2万字雄文:全面详解BTC生态全景

比特币生态通过资产发行和扩容协议,展现新价值并促进生态多样化。

作者:Fred

本文2.4万字,阅读时间大约为25~30分钟

一、引言:BTC生态的历史发展

最近比特币铭文的火爆引起了Crypto用户的狂欢,原本被认为是“数字黄金”,曾经更多作为价值存储的比特币,由于Ordinals协议和BRC-20的出现,再次让人们开始关注到比特币生态的发展和可能性。

作为最早的区块链,比特币诞生于2008年,由一个名为中本聪的匿名实体创造,标志着一个去中心化数字货币的诞生,挑战着传统的金融体系。

比特币作为对中心化金融体系固有缺点的回应而诞生的创新方案,引入了点对点的电子现金系统概念,无需中间人的参与,从而实现去信任化和去中介化。比特币的基础技术——区块链,彻底改变了交易记录、验证和安全性的方式。2008年发布的比特币白皮书,为强调去中心化、透明和不可篡改的金融系统奠定了基础。

在诞生之后,比特币经历了逐渐而稳定的增长阶段。早期采用者主要是科技爱好者和密码学支持者,他们开始进行比特币的挖掘和交易。首次记录的实际交易发生在2010年,程序员Laszlo在佛罗里达用1万比特币购买了2个披萨,标志着加密货币采用的历史时刻。

随着比特币日益受到关注,相关的生态基建开始形成。交易所、钱包和矿池大量涌现,来满足比特币这种新型数字资产的相关需求。随着区块链技术和市场的发展,生态系统扩展到更多的利益相关方,包括开发者、创业团队,以及金融机构和监管机构,推动了比特币生态系统的多样化。

2023年沉寂很久的市场,因为Ordinals协议和BRC-20 Token的火爆带来了铭文的夏天,也让人们重新关注到比特币这条最老牌的公链上,比特币生态的未来发展究竟会如何?比特币生态会成为下一轮牛市的发动机吗?这篇研报将深入探讨比特币生态的历史发展以及生态中最核心的三个方向资产发行协议、扩容解决方案以及基础设施,剖析其发展的现状、优势与挑战,来探讨比特币生态的未来。

二、为什么需要比特币生态

1. 比特币的特征与发展历史

在探讨为什么我们需要比特币生态之前,我们先来看看比特币的基本特征和发展历史。

比特币不同于传统的金融记账方式,其具有三个核心特征:

  1. 去中心化的分布式账本:比特币网络的核心是区块链技术。这是一种去中心化的分布式账本,记录了所有比特币网络上的交易。区块链由区块组成,每个区块包含了前一区块的哈希值,形成了链式结构,确保了交易的透明性和不可篡改性。

  2. 通过工作量证明(PoW)来记账: 比特币网络使用工作量证明机制来验证交易和记账。这一机制要求网络节点通过解决数学难题来验证交易,并将其记录到区块链中。这确保了网络的安全性和去中心化。

  3. 挖矿和比特币发行: 比特币的发行是通过挖矿来完成的。矿工解决数学难题来验证交易并创建新的区块,作为奖励,矿工们会获得一定数量的比特币。

可以看出,与我们常见的Paypal、支付宝和微信支付不同的是,比特币并不像这类账户模型通过直接在账户余额上进行增减来实现转账,而是使用UTXO(Unspent Transaction Output)模型。

在这里我们简单科普下UTXO模型,有助于大家了解后面的生态项目的技术方案。UTXO是一种跟踪比特币所有权和交易历史的方式,每个未花费的输出(UTXO)代表了比特币网络中的一笔交易输出,这些未花费的输出是未被之前的交易所使用的,它们可以被用来构建新的交易。其特征可以总结为下面三个方面:

  1. 每个交易产生一个新的UTXO: 当一笔比特币交易发生时,它会消耗之前的UTXO,并生成新的UTXO,这些新的UTXO会作为未来交易的输入。

  2. 交易验证依赖UTXO: 在验证交易时,比特币网络会检查交易输入所引用的UTXO是否存在且未被使用,以确保交易的有效性。

  3. UTXO作为交易输入和输出: 每个UTXO都有一个值和一个所有者的地址。在进行新的交易时,一些UTXO将被用作交易输入,而另一些将被创建为交易的输出,可能被下一笔交易使用。

UTXO模型可以提供更高的安全性和隐私性,因为每个UTXO都有自己的所有者和价值,交易可以更精细地跟踪。此外, UTXO模型的设计允许并行处理交易,因为每个UTXO可以独立地被使用,而不会出现资源竞争。

然而由于区块大小的限制和非图灵完备的开发语言,比特币很大程度上都担任着“数字黄金”的角色,没能承载更多的项目。

在比特币诞生之后,2012年出现了染色币,通过在比特币区块链上添加元数据,使得某些比特币能够代表其他资产;2017年因大小区块之争出现了硬分叉,包括BCH、BSV等;在分叉之后,BTC也开始继续探索拓展性提升的方案,2017年推出SegWit升级引入了扩展区块和区块权重,扩展了区块容量;2021年开始的Taproot升级,提升了交易的隐私性和效率。这些关键的升级也为后来的各类扩容协议和资产发行协议的发展奠定了基础,也有了后来咱们熟悉的Ordinals协议和BRC-20 Token的火爆。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图1

可以看出,虽然比特币在诞生的时候,定位是点对点的电子现金系统,然而始终有许多开发者不希望比特币仅仅停留在“数字黄金”的价值,致力于提升比特币的扩展性和基于比特币区块链做更多的事情,例如拥有自己的生态应用。

2.比特币生态和以太坊智能合约的对比

在比特币发展的过程中,2013年Vitalik Buterin提出了另一个区块链——以太坊,随后由Vitalik Buterin、Gavin Wood和Joseph Lubin等人共同创立了以太坊。以太坊的核心概念是提供一个可编程的区块链,使得开发者可以在其上构建各种应用,而不仅仅局限于货币交易。这种可编程性的特性使得以太坊成为了一个智能合约平台,允许人们创建和运行基于区块链的应用程序,这些应用程序可以执行自动化的合约,并且无需信任第三方。

可以看出,以太坊最显著的特点之一是智能合约,开发者可以在以太坊上开发各类应用。凭借这一特性,以太坊也逐渐成为了整个Crypto的龙头,出现了各类Layer2、应用,以及ERC20、ERC721等多样的资产类型,聚集了许多开发者来建设和充实以太坊这个城邦。

那既然以太坊已经可以实现智能合约以及各类Dapp的开发,为什么人们还需要回到BTC上再去扩容和开发应用呢?最核心的原因可以总结以下3个方面:

  1. 市场共识: 比特币是最早的区块链和加密货币,在公众和投资者心中拥有最高的知名度和信任度。因此在接受度和认可度上有独一无二的优势,目前比特币的市值达到8000亿美元,占据整个加密市场市值的一半左右。

  2. 比特币的去中心化程度高:在主流的区块链中,比特币的去中心化程度最高,创始人中本聪已经隐匿,整个链都由社区推动发展;而以太坊仍有vitalik和以太坊基金会在进行发展的把控。

  3. 散户对Fair Launch的需求:Web3的需求离不开新资产的发行方式。在传统的项目Token发行中,无论是FT还是NFT,基本上都是项目方作为发行方,散户的收益强依赖于项目方和背后的VC的做市;而在比特币生态中,出现了铭文这类创新性的Fair Launch场所,给予了散户更多的话语权,也因此聚集了更多金钱和财富在BTC的生态。这一次比特币生态的重新获得关注很大程度上离不开铭文Fair Launch的特质。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图3

这也是为什么虽然BTC在TPS、出块时间方面都弱于以太坊,最初目的是用作加密货币交易的背景下,却仍有大量的开发者希望在上面去引入智能合约,来进行应用开发。

总结来说,正如BTC的崛起源于价值共识——人们普遍认同比特币作为一种有价值的数字资产和交换媒介,Crypto世界的革新很大程度上也和资产属性息息相关。当前BTC生态系统的热度主要由以Ordinals协议和BRC-20等铭文资产类型带动。这种热度也反哺到整个比特币生态系统上,使更多人开始将目光重新回到比特币生态。

与以往的牛市不同,这一轮市场中散户的影响力越来越大。传统上,VC和项目方在加密市场中占据主导地位,投资和推动了许多区块链项目的发展。然而,随着散户对加密资产的兴趣不断增加,他们希望在市场中发挥更大的作用,并参与到项目的发展和决策中。从某种程度上说,散户也推动了这一轮比特币生态系统的发展和再次繁荣。

所以尽管以太坊生态在智能合约和去中心化应用方面更为灵活,但比特币生态作为数字黄金和稳定的价值存储,以及其龙头地位和市场共识,使其在整个加密货币领域中仍具有无与伦比的重要地位。因此,人们持续关注并努力发展比特币生态以继续挖掘其潜力和可能性。

三、比特币生态项目发展现状分析

在发展比特币生态的过程中可以看出,目前比特币主要有2个方面的困境:

  • 比特币网络的扩展性较低,如果想在上面搭建应用需要有更好的扩容解决方案;

  • 比特币生态的应用较少,比特币生态的发展需要一些爆款应用/项目,聚集起更多的开发者和诞生更多的创新。

围绕这两个困境,比特币生态主要从3个方面进行建设:

  1. 围绕资产发行的相关协议

  2. 扩容方案:链上扩容以及Layer2

  3. 钱包、跨链桥等基建项目

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图5

由于目前整个比特币生态的发展仍处于早期阶段,像defi等应用场景仍在萌芽期,因此本文将主要围绕资产发行、链上扩容、Layer2和基建四个方面来分析比特币生态的发展情况。

1、资产发行协议

比特币生态从2023年开始的火热离不开Ordinals协议和BRC-20的推动,让原本仅仅能作为价值存储和交换的比特币还能作为资产发行的场所,极大的拓宽了比特币的使用场景。

在资产发行协议方面,在Ordinals之后,还诞生了Atomicals、Runes、PIPE等各种各样不同类型的协议,来帮助用户和项目方在BTC进行资产的发行。

1)Ordinals & BRC-20

首先让我们来看看Ordinals协议。简单来说,Ordinals 是一个能让人们能够在比特币上铸造类似于以太坊上的NFT的协议,最开始引起关注的 Bitcoin Punks、 Ordinal punks都是基于该协议铸造的;再到后来,火爆至今的BRC-20标准也是基于Ordinals protocol出现的,开启了后来的铭文之夏。

Ordinals协议的诞生可以追溯到2023年初,是由Casey Rodarmor推出的。他从2010 年以来一直从事技术工作,曾在 Google 、Chaincode Labs、Bitcoin core工作过,现在担任SF Bitcoin BitDevs(比特币讨论社区)的联合主持人。

Casey从2017年开始对NFT感兴趣,受启发使用Solidity开发以太坊智能合约,但因为不喜欢在以太坊上构建 NFT ,认为是“ 古德堡机器”(用过于复杂的方式实现简单的事情),于是放弃了在以太坊上构建NFT。在 2022 年初,他再次萌生了在比特币上实现NFT的想法。在他研究Ordinals的过程中,他表示他的灵感来自比特币的创始人中本聪在最初的比特币代码库中引用了一种叫做“原子”的东西,可以看出Casey的动机某种程度上是希望比特币再次变得有趣,于是便有了Ordinals的诞生。

那Ordinals协议是如何实现被人们俗称为BTC NFT的Ordinal Inscriptions呢?核心有两个要素:

  • 第一个要素是将序列号分配给每个Satoshis(聪),实现了比特币最小单位的标号,并在交易花费时跟踪这些 Satoshis,从而让Satoshi实现了非同质化,是一个非常有创意的做法。

  • 第二个要素是支持将任意内容附加到单个Satoshis上,包括文本、图片、视频、音频等,从而创建出独特的比特币原生数字物品——铭文(也是我们俗称的NFT)。

通过为Satoshi的进行编号以及内容的附加,Ordinals让人们可以在比特币上拥有类似以太坊的NFT。

接下来让我们深入技术细节,来更好的理解Ordinals的实现方式。在第一个要素序号分配中,新的序号只能在Coinbase Transaction(每个区块中的第一笔交易)中诞生。通过UTXO的转移,我们可以追溯到相应的Coinbase交易从而能够判断这个UTXO中Satoshi的编号。但需要额外注意的是,这个编号体系并不来自于比特币链上,而是由链下的索引器来进行编号。所以本质上是链下的社区给链上的Satoshi制定了一个编号系统。

在Ordinals协议诞生之后,出现了许多有趣的NFT,例如Oridinal punks、TwelveFold等等,截止目前,比特币的铭文已经超过了5400万。而在Oridinals协议的基础上,也诞生了BRC-20,开启了后面BRC-20的盛夏。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图7

(Source:Dune - Ordinals铭文总数量)

BRC-20协议是基于Ordinals协议,将类似于ERC-20 Token的功能写入到了脚本数据中,从而实现Token部署、铸造和交易的流程。

  1. 部署代币:在脚本数据中指明“deploy”,并注明代币名称、总发行量和每一张的数量限制。索引器识别到代币部署的信息后可以开始记录对应Token的铸造和交易。

  2. 铸造代币:在脚本数据中指明“mint”,注明mint代币的名称和数量。索引器识别后在账本中增加收款方相应代币的余额。

  3. 交易代币:在脚本数据中指明“transfer”,注明代币的名称和数量。索引器在账本上将发送方的余额扣除相应数量的代币,增加到收款方地址的余额上。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图9

从铸造的技术原理中可以看出,由于BRC-20代币的余额都被刻在了隔离见证的脚本数据中,无法被比特币网络识别和记录,所以需要索引器在本地来记录BRC-20的账本。本质上,Ordinals只是将⽐特币⽹络当做存储空间,链上记录元数据和操作的说明等,但所有操作的实际运算和状态更新都在链下处理。

在BRC-20诞生之后,引爆了整个铭文市场,BRC-20占据了Ordinals资产类型的绝大部分,截止2024年1月,BRC-20资产占所有Ordinals资产类型的70%以上。此外,从市值的角度来看,目前BRC-20代币的市值达到了26亿美元,其中龙头代币Ordi市值为11亿美元,Sats的市值也在10亿美元左右。BRC-20代币的出现给比特币生态乃至Crypto世界带来了新的强心剂。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图11

(Source:Dune - Ordinals不同资产类型的占比)

BRC-20的火爆背后也隐藏着许多原因,核心可以总结为以下2个方面:

  • 造富效应:Web3的协议和项目的爆火离不开造富效应,而BRC-20作为BTC链上的新资产品类,拥有天然的吸引力,能够吸引大量的用户注意力和占领心智。

  • Fair Launch:BRC-20铭文具有公平发射的特点,没有人是天然的庄家。相比于传统的Web3项目,Fair Launch让散户能够在Token的投资上和VC站在同一起跑线,从而使散户更愿意参与到Fair Launch的项目中来;即使是一些科学家想要恶意的撸大量BRC-20Token,也是有铸造成本的。

总的来说,虽然Ordinals协议从诞生以来就受到了比特币社区不小的争议,认为比特币NFT和BRC-20会让区块大小迅速上升,导致对节点运营设备要求更高、数量更少,从而降低了去中心化程度;但从积极的角度来看,Ordinals协议和BRC-20,为比特币展示了一个新的价值用例(除了数字黄金之外),给生态带来了新的活力,吸引了很多开发者重新开始关注和开发比特币生态,在扩容、资产发行和基建方面进行耕耘。

2)Atomicals & ARC-20

Atomiclas协议于2023年9月由比特币社区的一位匿名开发者发布上线,本质上是希望不需要外界的索引机制来实现资产的发行、铸造和交易,构建一个比Ordinals协议更加native和完善的资产发行协议。

那么Atomicals协议与Ordinals协议究竟有哪些差异呢,其技术上的核心区别可以总结为以下两个方面:

  • 在索引方面,Atomicals协议没有采用在链下给Satoshi编号的这个机制,而是选择以UXTO作为单位进行索引。

  • 在内容的附加或者说“铭刻”方面,Atomicals协议没有把内容附加到单个Satoshis的隔离见证的脚本数据中,而是刻在了UXTO中。

此外,Atomicals协议还引入了PoW机制,通过调整前缀字符的长度来控制挖矿的难度,铸造者需要使用CPU来计算出匹配的hash值,从而实现了更公平的分发方式。

在Atomicals协议下,产生了3种资产类型:NFT、ARC-20 Tokens和Realm Names。其中Realm是Atomicals协议上的一个创新式的域名系统,与传统域名添加后缀不同的是,Realm是将域名作为前缀来使用。

接下来我们重点来分析下ARC-20,与BRC-20是基于Ordinals协议自创的不同,ARC-20是Atomicals协议官方支持的代币标准。与BRC-20将Token写入隔离见证的脚本数据中不同的是,ARC-20是染色币的机制,代币的注册信息是记录在UXTO上的,交易完全由BTC网络来处理,也因此与BRC-20在众多方面都有不同,详情可看下表:

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图13

总的来说,Atomicals协议的交易依赖BTC网络,不会重复创造大量无意义的交易,对网络的交易成本影响较小;并且不依靠链下账本来记录交易信息,更加去中心化;此外,转账流程只需要一笔交易(而BRC-20需要两笔),因此ARC-20的转账性能显著的高于BRC-20。

然而另一方面,和散户参与公平发射不一样的是,ARC-20挖矿的机制会导致某种程度上市场在为矿工买单,因此在铭文fair launch方面的优势会被削弱。此外,ARC-20 代币难以防止用户误花也是一个需要面临的挑战。

3)Runes & Pipe

正如上文中提到,BRC-20的出现导致产生了许多无意义的UTXO,Ordinals的开发者Casey对此也十分不满,于是在2023年9月提出了基于UTXO模型的代币协议Runes。

整体来说,Runes协议和ARC-20的标准比较相似,也是在UTXO的脚本中铭刻Token数据,Token的交易也是依赖于BTC网络,区别点在于Rune的数量是可以定义的,不像ARC-20中最小精度是1。

然而目前Rune协议仅停留在构想阶段。在Runes协议提出一个月后,Trac的创始人Benny便推出了Pipe协议,原理与Rune基本一致;此外,根据创始人Benny在官方Discord的言论,还希望支持更多的资产类型(类似以太坊上的 ERC-721、ERC1155类型的资产)

4)BTC Stamps & SRC-20

BTC Stamps是一个与Ordinals完全不同的资产发行协议,由于Ordinals数据存储在隔离见证的脚本数据中,有可能被全节点“修剪”掉,一旦网络硬分叉就会被擦除。为了解决这个风险,Twitter用户@mikeinspace创建了BTC Stamps协议,通过将数据存储在BTC的UTXO中,在区块链中以一种不可分割的方式嵌入数据。

这种集成确保数据永久留存在链上,免受删除或修改的影响,更加安全和不可篡改。一旦数据作为Bitcoin Stamp嵌入,它就永远保存在区块链上。这个特性对于确保数据的安全性和完整性非常宝贵。它为需要不可更改记录的应用程序提供了强大的解决方案,例如法律文件、数字艺术鉴定和历史档案。

从具体的技术细节来看,Stamps协议使用了交易输出嵌入base64格式图像数据的方法,将图像的二进制内容编码为一个 base64 字符串,将该字符串作为 STAMP: 的后缀放在交易描述密钥中,然后使用 Counterparty 协议将其广播到比特币分类账上,这种类型的交易将数据分拆嵌入到多个交易输出中,无法被全节点删除,从而实现了存储的永久性。

在Stamps协议下,也出现了SRC-20代币标准,对标BRC-20代币标准。

  • 在BRC-20标准中,协议将所有交易数据存储在在隔离见证的数据中,由于Segwit的采用率并不是100%,所以有被修剪的风险。

  • 在SRC-20标准中,数据存储在UTXO中,使其永久成为区块链的一部分,无法被删除。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图15

其中BTC Stamps支持多种类型的资产,包括NFT、FT等等。而SRC-20 Token就是其中的FT标准,拥有数据存储更加安全的特性和难篡改的特性,不过缺点在于铸造的成本十分昂贵,最初SRC-20的Mint fee在80U左右,是BRC-20铸造成本的好几倍。不过在去年5月17日,经过了SRC-21标准升级后,单次Mint的费用下降到了30U,与ARC-20的Mint费用差不多。不过下降之后费用仍然较贵,是BRC-20 token的6倍左右(最近BRC-20的Mint费用在4-5U)。

虽然SRC-20的Mint费用较贵,不过和ARC-20一样,SRC-20在Mint的过程中只需要进行一次交易;而相比之下,BRC-20代币的Mint和转移都需要发起两笔交易才能完成。在网络顺畅的时候交易次数影响不大,但一旦网络拥堵,发起两次交易需要的时间成本就会显著提升,用户需要付出更多的gas来加速交易。此外,值得一提的是SRC-20 Token支持4种BTC地址,包括Legacy、Taproot、Nested SegWit和Native Segwit四种地址,而BRC-20只支持Taproot地址。

总的来说,SRC-20的token在安全性和交易方便性上比起BRC-20来说有着明显的优势,不可裁剪的特性十分符合注重安全性的比特币社区的需求,其自由拆分的特性相比于ARC-20每个聪代表1个token的限制显得更有灵活性。而另一方面,转账成本、文件大小以及类型限制是SRC-20目前面临的挑战,也期待SRC-20未来的探索和进一步的发展。

5)ORC-20

ORC-20标准旨在为提高BRC-20代币的使用场景以及优化BRC-20的现有问题。一方面,目前的BRC-20代币只能够在二级市场出售,代币总量无法更改,没有像ERC-20那样可以质押、增发等方式来活跃整个体系。

另一方面,BRC-20代币严重依赖外部的索引器进行索引和记账。此外,也可能存在双花攻击,例如某一个BRC-20的Token已经铸造完毕,则根据 BRC-20 代币标准,使用mint函数铸造额外的相同代币是无效的,但由于交易支付给比特币网络的费用,所以这个铸造仍会被记录下来。因此,便完全依赖于外部的索引器来确定哪个铭文有效或无效,例如在2023年4月的时候,在Unisat发展早期阶段出现了黑客进行双花攻击的情况,所幸后面及时修复,没有扩大影响。

为了解决BRC-20存在的困境,ORC-20标准应运而生。ORC-20兼容 BRC-20标准,并提高适应性、可扩展性和安全性,以及消除双重支出的可能性。

在技术逻辑上,ORC-20 与 BRC-20 代币一样,也是添加到比特币区块链中的JSON文件, 差别在于:

  1. ORC-20对名称和命名空间没有限制,并且具有灵活的键。此外,ORC-20支持更广泛的 JSON 格式的数据格式,并且所有ORC-20 数据都不区分大小写。

  2. BRC-20在初始部署后具有最大铸币值且供应量不可变,而 ORC-20 协议允许更改发行的初始值和最大铸币值。

  3. ORC-20交易使用UTXO模型,发送方要指定接收方接收的金额以及要发送给自己的剩余余额,例如拥有有3333个ORC-20代币,并想向某人发送2222个代币,那么同时也会向自己发送1111个,作为新的 "输入"。这整个模型的过程是和比特币UTXO的过程是一样的。如果2个步骤没有走完,是可以在中途取消交易的;由于UTXO模型中UTXO只能使用一次,从而在根本上防止了双重支付。

  4. ORC-20代币在部署时增加了ID标识,即使是同名的Token也可以通过ID进行区分。

简单来说,ORC-20可以看做是BRC-20的升级版,赋予了BRC-20 Token更高的灵活性和经济模型的丰富性,由于ORC-20对BRC-20的兼容,也很容易将BRC-20 Token包装成ORC-20代币。

6)Taproot assets

Taproot assets是比特币的二层网络开发团队Lightning Labs推出的资产发行协议,也是一个与闪电网络直接集成的协议。其最核心的特点和现状可以总结为以下三个方面:

  1. 完全基于 UTXO,意味着可以和RGB、Lightning这些Bitcoin原生技术很好地集成。

  2. 不同于Atomicals,Taproot assets和Runes协议一样,用户可以自定义Token交易的数量,可以在单个交易中创建或转移多个代币。

  3. 直接与闪电网络集成,用户可以使用Taproot交易启动闪电通道,在单次的比特币交易中将比特币和Taproot Assets存入闪电通道,从而降低交易成本。

然而需要注意的是,目前也存在一些弊端:

  • 存在作恶风险:Taproot Assets元数据不存储在链上,而是依赖链下的索引器来维护状态,需要额外的信任假设。数据存储在本地或者Universe(包含特定资产的历史数据和验证信息的服务器集合)来维持代币所有权。

  • 不是公平发射:用户不能在比特币网络自行铸造代币,而是由项目方来发行所有代币,将其转移到闪电网络,发行和分配都是由项目方控制的,本质上就是失去了公平发射的特点。

Lightning Labs的联合创始人Elizabeth Stark致力于通过Taproot Assets引领比特币复兴,同时促进闪电网络成为多资产网络。由于Taproot Assets 与 Lightning 的原生集成,用户不需要将资产跨链到侧链或者其他Layer2上,直接可以将Taproot Assets存入Lightning通道,进行交易,从而更方便的交易。

7)现状分析小结

总结来说,Oridinals协议和BRC-20代币标准的诞生带来了铭文的热潮,也让人们重新将目光投向了比特币上的资产发行协议,涌现出了像Atomicals、Runes、BTC Stamps、Taproot Assets等多样化的资产发行协议,也产生了ARC-20、SRC-20、ORC-20等。

除了上述介绍的主流的资产发行协议之外,还有许多资产协议也在构想和发展中,例如BRC-100是基于Ordinals理论的去中心化计算协议,希望能丰富资产的使用场景,支持开发类似于DeFi、GameFi这样的应用;BRC-420标准类似于ERC-1155,可以将多个铭文组合成一个复杂资产,从而在游戏、元宇宙方面有比较多的应用场景(例如ERC-1155协议适用于NFT和FT的组合的游戏场景。);甚至像一些memecoin社区也开始在BTC上推出新的资产协议(例如Dogecoin社区推出了DRC-20),呈现百花齐放的局面。

从目前的项目现状来看,目前的资产发行协议可以分为BRC-20派和UTXO派。前者包括BRC-20、以及BRC20的升级扩充版ORC-20,将数据铭刻在隔离见证的脚本数据中,依靠链下的索引器来进行索引和记账;后者主要包括ARC-20、SRC-20、Runes和Pipe想实现的资产类型以及Taproot Assets。

BRC-20和ARC-20的这两派也象征了BTC生态资产协议的两种思路:

  • 一种是像BRC-20这样极具简洁性的解决方案,虽然功能不复杂,但是整个思路和代码都非常的简洁优雅,短短几行的创新就满足了需求的最小单元,是一个很好的MVP版本。

  • 另一种是像ARC-20这样的协议,出现问题就解决问题。在ARC-20的发展过程中出现了很多bug和需要优化的地方,但是遇到了问题再去解决,更偏向于自下而上的发展之路。

目前BRC-20由于先发优势,在资产协议中已经占据了龙一的位置,未来SRC-20、ARC-20等标准谁能占据龙二甚至弯道超车BRC-20,让我们一起拭目以待。

回归本质,一方面“铭文”赛道给散户带来了Fair launch的新模式,给比特币生态带来了巨大的关注度;另一方面,根据OKLink的数据,比特币矿工的收入在去年12月至今,手续费的收入占比超过了10%,也给矿工带来了切切实实的利益。相信在比特币生态利益共同体的驱动之下,比特币上的铭文生态和资产发行协议还会进入探索和发展的新时期。

2、链上扩容

资产发行协议引起了人们对于比特币生态的重新关注,而由于比特币扩展性和交易确认时间的困境,要想生态长久发展,比特币扩容也是一个需要直面和备受关注的领域。

在提升比特币的可扩展性方面,目前主要有两条发展路线,一类是链上扩容,在Bitcoin Layer1上进行优化;一类是链下扩容,也就是大家通常理解的Layer2。在这一节和下一节,我们分别从链上扩容和Layer2两方面来聊聊比特币生态的发展情况。在链上扩容方面,链上扩容想通过区块大小和数据结构来提高TPS,比如BSV和BCH,不过目前没有得到BTC主流社区的共识,而在目前有主流共识的链上扩容升级方案中,最值得一提的就是SegWit升级和Taproot升级。

1) Segwit升级

2017年7月,比特币进行了隔离见证(Segwit)升级,可扩展性大幅提升,它是一个软分叉。

SegWit的主要目标是解决比特币网络面临的交易处理能力限制和交易费用高昂的问题,在SegWit之前,比特币交易的大小受到1MB块限制,这导致了交易拥堵和高费用。SegWit通过重新组织交易数据结构,将交易的见证数据(包括签名和脚本)分离出来,并将其存储在一个新的部分中,称为“见证区域”,通过将交易签名数据从交易数据中分离,从而有效地增加了区块的容量。

SegWit引入了一种新的块大小测量单位,称为权重单位(wu)。没有SegWit的区块有100万个wu,而使用SegWit的区块则有400万个wu,这种改变使得块大小能够超过1MB的限制,实际上扩大了块的容量,从而增加了比特币网络的吞吐量,使得每个区块能够容纳更多的交易数据,并且由于区块容量增加,SegWit使得更多的交易能够进入每个区块,减少了交易拥堵和交易费用的上涨。

此外,Segwit升级的重要性不仅局限于此,也促进了后面很多重大事件的发生,包括之后的Taproot升级,很大程度上也是在Segwit升级的基础上发展,再比如2023年爆火的Ordinals协议以及BRC-20 token的操作也都是在隔离数据中进行,某种程度上来说Segwit升级也成为了这次铭文之夏的助推器和奠基者。

2) Taproot升级

Taproot升级是比特币网络的另一个重要升级,于2021年11月进行,结合三个不同相关提案的BIP 340、BIP 341和BIP 342,旨在提高比特币的可扩展性。Taproot升级的目标是提高比特币网络的隐私性、安全性和功能性。它通过引入新的智能合约规则和加密签名方案,使得比特币交易更加灵活、安全且隐私保护更好。

其升级的核心优势可以总结为以下3个方面:

  1. Schnorr多签聚合:BIP 340中的提出了Schnorr签名,它允许多个公钥和签名被聚合成一个单一的公钥和签名,从而减少了交易数据的大小。通过聚合签名,网络可以处理更多交易,使整体操作更快、更便宜,从而最大限度地节省区块空间。

  2. 隐私性更强:BIP 341中的 P2TR 使用新的脚本类型,结合了之前两个脚本 P2PK 和 P2SH 的功能,引入了另一个隐私元素,并提供了更好的交易授权机制。 P2TR 还使所有 Taproot 输出看起来相似,使多重签名和单签名交易之间不会有更多区别。这样,识别存储私人数据的每个参与者的交易输入就变得更加困难。

  3. 使更复杂的智能合约成为可能:以前,比特币的智能合约功能受到限制,但升级后Taproot 允许多方使用 Merkle 树签署单个交易,Taproot通过引入新的脚本类型,称为"Tapscript",允许开发者编写更复杂的智能合约,包括条件支付、多方共识等功能,使得比特币未来的发展有了更多的可能性。

总的来说,通过SegWit和Taproot升级,比特币网络得以提高可扩展性、交易效率、隐私性和功能性,为未来的创新和发展奠定了坚实的基础。

3、链下扩容:Layer2

由于比特币本身链的结构限制,再加上比特币的社区共识分散的特点,链上扩容的方案常常会受到社区的质疑,因此许多builder们开始尝试链下扩容,构建链下扩容协议或者说Layer2的,来在比特币网络之上搭建第二层网络。

其中Bitcoin目前Layer2的类型根据数据可用性和共识机制可以大致分为:状态通道、侧链、Rollup等。

其中状态通道让用户在链下构建通信通道,在链下进行高频交易,然后链上进行记录最终结果,场景主要局限于交易场景。Rollup和侧链的核心区别在于安全性的继承,Rollup的共识是在主网形成的,一旦主网失灵则无法运行;而侧链的共识是独立的,因此一旦侧链自己的共识失灵则无法运行。

此外,除了上述提到的Layer2之外,也有像RGB这样的扩容协议来进行链下扩容,来提升网络的可扩展性。

1)状态通道

状态通道是一种在区块链上创建的临时通信通道,用于在链外进行高效的交互和交易。它允许参与者在彼此之间进行多次交互,并最终将最终结果记录在区块链上。状态通道可以提高交易的速度和吞吐量,并降低相关的交易费用。

而提到状态通道这种Layer2,最核心要提及的就是闪电网络。区块链最早的状态通道项目就是比特币上的闪电网络。闪电网络的概念最早是在2015年提出,然后于2018年Lightning labs将闪电网络落地。

闪电网络是一个构建在比特币区块链上的状态通道网络,它允许用户通过打开支付通道,在链外进行快速交易。闪电网络的成功启动标志着状态通道技术的首次实现,并为后续的状态通道项目和发展奠定了基础。

接下来让我们聚焦在闪电网络的实现技术上。闪电网络作为建立在比特币区块链基础上的 Layer2 支付协议,旨在实现参与节点之间的快速交易,被认为是解决比特币可扩展性问题的有效方案。闪电网络的核心在于大量的交易发生在链下,只有最后所有交易完成,进行最终状态确认时,才会进行链上的记录。

首先,交易方使用闪电网络打开支付通道,并根据智能合约向如比特币转移资金,作为承诺金。然后,各方可以通过链下的闪电网络进行任意数量的交易,更新通道资金的临时分配,这个过程无需记录在链上。当各方完成交易时,他们关闭支付通道,智能合约根据交易记录分配承诺的资金。

接下来到关闭闪电网络的环节,一个节点首先向比特币网络广播当前交易记录状态,包括结算建议和承诺资金的分配。如果双方都确认了该提议,则资金立即在链上支付,交易完成。

另一种情况是出现关闭异常,比如某个节点退出网络或广播的交易状态不正确。在这种情况下,结算会延迟到争议期,节点可能会对结算和资金分配提出异议。这时,如果提出质疑的节点广播了一个更新的时间戳,包括第一个提议中遗漏的一些交易后,那么会按照后面正确的结果来进行记录,并且第一个作恶节点的承诺金会没收,奖励给对方的节点。

从闪电网络的核心逻辑可以看出,其具有以下4个方面的优点:

  1. 实时支付,无需在区块链上创建每笔支付的交易,支付速度可达毫秒级到秒级。

  2. 可扩展性高。全网每秒能够处理数百万至数十亿笔交易,支付能力远超传统支付系统,而且无需依赖中介即可进行操作和支付。

  3. 低成本。通过在区块链外部进行交易和结算,闪电网络的费用极低,使得即时小额支付等新兴应用成为可能。

  4. 跨链能力。通过异构区块链共识规则进行链外的原子交换。只要区块链支持相同的加密哈希函数,就可以在无需信任第三方托管方的情况下进行跨区块链交易。

虽然闪电网络也面临着一些困境,比如用户需要学习和理解闪电网络的使用、开启和关闭,但总的来说,闪电网络通过在比特币上建立 Layer 2的交易协议,让大量的交易可以在链下进行,减轻了比特币主网的负担,目前TVL已经接近2亿美元。

不过状态通道这种Layer2因为场景仅局限于交易,所以无法像以太坊的Layer2那样支持更多类型的应用和场景,因此也让许多比特币的开发者去思考场景更广的比特币Layer2解决方案。

在闪电网络诞生之后,Elizabeth Stark为了致力于发展闪电网络成为多资产网络,也出现了Taproot Assets等类型的资产协议,来丰富和拓宽闪电网络的使用场景;此外,之后的一些扩容方案也通过和闪电网络集成的方式来获得更大的使用范围。闪电网络不仅仅是作为状态通道,更是作为一个基础服务的土壤,诞生和激发出更多元的BTC生态的花朵。

2)侧链

侧链的概念最早是由Hashcash的发明者Adam Back等人在2014年发表的《Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains》论文中提及,其中提到如果比特币要提供更好的服务,还有很多的改善空间。因此提出了侧链这种技术,使比特币和其他区块链资产可以在多个区块链之间转移。

简单来说,侧链是一个与主链并行运行的独立区块链网络,可以自定义规则和功能,从而实现更高的扩展性和灵活性。从安全性上来看,这些侧链需要自己维护一套安全机制和共识协议,因此其安全性依赖于侧链的设计。侧链通常具有更高的自主性和自定义性,但与主链之间的互操作性可能较低。此外,侧链的一个关键要素在于能够使资产从主链转移到侧链上进行使用,因此通常涉及跨链转账和锁定资产等操作。

例如Rootstock通过合并挖矿来保障侧链网络的安全性、Stacks使用转移证明(PoX)的共识机制,下面将通过这两个案例来帮助大家了解BTC侧链解决方案的现状。

首先让我们来看看Rootstock,Rootstock(RSK)是比特币的一个侧链解决方案,旨在为比特币生态系统提供更多功能和扩展能力。RSK的目标是通过将智能合约功能引入比特币网络,提供更强大的去中心化应用(DApp)开发平台和更高级的智能合约功能,目前TVL达到了1.3亿美元。

RSK的核心设计思想是通过侧链技术将比特币与RSK网络连接起来。侧链是一个独立的区块链,可以与比特币区块链进行双向交互。这使得在RSK网络上创建和执行智能合约成为可能,同时利用比特币的安全性和去中心化特性。

RSK的核心优点包括以太坊语言友好、合并挖矿两方面:

  • 以太坊开发语言友好:与以太坊等其他智能合约平台相比,RSK的主要优势之一是它与比特币的兼容性。RSK的虚拟机(RSK Virtual Machine)是基于以太坊虚拟机(EVM)的改进版本,使开发人员能够使用以太坊智能合约开发工具和语言来构建和部署智能合约。这为开发人员提供了一个熟悉的开发环境,并能够利用比特币的强大安全性。

  • 合并挖矿促进矿工参与:RSK还引入了一种称为“合并挖矿”的共识算法,它与比特币的挖矿过程结合在一起。这意味着比特币矿工可以在挖掘比特币的同时,还可以挖出RSK,为RSK网络提供安全保障。这种合并挖矿的机制旨在增加RSK网络的安全性,并提供了一种激励机制,让比特币矿工参与RSK网络的运行。并且由于两个区块链使用相同的共识,比特币和 RSK 消耗相同的挖矿算力,因此矿工可以贡献哈希率来挖掘 RSK 上的区块。最终,合并挖矿可以在不需要额外资源的情况下提高矿工的盈利能力。

RSK 试图通过将智能合约放在侧链上来解决比特币layer1交易确认时间长和网络拥堵的问题,它为开发人员提供了一个强大的平台来构建去中心化应用,并为比特币生态系统增加了更多的功能和扩展性,促进更大规模的采用和创新。

RSK大约每30秒创建一个新区块,显著快于比特币10分钟的出块时间,在TPS方面,RSK为10-20,明显快于比特币网络,但相比以太坊Layer2的高性能仍显得不足,在高并发应用的支持上仍有一些挑战。

接下来让我们来看看Stacks,Stacks是一个基于比特币的侧链,具有自己的共识机制和智能合约功能。Stacks区块链通过与比特币区块链进行交互,实现了安全性和分散性,并通过Stacks币(STX)进行激励。

Stacks最初名为 Blockstack,项目从2013年开始启动。2018年推出了Stacks测试网,其主网在2018年10月发布。2020 年 1 月,随着 Stacks 2.0 主网的发布,该网络迎来了一次重大更新。这次更新将Stacks与比特币进行了原生连接和锚定,允许开发者构建去中心化的应用程序。

其中Stacks值得关注的上其共识机制——转移证明(PoX)。转移证明是燃烧证明(Proof-of-Burn,PoB)的变种。烧毁证明是最初作为Stacks区块链的共识机制提出的。在 "烧毁证明 "机制中,参与共识算法的矿工会将比特币发送到烧毁地址,通过这种方式证明他们已经为新区块付出了成本。而在转账证明中,这一机制有所有改动:所使用的加密货币不会被销毁,而是分发给一组帮助确保新链安全的参与者。

因此,在 Stacks 的共识机制中,想要挖掘 Stacks的代币STX 并参与共识的矿工需要向预定义的随机的比特币地址发送比特币交易,才能在 Stacks 区块链中产生区块。哪个矿工能生成区块,最终由排序决定。不过,被选中的概率会随着矿工向比特币地址列表转移的比特币数量而增加,同时Stacks协议会用STX奖励他们。

从某种意义上说,Stacks 的共识机制是在模仿比特币的工作证明机制。但 Stacks 矿工不是消耗能源挖矿来产生新区块,而是使用比特币来维护 Stacks 区块链。对于比特币的可编程性和可扩展性而言,转移证明也是一种非常可持续的解决方案。由于Stacks的开发语言Clarity相对小众,开发者的活跃数量一直不算特别高,生态建设也相对缓慢,目前的TVL只有5000万美元。虽然官方声称是其Layer2,但目前从本质上来说更属于侧链的范畴。

在其计划于今年第二季度的Nakamoto升级之后才会成为一个真正的Layer2。Nakamoto Release 是即将在 Stacks 网络上推出的硬分叉,提高交易吞吐量和 100% 的比特币交易确认最终性。

其中Nakamoto升级最显着的变化之一是加快了区块确认时间,将交易确认时间从比特币的10 分钟缩短到几秒钟,通过提高区块生产率并大约每 5 秒出一个新区块,交易可能在一分钟内得到确认,这对于Defi项目的发展非常有利。

在安全性方面,Nakamoto升级将使Stacks交易的安全性与比特币网络的安全性保持一致。网络的完整性也得到了改善,处理比特币重组的能力得到了增强。即使在比特币重组的情况下,大多数 Stacks 交易也将保持有效,从而确保网络的可靠性。

除了Nakamoto升级之外,Stacks还将推出sBTC。sBTC是一种去中心化的可编程的1:1比特币支持资产,可以在比特币和Stacks(L2)之间部署和转移BTC。sBTC使智能合约能够向比特币区块链写入交易,同时在安全性方面,转账由整个比特币哈希算力保证安全。

除了Rootstock和Stacks之外,还有Liquid Network等不同的侧链解决方案,通过不同的共识机制来提高比特币网络的可扩展性。

3)Rollup

Rollup是一种在主链上构建的二层解决方案,通过将大部分计算和数据存储从主链转移到Rollup层上来提高吞吐量。在安全性方面,Rollup依赖于主链的安全性,通常链上的交易数据会被批量提交到主链进行验证。而且Rollup往往不需要直接转移资产,资产仍然保留在主链上,只有验证结果被提交到主链。

虽然Rollup常常被作为最正统的Layer2,相比状态通道来说使用场景更广,相比侧链更加继承了比特币的安全性,然而目前发展都处于非常早期的阶段,在这里简单介绍一下Merlin Chain、B² Network和BitVM。

Merlin Chain是由Bitmap和BRC-420开发团队Bitmap Tech推出的Layer2,通过ZK-Rollup来提高比特币的扩展性。其中值得一提的是Bitmap作为一个完全上链、去中心化和公平启动的元宇宙项目,其资产Bitmap持有的用户数量已经达到3.3万,超过了Sandbox成为了元宇宙项目中持有者最多的项目。

Merlin Chain最近刚推出其测试网,可以进行资产在Layer1和Layer2之间的自由跨链,并且支持比特币的原生钱包Unisat。未来,其还会支持BRC-20、Bitmap、BRC-4​​20、Atomicals、SRC20和Pipe等比特币原生资产类型。

在实现方式上,Merlin Chain上的排序器进行批处理交易、生成压缩的交易数据、ZK状态根和证明。压缩后的交易数据和ZK证明通过去中心化的Oracle上传到BTC网络的Taproot中,从而保证网络的安全性。在在Oracle的去中心化方面,每个节点需要质押BTC来作为罚金,用户可以基于压缩数据、ZK状态根和ZK证明向ZK-Rollup发起挑战,挑战成功则会没收质押节点的BTC,从而防止Oracle作恶。目前网络仍在测试网阶段,据称在两周内将会上线主网,期待主网上线后的表现。

除了Merlin Chain之外,比特币Layer2 Rollup解决方案还有B² Network,希望在不牺牲安全性的情况下提高交易速度并扩大应用多样性。其核心特点可以总结为以下两个方面:

  • Rollup方案:B² Network提供了一个支持图灵完备智能合约的链外交易平台,提高了交易效率,降低了成本,同时区别于侧链和扩容方案,Rollup更好的继承了比特币区块链的安全性。

  • 结合ZKP和欺诈证明:通过将零知识证明(ZKP)技术和欺诈证明的挑战响应协议与比特币的Taproot相结合,确保增强交易的隐私性和安全性。

关于B² Network是如何实现BTC Layer2的Rollup解决方案,我们从其核心Rollup Layer和DA Layer(数据可用性层)两部分来看。在Rollup 层方面,B² Network采用 ZK-Rollup 作为 Rollup 层,负责Layer2网络内用户交易的执行以及相关证明的输出。在DA层方面,包括了去中心化存储、B²节点和比特币网络三个部分。该层负责永久存储rollup数据的副本,验证rollup zk证明,并最终通过比特币进行最终确认。

此外,也有BitVM通过在链下处理图灵完备的智能合约等复杂计算来实现Rollup,减少比特币区块链上的拥堵。2023年10月,Robin Linus发布了BitVM白皮书,希望通过开发零知识证明(ZKP)解决方案来改善比特币的可扩展性和隐私。BitVM使用比特币现有的脚本语言时间了在比特币上表示NAND逻辑门的方法,从而能够实现图灵完备的智能合约。

其中,在BitVM中有两个主要角色:证明者和验证者。证明者负责启动计算或声明,本质上是呈现一个程序并断言其预期结果。验证者的作用是验证这一主张,确保计算结果准确且值得信任。

在出现争议的情况下,例如验证者对证明者陈述的准确性提出质疑,BitVM 系统使用基于欺诈证明的质询-响应协议。如果证明者的说法不真实,验证者可以将欺诈证明发送到比特币区块链的不可更改的分类账中,这将证明欺诈行为并保持系统的整体可信度。

不过目前BitVM仍处于白皮书和构建的阶段,离实际使用还有一段时间。总的来说,整个BTC Rollup赛道,目前都处于一个非常早期的阶段,这些网络的未来表现如何,无论是对Dapp的支持还是TPS等性能表现,都还需要等待网络正式上线后的市场检验。

4)其他

除了上述提到的状态通道、侧链和Rollup之外,还有一些链下扩容方案采用了客户端验证的方式,其中最具有代表的就是RGB协议。

RGB是由LNP/BP标准协会在比特币和闪电网络上开发的私有和可扩展的客户端验证智能合约系统。最初是由Giacomo Zucco和Peter Todd于2016 年提出,之所以选择 RGB 这个名称,是因为该项目的初衷是希望成为"更好版本的彩色币"。

RGB 通过使用智能合约解决了比特币主链的可扩展性和透明度问题,在智能合约中,两个用户之间预先达成了协议,一旦协议的条件得到满足,协议就会自动完成。并且由于 RGB 与 Lightning 集成,因此无需进行 KYC,从而保持了匿名性和隐私性,因为实际上根本不需要与比特币主链进行交互。

RGB协议希望比特币开辟了一个可扩展的新世界,包括发行NFT、Token、可替代资产、实现DEX功能和智能合约等。比特币Layer1作为最终结算的基础层,闪电网络、RGB等Layer2用于更快的匿名交易。

RGB有两个核心的特点,客户端验证模式和一次性密封:

  • 客户端验证模式: RGB采用客户端验证模式运行,实现了智能合约。在RGB中,数据存储在链外,而智能合约只负责验证数据的有效性和执行相关的逻辑。比特币交易或闪电通道仅用作验证数据的锚定点,而实际的数据和逻辑则由客户端进行验证。这种设计使得RGB能够在不修改比特币或闪电网络协议的情况下,构建在其之上的智能合约系统。

  • 一次性密封:RGB的代币需要和特定的UTXO关联,在花费UTXO时,比特币交易会包括一个消息承诺,说明该消息包含了RGB的输入、去往的UTXO、资产的ID和金额等。虽然转移RGB Token一定需要比特币的交易,但RGB转移输出的UTXO和比特币输出的UTXO不需要是同一个,这意味着在RGB上Token的可以输出给一个与本次UTXO交易完全无关的另一个UTXO,而不会在比特币上留下痕迹,一旦你通过 RGB 发送了资产,您将无法看到它的去向,即使您收到了资产,它的历史记录也很难破解,从而为用户提供了更大的隐私保护。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图17

从上面的一次性密封可以看出,RGB中每个合约状态都与一个特定的UTXO相关联,并通过比特币脚本来限制对该UTXO的访问和使用。这种设计确保了合约状态的独特性,因为每个UTXO只能与一个合约状态相关联,并且在使用后不能再次使用,不同的智能合约在历史记录上不会直接交叉。任何人都可以通过检查比特币交易和相关脚本来验证合约状态的有效性和唯一性。

通过利用比特币的脚本功能,RGB建立了一种安全的模型,其中所有权和访问权限由脚本定义和执行。这使得RGB能够在比特币的安全性基础上构建智能合约系统,并确保合约状态的唯一性和安全性。

因此,RGB 智能合约提供了一种更分层、可扩展、私有和安全的方法。作为比特币生态系统中的一个创新性尝试,它致力于在不牺牲比特币的安全性和去中心化特点的情况下,支持构建更多元和复杂的应用和功能。

5)现状分析小结

从比特币的诞生开始,就有许多的开发者致力于对比特币进行扩容,搭建Layer2,希望能在上面构建更多的应用。铭文的火热让大家重新将目光投向了比特币Layer2领域。

在状态通道方面,闪电网络是最早的一个实例,也是最早的layer2解决方案之一,通过建立双向支付通道以减少比特币网络的负载和交易延迟。目前,闪电网络已经获得了广泛的采用和发展,其节点数量和通道容量都在不断增长。这为比特币提供了更快的交易速度和低成本的小额支付能力。从目前TVL的表现来看,目前闪电网络依然是TVL最高的Layer2,接近2亿美金,远远领先于其他的解决方案。

在侧链方面,Rootstock和Stacks都通过不同的方式来为比特币生态提高扩展性,其中RSK的方式通过合并挖矿的方式,激励比特币矿工参与RSK网络的运行,为开发者提供了构建去中心化应用程序的平台。Stacks通过转移证明的共识和智能合约功能为比特币网络提供额外的功能和扩展性,目前在生态建设和开发者活跃度方面仍面临一些挑战。此外,Stacks在未来的Nakamoto升级实现后,有望成为一个真正的比特币Layer2解决方案。

在Layer2 Rollup方面,仍发展得相对缓慢,主要的思路是把计算执行过程下放至链下,然后通过不同的方式在链上证明智能合约运行的正确性。目前Merlin Chain、B² Network启动了测试网,表现如何还有待进一步观察。BitVM仍停留在白皮书阶段,未来的发展很有很长的路要走。

此外,也有RGB这样的扩容协议,采用客户端验证模式运行,来实现智能合约。RGB将存储在链外,而智能合约只负责验证数据的有效性和执行相关的逻辑。比特币交易或闪电通道仅用作验证数据的锚定点,而实际的数据和逻辑则由客户端进行验证。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图19

总的来说,目前的比特币开发者们在状态通道、侧链、扩容协议和Layer2 Rollup这些不同的方向在努力和尝试,这些扩容解决方案的出现为比特币网络带来了更多的功能和可扩展性,为比特币生态乃至加密货币行业的发展注入了更多的可能性。

4、基建

除了资产发行协议和扩容方案之外,也有越来越多的项目开始涌现,其中尤其值得关注的是基建领域,例如支持铭文的钱包、去中心化索引器、跨链桥、launchpad等等都在百花齐放的发展中。由于大部分的项目仍处于非常早期的阶段,在这里重点介绍下基建类不同领域的一些重点项目。

1)钱包

在BRC-20协议的爆发过程中,钱包扮演着非常重要的角色,目前的市面上的铭文钱包数量越来越多,包括Unisat、Xverse以及最近OKX、Binance推出的铭文钱包。本节将重点介绍铭文赛道的核心推动者Unisat,来帮助大家更好的了解铭文钱包这个领域。

UniSat Wallet 是一个开源的钱包和索引器,用于存储和交易 Ordinals NFT 和 BRC-20 代币。

谈到Ordinals和BRC-20的爆火,Unisat是一个绕不开的话题。最早Ordinals NFT刚上线时,并没有引起人们的狂热追捧,反而是引起了很多的质疑,认为比特币做好数字黄金的支付功能就可以,没有必要做生态,在市场处于非常早期的阶段,Ordinals NFT的购买只能通过场外交易,带来了严重的去中心化和信任问题。

后来Domo在23年3月推出BRC-20代币标准之后,许多人也认为加一段JSON代码和智能合约之间是有着巨大的差异的,市场仍处于一个质疑和观望居多的阶段。

而Unisat团队选择押注Ordinals和BRC-20赛道,成为了最早的支持Ordinals NFT 和 BRC-20 Token的钱包之一,也是Ordinal协议的官方钱包,从而让只能场外交易的用户可以像交易其他Token那样相对丝滑的交易Ordinals NFT和BRC-20代币。

随着第一个铭文Ordi的爆火,大量的用户开始涌入到BTC生态,Unisat作为BRC-20生态的龙头支持者也获得了广泛的关注,主要的功能和特点包括以下几个方面:

  1. 存储和交易Ordinal NFT,存储、铸币和转移BRC-20

  2. 索引代码开源,支持更多的交易所和项目也进入到BRC-20索引的赛道

  3. 用户无需运行全节点即可即时注册

此外,Unisat对于整个比特币资产协议的资产都非常迅速,除了BRC-20代币之外,unisat后面也很快的支持其他的资产类型,例如Atomicals协议的ARC-20代币,可以看出Unisat在往BTC生态资产协议的综合性交易平台的方向发展。

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图21

(Source:Unisat官网支持了Ordinals和Atomocials协议的资产类型)

总的来说,Unisat作为最早支持BRC-20的钱包和索引器,降低了用户参与铭文的门槛,吸引了更多用户进入BTC生态,某种程度上来说,Unisat和BRC-20的飞速发展是互相促进和互相成就的。

2)去中心化索引

由于目前的BRC-20代币由于需要链下的第三方服务器进行记账和索引,存在链下索引器中心化的问题,可能会面临潜在的风险,一旦索引器遭受攻击,则用户的记账将面临丢失的困境,资产难以保障,因此一些项目方致力于向索引服务的去中心化方向发展。

其中,Trac Core是一个去中心化的索引器并提供预言机服务,由创始人Benny开发。上文提到的资产发行协议Pipe也是由Benny推出的,旨在为BTC生态中的不同方面提供更好的服务。

Trac Core核心在于解决索引和预言机的问题,来作为一个综合型的工具为比特币生态提供服务,包括筛选、整理和简化对比特币数据的访问流程。正如上文提到的,目前的BRC-20代币由于需要链下的第三方服务器进行记账和索引,存在链下索引器中心化的问题,可能会面临潜在的风险,一旦索引器遭受攻击,则用户的记账将面临丢失的困境,资产难以保障。因此Trac Core希望引入更多的节点,来实现去中心化的索引器。

此外,Trac Core也会建立从链下获取外部数据的通道,来发挥作为比特币预言机的功能,从而提供更综合性的服务。

除了Trac Core和Pipe之外,Trac的创始人Benny还开发了Tap Protocol,目标在于丰富Ordinals生态,使代币能进行更多的Defi玩法,包括借贷、质押、租赁等功能,从而给予Ordinals的资产“OrdFi”的可能性。目前Trac生态的三个项目Trac Core、Tap Protocol和Pipe都仍处于非常早期的阶段,未来的发展如何还需要持续关注。

此外,Unisat以及Atomic.finance等项目也在去中心化索引方面进行探索和发展,期待未来在BRC-20的去中心化索引方向能有更进一步的突破,为用户提供更加完善和安全的服务。

3)跨链桥

在比特币的基础设施中,资产跨链也是非常重要的一个部分,包括Mubi、Polyhedra等项目开始在这个方向发力,在这里通过对Polyhedra Network的分析来帮助大家了解BTC跨链桥的情况。

Polyhedra Network是一个跨链互操作性的基础设施,允许多个区块链网络以安全高效的方式访问、共享和验证数据。这种互操作性通过系统间的无缝通信、数据传输和协作,来增强区块链生态系统的整体功能和效率。

2023年12月,Polyhedra Network官宣了其zkBridge支持比特币消息传输协议,使比特币网络能够与其他的区块链Layer1/Layer2进行互动,提高比特币的互操作性。

当比特币作为消息发送链,zkBridge使接收链上的更新合约(即轻客户端合约)能够直接通过验证Merkle证明来验证比特币的共识以及比特币上的每笔交易。这种兼容性确保了zkBridge能够全面地保护比特币上的共识证明和交易Merkle证明的安全。zkBridge允许Layer1和Layer2网络访问比特币的当前和历史数据。

当比特币作为消息接收链,为了保障写入信息的正确性,zkBridge采用类似Proof of Stake(PoS)的机制,邀请发送链的验证者质押原生代币,然后这些质押者被授权在比特币网络上写入数据。同时验证者采用MPC协议,如果有作恶实体控制MPC协议成员并篡改消息,用户可以发起zkBridge请求将恶意消息发送到以太坊,以太坊上的惩罚合约会评估消息的有效性,如果消息作恶则会将作恶的MPC成员的质押代币没收,用于补偿用户损失。

总的来说,跨链桥协议能很好的挖掘闲置比特币的潜在潜力,也加强了比特币和POS链之间的安全通信,使得比特币链上资产有了更多跨链和场景的可能性。

4)质押协议

比特币从诞生以来,一直作为数字黄金局限在交易的范畴。因此如何挖掘闲置的比特币来带来更多的资产生息和赋能,是许多比特币开发者在思考和探索的问题。在比特币质押协议方面,目前有Babylon、Stroom等项目在进行尝试,在本小节重点介绍下Babylon是如何实现比特币的质押和激励。

Babylon项目由David Tse、Fisher Yu等来自斯坦福大学的共识协议研究人员和经验丰富的工程师团队推出,希望扩展比特币来保护整个去中心化世界。

与其他项目不同的是,Babylon并不是在比特币上构建新的Layer或者构建新的生态系统,而是希望将比特币的安全性,扩展到其他的区块链中,包括Cosmos、BSC、Polkadot、Polygon以及其他的一些PoS链来共享安全性。

其最核心的功能就是比特币的质押协议,其允许比特币持有者在PoS链上抵押他们的BTC并获得收益,以保护PoS链、应用和应用链的安全。与现有方法不同,Babylon没有选择桥接到PoS链,而是选择了远程权益质押,这种创新协议消除了对抵押比特币进行桥接、包装或托管的需求。一方面,使比特币的持有者参与到质押中,从闲置的BTC中获得了货币激励,另一方面,也为PoS链、应用链增强了安全性。从而使得比特币不仅仅是局限在价值存储和交换的场景,而是将比特币在安全性上的能力扩展到了更多的区块链上。

此外,其还通过比特币时间戳协议,将其他区块链的事件时间戳放置到比特币上,使得这些事件可以像比特币交易一样享受比特币的时间戳,从而实现了快速质押解绑、降低安全成本、跨链安全等功能。

总的来说,像Babylon这样的比特币质押协议的发展,给闲置的比特币带来了新的使用场景,将比特币从一种静态资产转变为网络安全的动态贡献者。这种转变可能带来更广泛的采用,并创建更强大、更互连的区块链网络。

四、比特币生态发展的挑战和局限性

1)BRC-20需要解决去中心化索引的问题

虽然BRC-20的火爆给比特币生态带来了流量和关注度,也促使后面涌现出了许多不同类型资产协议的诞生,例如ARC-20、Trac、SRC-20、ORC-20、Taproot Assets等标准想从不同的角度去解决BRC-20存在的问题,产生了许多新的资产标准。

然而,目前在比特币的所有资产类型里面,BRC-20依旧保持着遥遥领先的位置。根据CoinGecko的数据,目前BRC-20 Token的市值已经超过23亿美元,和RWA(24亿美元)赛道市值接近,甚至高于Perpetuals(17亿美元),可见其目前在Web3的行业中占据了十分重要的位置。

在BRC-20中,目前备受关注的一个困境就是索引的去中心化难题。由于BRC-20代币本身无法被比特币网络识别和记录,因此需要第三方的索引器在本地来记录BRC-20的账本,而目前的第三方索引器,无论是Unisat还是OKX,都仍是中心化的索引方式,需要在本地进行大量的记账和索引。可能会出现索引器之间信息对不上和索引器遭受攻击后无法弥补的风险。

因此一些开发者也开始往去中心化索引器的方面去发展和探索,例如Trac Core在往去中心化索引器方向努力,此外也有Best In Slots、Unisat等项目方开始往这方面开始探索和尝试,不过目前还没有一个成熟可行受认可的方案出现,整体探索的阶段。

2)目前扩容仍处于非常早期的阶段,无法承载大规模应用

比特币在诞生之初是作为点对点支付的去中心化货币而存在,因此在技术方面具有一些局限性,包括交易吞吐量的限制、区块确认时间的延迟和能源消耗的问题。

要想在比特币网络上搭建更多的更复杂的应用,需要面临两个问题:

  • 提高TPS,使得网络更快速

  • 支持智能合约,能让更多的应用可以在比特币生态搭建

目前的扩容方案中,闪电网络、RGB、Rootstock、Stack、BitVM都在从不同的角度去尝试进行扩容,但其规模和采用率仍然有限。以目前扩容方案中TVL最高的闪电网络(2亿美元)为例,闪电网络最大的问题是场景的局限性,只能进行交易行为,无法实现更多的场景;而扩容协议RGB以及侧链Rootstock、Stacks仍处于早期阶段,在扩容的效果以及智能合约功能方面都相对较弱,与以太坊的layer2相比仍存在不小的差距,目前还无法承载大规模应用。

3)比特币生态需要寻找自己的原生场景,单纯copy现有的应用较难突破

在铭文火爆之后,builder们一直在关注下一个比特币的火爆应用会是什么。由于比特币天生是不图灵完备的,如果仅仅是照搬以太坊的应用来到比特币网络,很难有新的突破,更多的机会还是需要结合比特币自身的特性触发,而不是走以太坊的老路。

比特币最核心的特点就是资产属性,作为最早的也是最有声誉的加密货币,比特币的市值已经接近8000亿,占整个加密货币市值的一半左右。

从比特币最核心的三个特点出发,资产的安全性、资产的发行和资产的收益,都有很多可以探索的空间。

  1. 首先是资产的安全性方面,核心在于用户对于比特币的所有权。在以太坊的质押中,一旦用户将ETH质押出去,这个所有权就转移给了协议,不属于自己。而BTC的信仰者和大户是非常在意BTC的所有权的,因此如果可以在不改变所有权的情况下进行生息的操作,或许是一个新的出路;此外,资产的跨链和扩容协议的安全性也是BTC持有者考虑是否交互的最为核心的因素之一。

  2. 在资产的发行方面,铭文的诞生某种程度上意味着用户对于公平发射的向往,是一种反精英主义和VC的象征。每个用户都站在了更加平等的获得alpha的位置。因此如果想在资产发行方面有新的突破,可能需要探索出除了公平性之外,还能给予大众哪些优势,来吸引更多的人参与进来。

  3. 在资产的收益方面,如何让用户的BTC、BRC-20 Token有更多的收益场景,包括借贷、抵押、衍生品、流动性挖矿等等,也是值得探索的路径。

五、总结

比特币诞生至今已经15年,从2008年中本聪提出了白皮书《比特币:一种点对点的电子现金系统》奠定了比特币的发展基础,再到2009年比特币网络正式启动,成为世界上第一个加密货币,作为第一个去中心化的数字货币,比特币自2009年问世以来,就引领着加密货币的发展浪潮。

从影响的方面来看,比特币不仅改变了金融行业的格局,还对整个世界产生了广泛而深远的影响。

  1. 首先,它提供了一种可用于跨境转账和支付的便捷方式,无需第三方机构的干预。这为全球范围内的金融包容性提供了机会,并改善了金融服务的可及性。

  2. 其次,比特币的去中心化特性使得个人能够完全掌控自己的资金,增强了个人财务安全和隐私保护。

  3. 此外,比特币还激发了区块链技术的发展,为去中心化的应用和数字资产的创新开辟了道路。

在金融包容性方面,一些国家开始接受和使用加密货币作为法定货币,萨尔瓦多于2021年成为世界上第一个将比特币作为法定货币的国家,2022年中非共和国也接受了比特币作为法币。此外,其他国家也在探索类似的举措,考虑将加密货币纳入其法定货币体系。在那些金融基础设施不完善或金融服务难以触及的地区,比特币为人们提供了一种快速、低成本的跨境支付和转账方式。它为那些没有银行账户或无法获得传统金融服务的人们提供了金融包容性的机会。此外,2024年1月10号通过的美国比特币现货ETF,也象征着比特币在传统金融世界的一个巨大迈进。

在区块链技术发展方面,在比特币之后,诞生了以太坊、Solana、Polygon等更多支持智能合约的区块链技术,也让区块链不仅仅作为价值存储和交易的场景,而是扩展到DeFi、NFT、Gamefi、Socialfi、DePIN等更多的方面,也吸引了更多元的用户和建设者的加入。

而随着区块链产业的发展,人们更多的将目光放在了以太坊这类支持智能合约的链上,对于比特币的关注则更多的停留在“数字黄金”的阶段。而BRC-20铭文的这次爆火,将大众的视野又重新拉回到比特币上,去思考比特币生态是否也能继续诞生出不一样的应用场景。于是诞生了很多新的资产协议,包括BRC-20、ARC-20、SRC-20、ORC-20等等,以及一些有趣的探索,比如BRC420和Bitmap等,希望能从不同角度来去更好的资产发行,可惜的是在BRC-20之后,其他的资产协议和项目暂时没能激起像BRC-20这么大的浪花。

但对于Builder来说,目前BTC生态仍处于非常早期的阶段,项目团队基本上以独立开发者、小团队居多,对于真正想做事和创新的团队来说,BTC生态上有许多机会和探索的空间。

而在扩容方面,在过去的15年中比特币经历了多次技术升级和改进,包括交易确认时间的缩短、扩容方案的讨论以及隐私保护的增强。目前在扩容方向的探索包括了状态通道:闪电网络,扩容协议RGB,侧链Rootstock和Stacks以及Layer2 Rollup BitVM,但整体在承载多样化应用的扩容之路上还处于非常早期的阶段。如何在非图灵完备的比特币上去进行扩容,还有很多探索和尝试的路要走。

总的来说,这次铭文的爆火让用户和建设者将目光重新投向了比特币生态,无论是对于资产公平发射的向往,还是对比特币这种最正统最去中心化的公链的信仰,越来越多的开发者开始在比特币生态进行建设。而对于比特币的未来生态发展来说,比特币需要走出区别于以太坊的老路,围绕着比特币这种资产属性,寻找出原生的应用场景,或许能迎来比特币生态的第二春。

最后的最后,非常感谢Constancie、Joven、Lorenzo、Rex、KC、Kevin、Justin、Howe、Wingo、Steven等伙伴提供的帮助,以及在交流过程中非常乐于分享的大家,真心希望在这个赛道里的builder们都越来越好!

第四届PANews年度评选暨 PARTY AWARD 2024 开启报名!

本届评选以「CONNECT」为主题,旨在链接及表彰优秀的Web3建设者,链接Web3与现实世界,链接新老周期。将通过数据初选、公开征集、线上投票及专业评议,评选出9大类共21个年度权威奖项,欢迎Web3领域各优秀项目方、机构、社区及KOL报名参与。

点击图片报名!

2万字雄文:全面详解BTC生态全景插图23

联系邮箱:idea2003@foxmail.com

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注