡地址和資源信息)構建的,該項目旨在徹底改變在線身份和命名問題。 」

2024 年12 月14 日:Atomicals 協議生態主流ARC-20 代幣出現普漲行情,「ATOM」的價格曾突破13 美元,創下了歷史新高。

(3)核心技術

Atomicals 協議基於Taproot 升級,透過在UTXO 中刻入json 數據,實現了數字資產的鑄造。在比特幣的每個UTXO 中,可以嵌入代表特定資產的訊息,如代幣的數量、類型等。

1 Satoshi = 1 Token

Atomicals 協議與最初為NFT 設計的Ordinals 不同,它從底層重新思考瞭如何在比特幣上更合理的鑄造數字資產。它以比特幣的最小單位Satoshi 作為基本原子,每個Satoshi 的UTXO 代表著Token 本身,形成了「 1 Satoshi = 1 Token」的綁定關係,意味著每個代幣的價值永遠不會低於一個聰的價值。

交易驗證

在Atomicals 中,交易的驗證只需在BTC 鏈上查詢對應Satoshi 的UTXO 即可。此外,ARC 20 Token 保持著與BTC 本身相同的原子性,其轉帳計算完全依賴BTC 的基礎網絡處理,從而降低了對第三方排序器的依賴,增強了系統的去中心化特性。

BTC 和ARC 20 的交換

ARC-20 使用比特幣網路中的Satoshi 單位來表示每個代幣,它們可以像普通比特幣一樣分割和組合。 ARC-20 代幣可以由任何人鑄造,並轉移到任何比特幣位址類型,並可與支援UTXO 的錢包配合使用。由於BTC 本質上也由UTXO 組成,因此BTC 與ARC-20 的交換只需要調換UTXO 的輸入與輸出即可實現。

工作量證明

Bitwork 挖礦是Atomicals 協議中的一個概念,其本質上是引入了工作量證明機制,既透過CPU/GPU 挖礦來開採代幣。

(4)應用案例

Atomicals 協議於2023 年9 推出,ARC-20 和REALM 還處於發展初期,還需要等待社區和開發者的完善。基於Atomicals 協議鑄造的數字資產,市值前三的有“ATOM”,“REALM”和“ELECTON”,其市場表現如下圖:

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(5)Atomocals 和ordinals 的差異

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(三)Runes 和Pipe

(1)簡介

Runes 協議和Pipe 協議都是比特幣網絡的鑄幣協議,只不過前者是技術構想,而後者是對前者的技術實現。 Runes 協議是由Ordinals 開發者Casey Rodarmor 提出一個技術想法,公佈在了個人博客當中。而Pipe 協定則是BennyTheDev 基於Casey Rodarmor 的技術想法編寫的一個可用協定。

Pipe 的協議設計和ARC 20 非常相似,同樣是直接向UTXO 中寫入鑄幣資料(部署、鑄造、轉移),然後將轉帳直接交給比特幣主網來處理。

(2)發展歷史

2023 年9 月26 日:Ordinals 開發者Casey Rodarmor 在x 上公佈了關於Runes 協議的部落格文章。

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2023 年9 月27 日:BennyTheDev 是基於Casey Rodarmor 的Runes 和Ordinals 以及BRC-20 開發出Pipe 協定

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2023 年11 月2 日:Casey Rodarmor 在一次space 中表示,將暫停開發Runes 協議,繼續專注於優化Ordinals 協議。

(3)應用案例

Pipe 協議的作者BennyTheDev,同時也是Trac System的創始人。 Trac Systems 將Pipe 協定列為其生態系統的重要組成部分。

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(四)Taproot Assets

(1)簡介

Taproot Assets 協議(前身taro)由Lightning Labs 在今年10 月發布,Taproot Assets 協議支持在比特幣和閃電網絡上發行穩定幣和其他資產。

Taproot Assets 協議將比特幣主網作為Token 註冊表,僅在比特幣主網的UTXO 中寫入代幣訊息,並不會儲存代幣的轉帳、鑄造等功能。 Taproot Assets 協議發行的所有資產信息由“Taproot Assets universe”保存,它保存有關已發行的資產、數量和規則的信息,並保存有關最近轉移的證據。

(2)發展歷史

2023 年10 月,比特幣第二層基礎設施開發人員Lightning Labs 在主網上發布了Taproot Assets 協議,支援在比特幣和閃電網絡上發行穩定幣和其他資產。

2022 年11 月15 日:Lightning Labs 發布taro v 0.1.0 版本

2023 年5 月16 日:Lightning Labs 發布Taproot Assets v 0.2.0 版本

2023 年10 月18 日:Lightning Labs 在官方x 上宣布Taproot Assets v 0.3.0 版本為第一個主網版本,透過此版本可以在以擴展的方式在鏈上發行數字資產。

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(3)核心技術

Taproot Assets 是基於Taproot 升級設計出的比特幣鏈上協議。 Taproot Assets 使用「Merkle Sum、稀疏默克爾樹(MS-SMT)」和「Taptweak」來承諾定義資產的創建和所有權的信息。 Taproot Assets 依賴Taproot 來實現新的樹狀結構,讓開發人員在現有產出中嵌入任意資產元資料。

在Taproot Assets 框架下建立資產需要執行一次單獨的鏈上根交易(Taproot transaction),在這項交易中,對於可以鑄造的資產數量以及可以持有這些資產的賬戶數量沒有限制。實現資產轉移,需要重新組織默克爾樹並發布新的鏈上交易。這單獨的鏈上交易可以反映無限量的內部Taproot Assets 交易。

採用這種方法,資金被分配給賬戶持有者,而且在進行Taproot Assets 交易時,所有資金的移動和分配都被記錄在這個單一的鏈上交易中。通過這種方式,Taproot Assets 允許在比特幣網絡和閃電網絡上進行複雜的資產管理和交易。

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(4)應用案例

目前Taproot Assets 生態尚處於發展初期,成熟的計畫較少。其中最著名項目為Nostr Assets,Nostr Assets 現在總共創建了兩種代幣Trick 和Treat,並且向ordi 持有者發放空投。

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(5)優點和缺點

優點

交易成本低:Taproot Assets 與閃電網絡集成,並不是完全依賴比特幣主網運行,因此這些資產必須存入閃電網絡中才能進行交易,因此交易成本相比主網要低。

主網資源佔用少:Taproot Assets 只在比特幣主網的UTXO 中儲存代幣的訊息,並不會儲存代幣轉移等功能資訊。

缺點

中心化:Taproot Assets 的代幣依賴第三方儲存索引器,離開了儲存索引器這些代幣將永遠遺失。因此,用戶需要獨立運行比特幣全節點和Taproot Assets 客戶端,否則將完全依賴中心化的伺服器交易Taproot Assets 代幣。

分發方式:使用者不能直接在比特幣主網中自助地鑄造代幣,而是需要項目方(一個地址)一次鑄造所有代幣,然後再由項目方地址轉入閃電網絡進行分發。其中項目方本身也可以預留代幣。

三、比特幣二層解決方案

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(一)Lightning Network

(1)簡介

Lightning Network 是基於鏈外狀態通道的比特幣二層網路解決方案。它旨在解決比特幣網絡的可擴展性問題,允許進行更快速、更有效率和更便宜的交易。

(2)歷史

2015 年2 月:Joseph Poon 和Thaddeus Dryja 發布了閃電網絡白皮書的草稿。

2017 年5 月:Blockstream 的Christian Decker 在非測試網絡上進行了第一次完整、安全的閃電支付,以及萊特幣上的第一次閃電支付,發送了在區塊鏈上通常不可能或經濟的微觀支付,完全結算在幾分之一秒。

2019 年1 月:Twitter 用戶hodlonaut 對閃電網絡進行類似遊戲的促銷測試,向受信任的收件人發送100, 000 satoshis(0.001 比特幣),每個收件人添加10, 000 satoshis(當時為0.34 美元)發送給下一個受信任的收件者。 「閃電火炬」的支付惠及知名人士,包括Twitter 執行長Jack Dorsey、萊特幣創造者Charlie Lee、Lightning Labs 執行長Elizabeth Stark 和Binance 執行長「CZ」趙長鵬等。在達到先前硬編碼的4, 390, 000 satoshis 限制之前,閃電火炬被傳遞了292 次。閃電火炬的最後一筆款項於2019 年4 月13 日作為捐贈4, 290, 000 聰(當時為217.78 美元)捐贈給委內瑞拉比特幣的非營利組織,該非營利組織在委內瑞拉推廣比特幣。

2021 年6 月:薩爾瓦多立法議會投票通過立法,使比特幣在薩爾瓦多成為法定貨幣。該決定基於El Zonte 的比特幣海灘生態系統的成功,該生態系統使用了基於閃電網絡的錢包。政府推出了一個使用閃電網絡協議的錢包,同時讓公民可以自由使用其他比特幣閃電錢包。

(3)核心技術

Andreas Antonopoulos 稱閃電網路為第二層路由網路。支付通道允許參與者相互轉移資金,而無需在區塊鏈上公開他們的所有交易。這是通過懲罰不合作的參與者來完成的。打開通道時,參與者必須提交一個金額(在區塊鏈上的資金交易中)。

如果我們假設比特幣區塊鏈上有一個龐大的通道網絡,並且所有比特幣用戶都通過在比特幣區塊鏈上打開至少一個通道來參與這個圖表,那麼就有可能在這個網絡內創建近乎無限量的交易。

(4)應用案例

Bitfinex 和Kraken 等加密貨幣交易所使用它來實現存款和提款。 Laszlo Hanyecz 因2010 年為兩個披薩支付10, 000 比特幣而在加密貨幣社區聲名鵲起,他在2018 年使用閃電網絡又購買了兩個披薩並支付了0.00649 比特幣。

(5)優點和缺點

優點

原子交換(Atomic Swap):原子交換由Tier Nolan 於2013 年在BitcoinTalk 論壇上首次引入。 Nolan 通過使用跨不同類型區塊鏈的簡單加密貨幣交易概述了跨鏈加密貨幣交換的基本原則。

粒度(Granularity):閃電網絡的一些實現允許小於比特幣基礎層上的最小單位satoshi 的支付。支付給閃電網路中間節點的路由費用通常以毫秒或msat 計價。

隱私(Privacy):個人閃電網絡支付的細節不會公開記錄在區塊鏈上。閃電網路支付可以透過許多連續的通道進行路由,每個節點運營商都可以透過他們的通道看到支付,但如果不相鄰,他們將無法看到這些資金的來源或目的地。

速度(Speed):閃電網路交易的結算時間不到一分鐘,可以以毫秒為單位。相較之下,比特幣區塊鏈的確認時間平均每十分鐘發生一次。

交易吞吐量(Transaction throughput):協議下每秒可以發生的支付量沒有基本限制。交易量僅受每個節點的容量和速度限制。

缺點

通道關閉:閃電網路由兩個節點之間的雙向支付通道組成,結合起來創建智慧合約。如果任何一方放棄通道,通道將關閉並在區塊鏈上結算。

詐騙監控:由於閃電網絡的爭議機制的性質,要求所有用戶不斷地觀察區塊煉是否有欺詐行為,因此發展了“瞭望塔(Watchtower)”的概念,需要將信任外包給瞭望塔節點以監控欺詐行為。

(二)stacks

(1)簡介

Stacks 是基於側鏈的比特幣二層網路解決方案,初始版本於2021 年初發布。其目標為擴展比特幣的功能,同時保持其核心特性,如去中心化和安全性。 Stacks 本質上是在比特幣鏈外建構了一條新鏈,擁有獨立的治理結構和交易模式。和以太坊二層解決方案Rollup 相比,Stacks 使用PoX(Proof of Transfer)共識算法,且交易驗證者需要質押STX 代幣(挖BTC),礦工則需要在Bitcoin 主鏈上質押BTC(挖STX ) 。

(2)歷史

2013 年:Muneeb Ali 和Ryan Shea 在普林斯頓大學電腦科學系學習時創立了Stacks 公司。

2017 年:Stacks 發布了Blockstack 瀏覽器的公開alpha 版本,已經獲得了大量公眾和投資者的支持,並在年底推出了價值4740 萬美元的代幣發行。

2018 年:超過360 個應用程式使用Stacks 開發。憑藉市場熱度,Stacks 的代幣發行籌集了2,300 萬美元。除了巨額資金之外,這也是美國史上首次獲得SEC 認證的代幣發行。

2019 年:Stacks 2.0 都處於測試開發階段。

2020 年1 月:Stacks 2.0 發布,標誌著Stacks 的新轉折點,它引入了智慧合約、POX(轉移證明)、Stacking。

2021 年初上線:Stacks 2.0 的主網上線。

2022 年:Stacks 繼續著眼於改善發展、擴大社區規模以及引入與比特幣網絡互動的新方法

2023 年Q4-2024 年Q1:推出Nakamoto 升級

(3)核心技術

Stacks 的技術架構包括核心層和子網,其核心層基於PoX(轉移證明)機制與比特幣層進行交互,PoX 是類似PoS 的權益質押,二者交互過程如下:

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STX 礦工:Stacks 網絡中,STX 礦工透過在比特幣區塊鏈上發送交易來參與領導人選舉。這個過程涉及一個可驗證隨機函數(VRF),它隨機選擇每輪的領導人。在這個過程中,礦工透過提供更高的比特幣出價來增加成為下一個區塊領導者的機會。一旦被選為領導者,礦工將在Stacks 區塊鏈上創建並記錄新的區塊。

STX 持有者的Stacking:STX 持有者可以透過參與稱為「Stacking」的流程來參與共識並獲得比特幣獎勵。在這個過程中,用戶將他們的STX 代幣鎖定一個週期(大約兩週),同時運行或支援一個完整節點,並透過STX 交易在網路上發送有用的信息。積極參與Stacking 的STX 持有者會根據他們對網路的貢獻獲得相應週期內的比特幣獎勵。

(三)Rootstock

(1)簡介

Rootstock (RSK) 是由RSK Labs 開發的基於側鏈的比特幣二層網絡解決方案,於2018 年在比特幣主網上推出,引入了智慧合約功能。作為比特幣網路上的EVM 相容側鏈,RSK 允許開發者使用以太坊的語言建立dApp 和智慧合約,並整合進比特幣生態系統。

(2)歷史

2015 年:RSK 科技白皮書發布。

2016 年:RSK Labs(後來改名為IOV Labs)成立。

2018 年1 月:RSK 主網上線,實現了比特幣雙向錨定、聯合挖礦、交易轉帳、智慧合約部署等功能。

2018 年11 月:RIF Labs 透過RSK 智慧合約平台發行RIF OS,同時與RSK 合併。該項目擴展了RSK 協議,增加了多種P2P功能。

2019 年5 月:發布了RIF 的一個核心組件,Lumino 網絡,RIF Labs 隨後更名為IOV Labs。

2023 年2 月:IOVLabs 推出RIF Flyover 協議,促進比特幣主網和RSK 側鏈間的BTC 轉帳。

2023 年5 月:IOVLabs 推出了250 萬美元的資助計劃,支持Rootstock 的採用。

(3)核心技術

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Rootstock (RSK) 的專案架構可以簡要地概述為以下三個核心組成部分:

合併挖礦:RSK 讓比特幣礦工同時挖掘比特幣和RSK 區塊,提高了開發者的收益潛力。由於RSK 和比特幣使用相同的工作量證明(PoW)共識機制,礦工能夠同時挖掘兩個區塊鏈。這種合併挖礦方式不僅提高了礦工的獲利能力,也維持了比特幣區塊鏈的安全性。

Powpeg:這是一個雙向橋樑,用於在比特幣和RSK 區塊鏈之間轉移比特幣。透過RSK 的資產smartBTC (RBTC) 實現,這個橋樑允許用戶在兩個區塊鏈之間無縫轉換資金,無需額外費用。

RSK 虛擬機器(RVM):RVM 是基於以太坊虛擬機的,允許在RSK 上執行以太坊智慧合約。這為開發人員提供了一個使用Solidity 編碼的平台,可以在RSK 上建立與以太坊相容的應用程式。

RIF OS (Root Infrastructure Framework Open Standard) 建立在Rootstock 之上,為開發者提供了一系列基礎設施和服務,支援DeFi、儲存、網域服務和支付解決方案等。 RIF OS 旨在透過提供開放和去中心化的工具,降低開發人員採用區塊鏈技術的門檻,促進去中心化基礎設施服務的公平市場發展。

(四)Liquid

(1)簡介

Liquid 由Blockstream 在2018 年推出,是基於側鏈的比特幣二層網路解決方案。 Liquid 的一個重要組成部分是其針對比特幣DeFI 的解決方案,透過將比特幣發送到Liquid,用戶可以使用由比特幣區塊鏈支援的去中心化金融服務。

Liquid 透過掛鉤系統將自己與比特幣掛鉤,獨立於比特幣網路運作。 Liquid 擁有L-BTC 或Liquid Bitcoin 原生代幣,它是通過將比特幣鎖定在由不同成員聯盟管理的多重簽名錢包中而創建的。側鏈上的資產與其所代表的原生資產的價值以1: 1 的比例掛鉤,允許任何人在另一個區塊鏈上使用他們的代幣和硬幣。

(2)歷史

2018 年10 月:Liquid 網絡由Blockstream 及全球最大的加密貨幣交易所和交易台聯合推出(Liquid 這個時候才出現)

2019 年7 月:閃電網絡支援Liquid 網絡

2020 年1 月:Liquid 網絡支援BTCPay Server

2020 年7 月:Liquid 聯盟成員達到53 個

2021 年8 月:獲得2.1 億美元的B 輪融資,估值達到$ 3.2B

2022 年1 月:Liquid Federation 成員數量增加至63 名

2023 年10 月:Blockstream 推出Greenlight 以實現可擴展、非託管閃電集成

(3)核心技術

Liquid 本質上是比特幣的一條側鏈,將比特幣從主鏈上1: 1 轉入到側鏈,同時也可以將側鏈上的代幣再1: 1 轉回主鏈。透過側鏈,我們可以在不改變原有的區塊鏈的基礎上,實現主鏈無法實現的功能。例如快速轉賬,私密轉賬,以及智慧合約等。

液態網路透過2-way peg(雙向錨定)技術運行,使主鏈上的BTC 在側鏈上產生等量的L-BTC。液態網路中的轉帳是透過L-BTC 進行的,這種數字貨幣與BTC 以1: 1 的比例錨定。用戶透過鎖入比特幣(peg-in)獲得L-BTC,完成102 個比特幣區塊確認後,在液態網路上產生等量的L-BTC。使用L-BTC,用戶可以享受液態網絡的快速轉帳。將L-BTC 轉回BTC(peg-out)只需兩個液態網路區塊確認,但需透過液態網路的會員機構操作。液態網絡會員負責產生區塊,類似比特幣網絡中的礦工,每分鐘產生一個區塊,轉帳速度快,時間可靠。液態網的會員包括Bitfinex、OKCoin、火幣等,完整會員名單可在Liquid.net 上查看。

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(五)Be L2

(1)簡介

亦來雲(Elastos)在11 月25 日發佈公告,表示計劃推出比特幣二層網Be L2,公告指出Be L2將在不改變比特幣核心原則的情況下增強比特幣的功能,例如交易速度、智慧合約和隱私保護。

(2)發展規劃

Elastos 的Be L2將於今年12 月發佈白皮書。 Be L2白皮書將詳細介紹操作機制和一年的產品規劃,前3 個月完成概念技術驗證,隨後3 個月內實現中繼器的去中心化,然後在最後6 個月內將其整合到“ Hero”產品中。

(3)架構

零知識證明:在Be L2網絡中,將採用零知識證明技術。當比特幣用戶進行交易時,系統會產生特殊證明,在不公開交易的具體內容,例如交易雙方的身份、交易金額等信息的情況下,向Be L2第二層網絡證明交易確實發生過。以此方式確保交易的可驗證性,和使用者的隱私安全。

中繼器和質押機制:Be L2網路將使用中繼器傳輸和驗證比特幣網路的交易。通過質押機制對中繼器運作者進行激勵和監管,確保網路安全性。

智慧合約功能:Be L2將引進智慧合約功能,擴展比特幣的應用範例。 Be L2 由Elastos SmartWeb 的DAO 理事會成員Cyber​​ Republic 保護,每年由其全球社區使用ELA(其與比特幣合併的開採儲備貨幣)進行投票。

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四、比特幣圖靈完備性解決方案

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(一)BitVM

(1)簡介

ZeroSync 項目負責人Robin Linus 在10 月9 日公佈了關於BitVM 的論文(BitVM: Compute Anything on Bitcoin)。簡單來說BitVM 就是比特幣網絡的虛擬機,其透過鏈外執行和鏈上驗證的方式,實現在不改變比特幣網絡共識規則的情況下,達到圖靈完備的效果。

(2)BitVM 和EVM 區別

BitVM 和以太坊智慧合約相比還存在著很大的區別,以太坊智慧合約能夠支援多方(multi-party)交易,但BitVM 的設計僅能夠支援兩方(two-party)交易交換。 BitVM 的大部分交易處理都是在鏈外進行的,最大限度地減少了對底層比特幣區塊鏈的影響;與BitVM 不同,EVM 是一個鏈上引擎,所有操作都在以太坊的本地環境中進行;BitVM 是比特幣區塊鏈的可選附加引擎,其本身的操作不需要BitVM。相較之下,EVM 是以太坊區塊鏈不可或缺的一部分;沒有EVM,就沒有以太坊。

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(3)核心技術

BitVM 的功能是透過比特幣Taproot 升級來實現的。 BitVM 主要依賴taproot 地址矩陣(taptree),類似於二進位電路的程式指令。在這個框架下,每個Script 腳本中的UTXO 花費條件指令被視為一個程式最小單元,透過taproot 地址中的特定代碼產生0 或1 ,構成taptree。整個taptree 的執行結果是二進位電路文字效果,相當於可執行的二進位程式。程式的複雜性取決於組合的taproot 位址數量,位址越多,Script 預置的指令越豐富,taptree 能執行的程式就越複雜。

Cregis Research:2023年比特币生态调研报告

BitVM 大部分處理都是在鏈下進行的,鏈下處理的交易被捆綁成批次並發佈到底層比特幣區塊鏈,利用類似於樂觀匯總(Optimistic-rollups)中使用的有效性確認模型。同時,BitVM 使用將詐騙證明與質詢回應協定結合的模型來處理和驗證兩方(證明者和驗證者)之間的交易。證明者發起計算任務,並透過自己和驗證者之間建立的通道發送該任務,然後驗證者確認計算的有效性。一旦經過驗證,該交易將被添加到整理的整個批次中,以便發佈到底層的比特幣區塊鏈。

Cregis Research:2023年比特币生态调研报告

(二)RGB

(1)簡介

RGB 由LNP/BP 協會維護和更新,是一個支援比特幣網絡和閃電網絡的智慧合約系統。 RGB 協定提出了更可擴展、更隱私、更面向未來的解決方案,其基石是Peter Todd 在2017 年提出的客戶端驗證(client-side validation)和一次性密封條(single-use-seals)的概念。

(2)歷史

2016 年:Giacomo Zucco 基於Peter Todd 的理念首次提出RGB 概念

2017 年:BHB Network 發布了原始版本,並得到了Poseidon Group 的支持

2019 年:Maxim Orlovsky 和 ​​Giacomo Zucco 成立了LNP/BP 標準協會,推動了RGB 協議向實際應用的發展,其中Maxim Orlovsky 博士對協議進行了重新設計。

2021 年:LNP/BP 標準協會展示了RGB 協定的圖靈完備虛擬機器(AluVM),並開始在閃電網路上運作。

2022 年:推出了新的智慧合約語言Contractum

2023 年:發布RGB v 0.10 版本

(3)核心技術

RGB 的核心的理念是,僅在必要的時候才使用比特幣區塊鏈,也就是利用工作量證明和網絡的去中心化來實現重複花費保護和審查抗性。所有的代幣轉移的驗證工作都從全局共識層移除、放在鏈下,僅由接收支付的一方的客戶端來驗證。

那麼它到底怎麼運作呢?在RGB 中,基本上代幣都歸屬於一個比特幣UTXO(無論是已經存在的UTXO,還是臨時創建的),而為了轉移代幣,你需要花費這個UTXO。在花費這個UTXO 的時候,比特幣交易必須包含對一條消息的承諾,這條消息的內容是RGB 的支付消息,它定義了輸入、這些代幣將被發送到哪個UTXO、資產的id、數量、花費的交易以及其它需要附加的數據。

Cregis Research:2023年比特币生态调研报告

(圖片來源:https://medium.com/@FedericoTenga/understanding-rgb-protocol-7dc7819d305)

RGB 代幣的特定支付資訊在鏈下透過專門的通訊通道來傳輸,從支付者的發送到接收者的客戶端並由後者來驗證其沒有違反RGB 協定的規則。如此一來,區塊鏈觀察者將無法獲得任何關於RGB 用戶活動的資訊。

不過,驗證所發送的付款資訊還不足以確保發送者真的擁有要發送給你的資產,因此,為了確保發來的交易具有終局性,你還必須從支付者處接收關於這些代幣的所有交易的歷史,即從當前的這一筆一直追溯到其最初的發行的那一筆。驗證了所有的交易歷史,你就可以保證,這些資產沒有被通膨、附加在資產之上的所有花費條件都得到了滿足。

Cregis Research:2023年比特币生态调研报告

五、結論

對比特幣而言, 2023 年是個具有里程碑意義的一年。與專注於智慧合約的第一層區塊鏈(如以太坊)相比,比特幣在功能和應用用例方面受到一定的技術限制。然而今年,比特幣的生態系統因為技術創新而獲得了新的方向和活力,這些創新為比特幣帶來了更多的應用場景和可能性。

參考資料

https://docs.ordinals.com/

https://docs.atomicals.xyz/faq

https://rodarmor.com/blog/runes/

https://github.com/BennyTheDev/pipe-specs

https://docs.lightning.engineering/the-lightning-network/taproot-assets

https://lightning.network/how-it-works/

https://docs.stacks.co/docs/intro

https://dev.rootstock.io/kb/faqs/

https://docs.liquid.net/docs/technical-overview

https://elastos.info/blog/elastos-bel2-bitcoin-layer-2-solution/

https://www.theblock.co/post/255683/bitvm-bitcoin-smart-contracts

https://bitvm.org/bitvm.pdf

https://www.rgbfaq.com/faq/what-is-rgb

https://medium.com/@FedericoTenga/understanding-rgb-protocol-7dc7819d3059

https://www.btcstudy.org/2022/04/24/understanding-rgb-protocol/

https://petertodd.org/2017/scalable-single-use-seal-asset-transfer

https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0341.mediawiki

https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0342.mediawiki

https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0141.mediawiki

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