比特幣減半臨近，對於如何提高$BTC 資金利用率的關注日益增加，比特幣二層的發展成為焦點。在此背景下，Merlin Chain 迅速嶄露頭角，質押活動開啟僅一個月內TVL 超過35 億美元。本月，Merlin Chain 推出了M-Token，隨著流動性的逐步釋放，市場熱度不斷攀升，其技術設計備受矚目。
Merlin Chain 在ZK-Rollup 的基礎上，引入了去中心化的Oracle 網絡，並採用了Celestia 作為DA 層。這項技術架構賦予了Merlin Chain 強大的效能，同時為比特幣網路提供了增強支援。
在本文中，我們將深入探討Merlin Chain 的技術特性與創新之處。
高度擴展的ZK-Rollup
Merlin Chain 提出了基於Taproot 的聚合零知識證明和Rollup 資料寫入比特幣主網的解決方案，實現了高度擴展的ZK-Rollup，解決了比特幣網絡的圖靈不完備性。
該網絡將交易資料匯總並壓縮成批次，再透過零知識證明提交到比特幣主網的Taproot 中。重要組件包括節點、zkProver 和數據庫，三者共同完成數據交換和存儲，確保交易處理和驗證過程的順利進行：
節點：負責處理和傳輸交易數據，以及與zkProver 和數據庫交互
將Merkle Tree 的內容傳送到資料庫，並儲存於其中
將輸入交易傳送給zkProver 進行處理
與zkProver 交互，確保交易的有效性和正確性
zkProver：利用SNARK 技術產生零知識證明，證明交易的有效性與正確性
內含13 種狀態機，分為主狀態機與子狀態機（如BinarySM、StorageSM、MemorySM、ArithmeticSM 等）
執行複雜的數學計算，使用PIL（Polynomial Identity Language）描述交易執行過程中的狀態轉換和約束條件，將其轉換為多項式約束或多項式身份，並在智慧合約上進行驗證
與節點和數據庫交互，獲取信息以產生可驗證的交易證明，包括Merkle Root、相關的兄弟密鑰和哈希值等信息
將產生的交易證明傳回節點，以便節點進一步驗證並記錄，確保交易的合法性和安全性
資料庫：用於儲存重要的數據，如Merkle Tree 的內容和交易訊息
接收並儲存節點發送的Merkle Tree 的內容
為zkProver 提供產生交易證明所需的信息
這個模式為Merlin 帶來了許多好處：
安全性：繼承比特幣安全性bu 性，提供L2 批次處理可擴充性，確保了資料在比特幣中錨定並不可竄改
EVM 相容性：支援現有智慧合約和工具，確保互通性
低成本：利用ZK 證明和zkSNARK 技術減少L1 空間消耗，優化交易成本
高效能：透過頻繁的有效性證明確保交易的快速最終性，遞歸STARK 實現可擴展性，應對高並發和大規模用戶需求
去中心化Oracle 網絡
Merlin Chain 採用了分散式Oracle 網絡。序列節點負責收集和批次交易，產生壓縮的交易資料、ZK 狀態根和證明。這些資料由Oracle 網絡執行電路編譯並上傳到比特幣主網的Taproot 中，使其對整個網絡公開可存取。具體機制如下：
採用專門設計用於ZK 證明的防詐騙機制，以在比特幣上提供最終確認
所有原始資料儲存在Oracle 網絡中，對應的狀態根儲存在比特幣網路中
用戶可以隨時檢索Merlin Chain 上的所有聚合交易
使用者透過ZK 證明驗證資料的正確性和有效性，而無需暴露特定資料內容
通過分散權力和數據，Merlin Chain 能夠抵禦單點故障和中心化帶來的風險。同時，系統採用了多重簽名和冷儲存技術，以確保質押資產的安全性。所有的質押和獎勵分配過程都是公開透明的，用戶可以隨時查看自己的質押狀態和預期收益。
節點質押的設計如下：
多樣化資產：支持$BTC、$MERL 以及其他主流BRC 20 資產的質押，提升靈活性與抗風險能力
智慧合約管理：所有的代理質押和獎勵分配都將透過智慧合約自動執行，確保過程的不可竄改性和公正性
即時監控：使用者可以即時查看自己的代理質押狀態和收益狀況，以及代理節點的表現記錄
退出機制：系統提供了靈活的退出機制，使用者可以隨時撤回自己的資產，保障資金的流動性
數據可用性
Merlin Chain 使用Celestia 作為數據可用性層，確保了區塊數據的可驗證發布，增強了網絡的透明度和可信度：
Celestia 提供公共資料可用性保證，讓所有人查看和儲存Merlin Chain 的狀態
一旦資料在Celestia 上發布並確認可用，Rollups 和應用程序負責將其歷史資料儲存起來
當節點接收到新的區塊時，會驗證資料的可用性，確保網路中的資料完整且一致
零知識證明兩步提交機制
Merlin Chain 將在後續採用Lumoz 提出的零知識證明（ZKP）兩步驟提交機制，實現去中心化PoW：
提交哈希值
證明者為特定的序列產生ZKP，需要先計算(proof/address) 的哈希值，並將該哈希值連同他們的地址一起提交到鏈級智能合約
proof 表示該序列的ZKP，而address 則標識了證明者身份
初始證明者的散列提交不受限制，在接下來的T+ 10 個區塊內被處理和接受；在第T+ 11 個區塊之後，新的證明者將不被允許提交額外的哈希值
提交ZKP
在第T+ 11 個區塊之後，任何證明者都可以提交完整的ZKP
一個經過驗證的ZKP 可以用來驗證先前提交的所有哈希值
證明者將根據質押的比例獲得PoW 獎勵
此機制可有效激勵礦工保持在線，確保穩定的運算環境，進一步增強網路的安全性和可靠性：
防止競速攻擊：防止惡意參與者試圖透過快速提交大量證明來投票或破壞系統的正常運行
鼓勵穩定參與：透過獎勵激勵礦工提供穩定且持續的ZKP 算力，增強網路的安全性和可靠性
確保系統效率：確保高效率和公平性，避免資源浪費和網路擁塞，同時提高整體系統的效能和穩定性
基於比特幣的詐騙證明
Merlin Chain 將在後續引入詐騙證明機制，以進一步確保資料的完整性和安全性。
此機制涉及兩個角色，證明者（Prover）和驗證者（Verifier），具體實現路徑如下：
證明者和驗證者預先簽署了一系列交易，確保他們之間可以啟用挑戰-回應機制
證明者將要驗證的程式轉換為包含許多NAND 邏輯閘的二進位電路，以確保資料的完整性和正確性
每個邏輯閘都有一個葉腳本，用於定義和描述該邏輯閘的行為和功能
證明者將這個大型二進位電路中的每個邏輯閘的葉腳本放入一個Merkle Tree 中，並將Merkle Root 提交到Taproot 地址
驗證者從這個Taproot 地址提取Merkle Root，並驗證其有效性
如果驗證者懷疑證明者提交的Merkle Root 有問題，例如資料不正確或詐騙行為，可以啟用挑戰-回應機制，向證明者發起挑戰，要求他們提供相應的葉腳本或其他證明，以證明Merkle Root 的正確性
證明者需要根據挑戰提供相應的證據，證明他們所提交的Merkle Root 是正確的
驗證者會對這些證據進行驗證，確保證明的正確性和資料的完整性
隨著比特幣減半即將到來，市場對Merlin Chain 的持續發展和創新充滿期待。身為比特幣二層網路的領導者，預計Merlin Chain 將持續推動發展和創新，為用戶和開發者提供更穩定、安全、豐富的區塊鏈服務和應用場景。
