2024-10-21
从价值孤岛到互通有无，回顾比特币「分层」发展史
原文标题：Layered Bitcoin原文作者：SAURABH DESHPANDE，Decentralised.Co原文编译：深潮 TechFlow
纵观历史，货币在社会中履行了三个关键功能：它作为价值（财富）的储存手段、交换媒介和记账单位。虽然货币的形式在不断变化，但其功能基本不变。大致上，始终有两种思想流派，一种支持信用货币或软货币，另一种支持硬货币。像今天的法定货币系统一样，信用货币总是某种负债。
你持有的美元或卢比是政府的债务。如果政府违约，你的钱将无法购买基本商品和服务。
另一方面，硬货币不是政府的债务。例如，像黄金这样的贵金属即使在政府违约时也不会贬值。相反，由于其被认为稳定，其价值会增加。
比特币是第一个成功实现的非主权硬货币。2009 年，Satoshi Nakamoto 发布了比特币，当时世界刚刚经历了一场由于不良贷款实践和单方面利率决定而导致的全球金融危机。强势美元在其生命周期中已经贬值超过 95%。在他的文章 Paradigm Shifts 中，宏观经济学大师 Ray Dalio 写到了中央银行如何在应对各种危机时降低利率及其对各自经济体的影响。
图表显示了自 1980 年代以来发达国家的利率如何下降。同时，货币基础作为 GDP 的百分比增长。因此，总产出并没有以与货币供应相同的速度增长。当货币供应迅速增加时，无论家庭收入增长率如何，都可能导致更高的通货膨胀、更高的生活成本、增加的债务负担和更大的收入不平等。我们目前所处的高通胀环境是中央银行采取的政策的结果。
在这种情况下，像黄金这样的贵金属的作用变得更加显著。政府对黄金供应的干预最小。由于政府影响较小，黄金供应比法定货币更可预测。这种高度可预测性使得黄金在数十年内保持其价值并成为财富的储存手段。
比特币诞生时是作为点对点电子现金。多年来，随着许多创新一样，它偏离（或至少扩展）了其最初的电子现金目标，演变成了数字黄金。
2018 年，我遇到一个有趣的类比，将城市与区块链进行比较。由于区块链与外界隔绝，它们更像是封闭的岛屿。每个岛屿都有其自己的优先事项和技术及社会特征。比特币岛总是优先考虑安全性和去中心化，而不是其他方面，如速度和可编程性。
去中心化是一个广泛且具有细微差别的术语。Balaji Srinivasan 建议通过将区块链分解为其子系统（如挖矿、客户端、开发者、交易所、节点和所有权）来衡量去中心化程度。他提出，可以通过测量子系统的 Gini1 和 Nakamoto2 系数来得出总体去中心化程度。
根据许多比特币支持者如 Jonathan Bier 的观点，我们可以从用户自己验证交易的难度来看去中心化。验证交易的难度是比特币区块较小（最多 4 MB）的原因。为了使区块链提供通用的可编程性（不仅在纸上而且在实践中），开发人员必须策划一些事情。
首先，他们使用的语言或系统应是图灵完备的。「图灵完备」指的是系统在给定足够的时间和内存的情况下能够执行任何可以通过算法表达的计算。
其次，Gas 计量需要达到最佳。Gas 计量指的是系统如何设计来衡量资源的成本（例如，每个区块的最大 Gas 消耗和不同操作消耗的 Gas）。以太坊的 Solidity 是一种图灵完备的语言，但它通常受到 Gas 的限制。比特币的脚本语言有意限制以确保更高的安全性。此外，正如 Matt 所提到的，它是一种低级的基于堆栈的语言，自 Satoshi 时代以来充满了未修复的错误，缺少关键操作符使其无法非常有用。
以太坊和 Solana 等区块链已经发展成相互连接的状态，形成了他们可能从中受益的互动。然而，虽然比特币岛坚定地坚持其安全目标，但它并未在其基础设施中加入任何允许更容易移动到其他区块链的变化。比特币岛只允许居民持有、转移或交易他们的 BTC 用于铭文和符文，用户体验较差。
由于用途有限，BTC 主要被存放在金库中。与此同时，像 ETH 这样的资产有丰富的机会通过质押、再质押、借贷等形式享受收益和被动收入。由于他们开发了新的基础设施，其他区块链经历了快速的现代化，而比特币则保持古老但强大。
不要误解，比特币的保守方法确保了其安全性和去中心化。更多的功能通常会带来复杂性，增加攻击的表面。
比特币岛仍然强大但孤立。其他区块链通过更强的桥梁相互连接。
分离的岛屿让我想起了我家乡孟买的历史。曾经被称为 Bombay，它最初由七个不同的岛屿组成。这些岛屿的融合始于 1680 年代，并持续了几个世纪。今天，当我漫步在这个繁忙的大都市时，几乎没有任何痕迹表明曾经的分离。城市感觉无缝统一，其过去的分裂几乎被遗忘。
孟买的这种转变引发了一个有趣的问题：我们是否也会在比特币领域见证类似的演变？一些团队正在为此努力。
这篇文章讲述了一些团队如何为比特币持有者提供不同的方式来使用他们的财富，而不仅仅是持有它们。我将通过解释为什么我们需要更好的基础设施来奠定基础，然后深入探讨团队为扩展 BTC 用例所采取的不同方法。最后，我提到最终的愿景不仅是技术共识，也涉及社会共识。
这种转变正在发生，因为团队正在为比特币岛构建不同的辅助岛屿，并寻找现代化比特币岛的解决方案。比特币岛的永久改革只能在岛民之间发生社会革命并同意改变其规则后，才能像使用岛内基础设施一样自信地使用通往其他岛屿的桥梁。
为什么需要更好的基础设施？
以太坊、Solana 以及即将推出的 Monad 等成熟的区块链都是以开发者为中心构建的。它们被设计为开发者构建应用的平台。这些链提供了全面的生态系统，通过各种学习资源、工具、框架和功能支持开发者。Satoshi 在开发比特币时并没有考虑这些。比特币没有一个深思熟虑的 API，也几乎没有清晰的文档来学习比特币开发
有三个关键原因需要不断改进网络基础设施——更好的用户体验（UX）、更多的金融化和规模支付。
更好的用户体验将提升活动以带来更多费用
Ordinals 协议是一种利用比特币 UTXO 并以不同方式查看单个 Satoshi（BTC 的最小单位）的方法，它带来了铭文（比特币上的 NFT）等创新。围绕 Ordinals 和铭文的热情带来了可替代标准如 BRC-20 和符文的演变。铭文和符文给比特币带来了活动的提升。每日交易总数相比仅 BTC 转账增加了 70%。
这些新的比特币交易方式帮助将手续费提高了约 40%。然而，这些新方式在比特币社区内引发了激烈的争论。一派认为比特币应该专注于强化其作为去中心化支付系统的核心功能。他们认为，超出这一范围的扩展可能会损害比特币的安全性、简洁性和作为健全货币的有效性。
另一方面，支持更灵活方法的倡导者则主张扩展比特币的功能，涵盖非支付用例。他们认为，这种演变对于比特币在迅速发展的区块链生态系统中保持竞争力和相关性是必要的。
这足够了吗？并不完全。据 Token Terminal 数据，比特币矿工在过去 30 天内赚取了约 1.09 亿美元的费用。在同一时期，像 Uniswap 和 Lido Finance 这样的应用分别赚取了 9000 万美元和 1.04 亿美元。随着 2024 年 4 月的最新减半，矿工们获得的区块补贴减少了 50%。在最近的减半之后，区块奖励（补贴）从每个区块 6.5 BTC 减少到 3.125 BTC。这样，矿工的月度补贴减少了 13,500 BTC（3.12514430）。按每个 66,000 美元的价格计算，这约为 8.91 亿美元，因此月度费用仅占补贴损失的约 12%。
最近像符文这样的发展令人鼓舞，但我们需要更多。有哪些挑战呢？比特币的用户体验远不如 Solana 或像 Arbitrum 这样的以太坊 L2。Solana 上的兑换只需几秒钟且费用仅为几美分。然而，如果你想在比特币上交易符文，你需要支付几美元的费用并等待一个区块来确认交易。
此外，当你购买符文时，你必须购买列出的全部数量。买家无法修改要购买的符文数量。另一个缺点是符文不能相互交换，这与我们在以太坊上可以将 USDC 兑换为 MKR 的方式不同。交易者必须先将一个符文卖成 BTC，然后再购买他们想要的另一个符文。中间的额外步骤增加了用户体验中的不必要摩擦。
交易符文的用户体验远非理想。没有办法将 BTC 用作抵押品或进行借贷。你必须将 BTC 从比特币 L1 中取出并放到其他链上以用于金融应用。
增加 BTC 的金融化
首先，比特币的市值接近 1.3 万亿美元，每个 BTC 66,000 美元。就像黄金一样，比特币是外部货币，这意味着政府不能操纵比特币的供应。虽然黄金贷款市场的确切规模不可用，但一些报告估计其为 1000 亿美元。因此，在比特币上构建应用程序的最重要原因之一是使用原生 BTC 作为抵押品来借入稳定币。强大的借贷市场将允许比特币持有者通过他们的 BTC 赚取收益
以质押为例，其他原生资产如 ETH 和 SOL 在质押中有固有用途，以确保网络安全；约 27% 的流通 ETH 在质押协议中质押，年收益约 4%。另有约 4% 的 ETH 在再质押协议中质押，67% 的流通 SOL 被质押。此外，ETH 和 SOL 都广泛用于各自的 DeFi 生态系统中作为抵押资产。
Wrapped BTC (或 WBTC) 是不同 DeFi 生态系统中最广泛使用的 BTC 版本，其市值约为 100 亿美元，占总流通 BTC 的不到 1%。这显示了 BTC 金融化的巨大潜力。
假设 BTC 在质押或 DeFi 中的使用水平与以太坊相似，达到约 30%，那么这个数额将达到 3900 亿美元。作为对比，目前所有 DeFi 中所有其他链的总锁定价值为 1010 亿美元。BTC 可能成为最具生产力的流动资产，但目前这种潜力被有意的技术限制所束缚。
扩展 BTC 支付
比特币基础层并未设计为高吞吐量。如果比特币要成为互联网的结算层，我们需要更快的交易速度。正如 Mohamed Fauda 所说，以这种方式发布的交易数量是有限的。在最大区块大小为 4MB 的情况下，比特币可以支持 6.66 kbps（4 MB / 10 分钟）的数据。
比特币网络目前无法处理高流量。用户在预期事件如 Quantum Cats 的铸币和符文发布期间会遇到糟糕的体验。糟糕的用户体验不仅影响那些试图铸造铭文的人，还影响那些发送和接收 BTC 的人。
Lightning Network (LN) 作为领先的 BTC 扩展网络，其采用情况不佳。网络容量或流动性约为 5000 BTC。这是锁定在所有闪电通道中的 BTC 数量。这影响了网络的流动性以及可以通过它移动的 BTC 数量。
为什么这很重要？让我们用一个例子来理解。Joel 正在筹集 100 万美元以支付印度的咖啡种植工人，他决定使用 LN 接受捐款。他不能只是启动一个 LN 钱包并接受捐款。他需要有 100 万美元的入站流动性。入站流动性是你的对手方在通道中锁定的 BTC 数量。Sid 是 Joel 的一个对手方，锁定了 1 万美元。Joel 需要更多像 Sid 这样的对手方，他们总共锁定了 100 万美元，才能接受价值 100 万美元的捐款。这对网络扩展来说是一个重大挑战，因为入站流动性将始终受到资本机会成本的限制。
比特币开发的挑战
比特币既是文化现象，也是技术现象。社会共识是最后一道防线。例如，2100 万的供应硬上限可以通过分叉代码增加 1% 的尾部排放来修改。但要使这一变化生效，所有矿工都必须在这个分叉上挖矿，这不太可能发生。这是因为硬编码的上限一直是 BTC 的主要价值驱动因素之一。如果这个上限被打破，价值可能会被认为下降。矿工不太可能在可能失去价值的分叉上挖矿。
由于缺乏社会共识，更改代码库所需的技术努力将变得无用。比特币上一次有争议的分叉是在 2017 年的区块战争期间。网络分裂成两部分，比特币实施了 SegWit（后面会解释）和比特币现金，它增加了区块大小。当时，大部分算力选择留在 BTC 上。
对于被视为货币或价值储存的东西，它不能经常变化法定货币随着时间的推移失去购买力的主要原因是中央银行经常使用其权力增加供应。这种中央银行单方面行动的不可预测性使一些货币永远较弱。比特币文化是抵制变化的。即使是像 Taproot 这样不具争议的东西，从构想到实施也花了多年时间。
实施上述变化不仅仅是改变比特币。比特币基础层需要尽可能简单。简单性对于减少攻击向量和提高稳定性至关重要。想法是像以太坊的 L2 那样，在基础层之外执行复杂的事情，如借贷和使用 BTC 作为抵押铸造稳定币。
比特币的 L2？
什么是 L2？它应该：
· 为第一层提供足够的数据，以验证和解决争议（如果有的话）。
· 除了基础层之外，不应有额外的安全假设。
· 允许用户单方面将其资产撤回到基础层或第一层。
由于目前比特币的操作码（opcodes）限制了其验证任何证明的能力，这些条件无法满足。因此，任何声称是比特币 L2 的链都不能被称为真正的 L2。
L2 的另一个重要方面是其安全假设应与比特币的安全假设一致。每个区块链都有一些基本的安全假设，例如：
· 大多数挖矿节点是诚实的
· 节点可以独立验证区块并拒绝无效区块
· 分叉会在链的最长分支上得到解决，等等。
第二层或 L2 不应扩展其构建的基础层的安全假设。例如，如果第二层有一个垄断区块生产的集中化排序器，用户需要能够以低成本质疑区块生产。只要用户的资金未被花费，第一层应能够指示 L2 释放用户资金。目前，这些机制甚至在以太坊的 L2 中也不存在。
如果我们严格遵循上述 L2 特性，即使是一些共识上的以太坊 L2，如 Arbitrum，也不是真正的 L2。由于目前比特币的操作码（opcodes）限制了其验证任何证明的能力，任何声称是比特币 L2 的链都不能被称为真正的 L2。闪电网络可能是唯一符合 L2 定义的解决方案。作为一个通用术语，本文将这些解决方案称为比特币扩展层。
比特币扩展层的现状
总体而言，使用 BTC 有两个主要途径：1）使用跨链桥，因为比特币本身的应用有限，2）创建一个环境或链，让投资者可以使用 BTC 的应用程序驻留。
为了实现更多的用例和扩展，新层可能会在比特币之上做出额外的安全假设。希望使用其 BTC 的用户会倾向于接受最少的安全妥协。以太坊的扩展路线图是理解以太坊扩展设计空间如何演变的一个很好的参考。
经过几年的发展，以太坊认识到 rollups 是其扩展的关键方式。目前，我们仍然不知道哪种方法是扩展和使 BTC 更具可编程性的最佳途径。
无论是存储数据还是选择跨链桥设计，项目都在去中心化、安全性、速度和用户体验之间做出权衡。以下问题的答案构成了构建扩展比特币层的项目或公司的设计空间：
· 如何实现从比特币到新链的跨链桥？
· 如何存储数据（数据可用性）？
· 如何使用比特币第一层进行结算？
· 是否期望比特币的基础层发生任何变化以实现其完整愿景？
· 选择哪种执行环境？
· 扩展的比特币层是否促进 BTC 用于燃料和质押等用途？
各团队正在做出不同类型的权衡，以为 BTC 持有者提供更好的功能和扩展。
桥接机制
比特币上的 BTC 不能直接转移到其他链上，因此需要一种基础设施来实现这种跨链转移。一个典型的桥接机制是将用户的 BTC 锁定在比特币网络上，并在目标链上铸造等量的合成代币来代表这些 BTC。
典型的锁定机制是什么？用户希望将其 BTC 从比特币网络转移到其他链时，会将 BTC 发送到比特币上的特定地址。这个地址由桥接操作员控制。当桥接操作员检测到 BTC 的到来时，他们会在目标链上铸造等量的合成代币，并将其发送到用户指定的地址。
这种机制的风险在于，如果桥接操作员在比特币网络上丢失了 BTC，那么在目标链上铸造的代币将变得一文不值。我们在 FTX 崩溃后见证了这一风险。SolBTC 是由 FTX/Alameda 操作的 BTC 包装版本，由于 FTX 在申请破产后不再兑现赎回，SolBTC 变得一文不值。
因此，用户在目标链上进行的所有操作完全依赖于桥接操作员如何管理和保护用户在比特币网络上的 BTC。根据 BTC 的管理方式，不同的桥接机制可以分为三种类型。
无信任桥接
这种桥接机制只有在第一层（L1）能够验证第二层（L2）提交的证明时才可能实现。对于比特币来说，这种机制目前不可行，因为比特币无法理解其外部发生的任何事情。
依赖经济安全的信任最小化桥接
BTC 桥接的另一种选择是由多个公共方处理 BTC 的锁定和解锁。这些公共方在比特币网络上保护用户的 BTC，并在其他链上铸造和销毁合成 BTC 代币。Threshold Network 的 tBTC 就是这种机制的一个例子，它依赖于诚实多数。
这意味着在操作员可以对用户的 BTC 执行任何操作之前，需要大多数运行 Threshold Network 节点的操作员同意。tBTC 不是依赖于集中化的中介，而是随机选择一组运行 Threshold Network 节点的操作员来保护用户存入的 BTC。
谁可以成为 Threshold Network 的节点操作员？该网络有一个治理代币 T。虽然 T 用于治理，但需要至少 40,000 T 才能成为节点操作员。截至 2024 年 6 月 25 日，网络上有 139 个活跃节点。
tBTC Beta Stakers 计划旨在逐步去中心化节点网络。Beta 质押者可以将其质押委托给五个专业节点操作员——Boar、DELIGHT、InfStones、P2P 和 Staked。Beta 质押者预计至少运行节点 12 个月并积极参与。例如，他们需要对网络升级高度响应，理想情况下在通知后的 24 小时内升级其节点。
每当用户请求铸造 tBTC 时，就会在比特币网络上生成一个新的存款地址。这个地址专用于用户，由 Threshold Network 上的节点控制。用户可以请求在以太坊、Arbitrum、Optimism、Mezo 和 Solana 等网络上铸造 tBTC。
用户需要提供两个地址——一个比特币上的恢复地址（如果铸造过程中出现问题，BTC 会退回到这个地址）和一个目标链的地址（用户希望在此接收 tBTC）。一旦请求发出，用户必须将 BTC 存入生成的地址并等待守护者确认其存款。确认后，铸币者会将 tBTC 发送到用户在目标链上的地址。
目前，Threshold Network 锁定了大约 3,500 BTC，价值超过 2 亿美元。
考虑到比特币操作码（opcodes）的能力，信任最小化桥接目前可以说是最好的桥接实现方式。信任最小化桥接的具体实现可能会因多重签名（multisig）的设计而有所不同。Threshold Network 的 tBTC、Stack 即将推出的 sBTC 实现以及 Botanix 的 spiderchain 都是信任最小化桥接的例子。
托管桥接
在这种设计中，一个中心化的提供者将用户的 BTC 锁定在由托管人管理的地址上。BitGo 的 WBTC 是将 BTC 桥接到其他链上最广泛使用的方法，超过 150,000 BTC 已通过 WBTC 桥接。当前 WBTC 的分布情况如下。
BitVM
在已有的三种桥接类型之外，Robin Linus 在 2023 年底发布了 BitVM 白皮书。BitVM 提出了一种在比特币上实现图灵完备（Turing complete）智能合约的新方法。如果一个系统可以在给定足够时间的情况下执行任何计算，则称其为图灵完备。正如前面提到的，比特币设计上是图灵不完备的，而 BitVM 提出了一种在不更改现有操作码的情况下克服这一问题的方法，并提出了一种所谓的无信任桥接机制。
BitVM 的核心思想是乐观地在比特币上验证零知识证明（ZK proof）。只要没有对交易执行提出异议，就假定其是正确的。这个系统通常假设至少有一个诚实的验证者。如果执行不正确，至少有一个诚实的验证者应该提出质疑。
因此，只要零知识证明没有被质疑，一切都正常进行。如果有任何异议，挑战者和证明者将在链上进入一个挑战-响应或二分游戏。二分游戏的具体定义超出了本文的范围，但对感兴趣的读者提供了链接。二分游戏的结果是链上交易负载增加。
流动性管理是 BitVM 早期版本的另一个显著缺陷。当用户从桥接中提款时，系统会完成部分提款，桥接操作员必须提前提供流动性。操作员稍后会从桥接中获得补偿。随着桥接中锁定的金额增加，操作员必须保持更多的流动性以兑现提款。这对操作员造成压力，使设计高度资本效率低下。
假设操作员平均需要始终保持桥接总锁定价值（TVL）的 10% 为流动资金。如果桥接 TVL 为 100 亿美元，操作员需要始终保持 10 亿美元的流动性。随着桥接吸引更多流动性，操作员需要保持更多的 BTC 库存。Tyler White 和 Rijndael 撰写了一篇出色的文章，详细解释了 BitVM 的问题。
执行层
为了提升 BTC 的实用性，设计一个能提供最佳用户体验（UX）的链条是关键。开发者在设计这个链条时需要考虑多个因素。
· 执行环境 - 是否应该采用以太坊虚拟机（EVM）兼容的链？EVM 兼容性有很多优势，例如：
· 多年来积累的工具，如钱包和连接其他 EVM 链的桥接，开发者可以直接使用。
· 用户对这种 UX 已经非常熟悉。
· 以太坊的二层网络（L2）已经从 EVM 兼容性中获益。像 Arbitrum 和 Optimism 这样的 EVM 兼容 L2 能迅速吸引已经在以太坊上的用户和应用程序。而像 Starknet 这种不兼容 EVM 的 L2 则面临较大的采用难题。
· 然而，EVM 也有其缺点。由于 EVM 需要串行执行交易，无法进行并行处理。而较新的执行环境，如 Solana 虚拟机（SVM）和即将推出的 Monad，则支持并行处理。
· 数据可用性 - 类似于以太坊，比特币领域也出现了一些汇总解决方案。根据数据存储的位置和方式，汇总有不同的形式。有些在 L1 上存储状态差异（执行一批交易后链的两个状态之间的差异）和有效性证明。有些在 L1 上存储压缩的交易数据，还有一些仅在 L1 上存储有效性证明，而将交易数据存储在单独的层上。
· 一些链如 Stacks 使用比特币作为检查点机制。Stacks 的区块时间比比特币的要短得多。Stacks 将其区块之间的数据发布到每个比特币区块上。
· 执行层可以通过铭文的形式在比特币上发布交易数据。回想一下比特币网络的 6.66 kbps 带宽。如果我们假设压缩交易的大小为 10 字节（通常约为 20 字节），一个比特币区块理论上可以包含约 600 个压缩交易。然而，这个最大值几乎不可能实现，因为 4 MB 区块非常罕见，而且整个 4 MB 空间可用于铭文的情况更为罕见。
· 区块大小取决于 SegWit 和非 SegWit 交易的混合。SegWit（Segregated Witness）将交易数据与见证数据分离。其理念是，并非存储在区块中的所有数据都是同等重要的。与其将区块大小限制在传统的 1 MB，SegWit 提出了一个新的 4 百万重量单位的限制。因此，如果一个区块全部是非 SegWit 交易，限制将是 1 MB。但如果它全部是 SegWit 交易，它可以达到 4 MB。
多个团队正在构建比特币的层，以利用 BTC 的巨大流动性。本文研究了六个不同的团队，这些团队在做出不同的权衡并有有趣的设计。我们简要描述了它们的工作方式、开发阶段及其迄今为止的进展。
Babylon
Babylon 专注于扩展 BTC 作为质押资产的用途。它提出了一种不同于其他比特币层（即所谓的 L2）的新方法，称为远程质押 BTC。这种方法不同于将 BTC 锁定在比特币网络上以铸造合成版本，而是引入了以下机制：
1.用户通过创建一个只能花费一次的 UTXO，将其 BTC 锁定在自我托管的保管库中。这个 UTXO 只能在预定的质押期结束后或用户通过其特殊的 EOTS（可提取的一次性签名）烧毁质押的 UTXO 后才能花费。
2.在确认质押交易后，用户可以使用其 EOTS 在 Cosmos 生态系统中的 PoS 链上验证区块以赚取收益。
3.如果用户行为诚实，他们可以在质押期结束时解锁其 BTC 或提交一个解除质押的交易到比特币网络。
4.如果检测到不诚实行为，用户的 EOTS 将向公众公开。Babylon 的监察员确保至少有一个诚实的操作员。这个程序套件作为比特币和 Babylon 之间数据的中继者。提交者程序使用 OP_RETURN 将 Babylon 检查点提交到比特币网络。报告者程序扫描 Babylon 检查点并将其报告回 Babylon。如果检测到异常，任何人（称为 slasher）都可以使用公共的 EOTS 密钥并提交比特币交易以获取恶意用户的质押。
5.一个常见的问题是为什么用户不能自己使用密钥取回质押。答案可能是，当矿工看到这笔交易时，如果有人发起相同的交易，矿工会选择费用更高的交易。例如，如果质押金额是 5 BTC，slasher 可以与矿工分享其中的 4.99 BTC 并获利。在这种情况下，矿工保留大部分利润而不是 slasher。然而，恶意用户无论如何都会失去大部分质押，无论是给 slasher 还是矿工。
虽然 Babylon 提供了一种扩展 BTC 用途的有趣方法，但其机制相当复杂。例如，尽管一些 PoS 链已经上线多年，但削减机制尚未在许多 PoS 链上成功实现。此外，虽然 Babylon 可以利用远程质押使 BTC 可用于保护其他 PoS 链，但它需要一个桥接来实现其他 BTC 用例，如借贷。
Build on Bitcoin (BOB)
更为人知的是 BOB，Build on Bitcoin 是一个基于 Optimism 的汇总，截至 2024 年 6 月在以太坊上结算。它声称是一个与比特币对齐的以太坊 L2。BOB 将分四个阶段推出：
· 阶段 1 – OP 堆栈汇总。在这个阶段，它纯粹是一个以太坊汇总。欺诈证明尚未在主网上线。欺诈证明是一种机制，允许任何人质疑包含在汇总批次中的交易的有效性。
· 阶段 2 – 具有比特币安全性的以太坊汇总。在这个阶段，BOB 将利用比特币的合并挖矿。合并挖矿允许矿工在比特币的同时保护（或挖矿）多个链。
· 阶段 3 – 通过 BitVM 的乐观比特币汇总。BitVM 目前尚未上线。当它在当前版本的基础上改进后上线时，BOB 将开始使用 BitVM 在比特币上结算。
· 阶段 4 – 比特币上的 Zk 汇总。在比特币接受允许验证 Zk 证明的操作码后，BOB 将使用 Zk 证明在比特币上结算。
截至 2024 年 6 月 17 日，BOB 的 TVL 约为 6000 万美元，其中 Sovryn DEX 贡献了约 2000 万美元。
Botanix
Botanix 团队带来了一个重要的创新：Spiderchain。什么是 Spiderchain？它是 Botanix 上的一种滚动多重签名机制的协调节点。让我们来详细解释一下。正如我们之前提到的，一个 L2 需要一个桥接和一个执行交易的链。协调节点负责在比特币上保护用户资金，并在 EVM 层上铸造和销毁合成 BTC。协调者运行比特币和 Spiderchain EVM（Botanix）节点。
假设网络上有 N 个协调节点。每个比特币区块会随机选择 M（<N）个协调者来保护传入的 BTC。每个纪元，新的密钥会与一组新的协调者一起生成。在桥接过程中，首先选择最新的 BTC，以确保较旧和已建立的协调者控制较旧的币。
Botanix 的链是 EVM 兼容的，并由 PoS 共识机制保护。除了通过参与滚动多重签名网络来保护比特币上的 BTC 和促进合成 BTC 的铸造和赎回外，协调者还参与 EVM 链的区块构建。他们将 Botanix EVM 交易的根哈希（一个紧凑版本）作为铭文发布在比特币上。
需要注意的是，仅仅在比特币上发布数据并不意味着结算。这里的区别在于，像 Botanix 这样的外部链以铭文形式发布的数据存储在比特币节点（矿工）未验证的地方。比特币协议完全不知道这些数据。因此，无法确定铭文中发布的交易数据是否正确。
截至 2024 年 6 月，Botanix EVM 和 Spiderchain 仍处于测试网阶段。
Citrea
Citrea 正在比特币之上构建一个 Zk 汇总。『比特币之上』的意思是，它打算使用比特币作为数据可用性层。Citrea 表示，扩展比特币区块的最安全和激励对齐的方式是通过链上可验证性和数据来分片执行。分片执行意味着将执行任务分成更小的部分。
然后，Citrea 将这些分片或交易批次聚合起来，并将两个交易批次之间的状态差异与称为有效性证明的证明一起发布在比特币上。但目前的问题是，比特币没有能力验证这些证明。Citrea 的最终形式将不得不等到比特币有了允许其验证 zk 证明的操作码。
在此期间，它将使用 BitVM 实现作为临时解决方案来处理证明，并桥接 BTC 进出汇总。自然，Citrea 也继承了前一节提到的 BitVM 的缺点。未来，随着 BitVM 的改进，Citrea 将改进其桥接功能。
截至 2024 年 6 月，Citrea 处于测试网阶段。
Mezo
Mezo 自称是比特币的经济层，而不是比特币的 L2。它使用 Threshold Network 的 tBTC 桥接，将 BTC 引入和带出 EVM 链 Mezo。
Mezo 由开发了 tBTC, Fold, Keep 和 Taho. 等产品的团队构建。这个团队多年来一直致力于比特币相关应用的开发。Mezo 的目标很简单：扩展 BTC 的使用场景。它通过以下三种机制实现这一目标：
1.让 Mezo 用户通过质押 BTC 来保护网络并赚取收益。
2.允许用户用 BTC 支付 gas 费用，这些费用将分配给 veBTC 和 veMEZO 质押者。
3.构建一个端到端的 BitcoinFi 体验。
那么，什么是 BitcoinFi 和经济层？大多数新链，包括 EVM 链，都依赖现有的用户体验，例如相同的钱包和桥接工具。改进用户体验几乎从未成为优先事项。而 Mezo 从零开始设计整个用户体验，这是非常罕见的。它包括以下内容：
· 一个由 BTC 支持的本地稳定币（mUSD），用户无需从其他链桥接。
· 一个由 BTC 担保的长尾借贷协议。
· 通过 Fold 提供的全面集成的上下车通道。
· 通过 Taho 提供的集成钱包体验。
将所有这些应用程序结合起来，Mezo 创建了一个独特的端到端 BitcoinFi 体验。
Mezo 基于 Cosmos SDK，并使用 Comet BFT 作为共识机制。
· CometBFT 是一种软件，用于在多台机器上安全且一致地复制应用程序。所谓的安全，是指只要少于三分之一的机器以任意方式出现故障，CometBFT 就能正常工作。所谓的一致，是指每台非故障机器都能看到相同的交易日志并计算相同的状态。安全且一致的复制是分布式系统中的一个基本问题；它在从货币到选举再到基础设施编排等广泛应用的容错中起着关键作用。——来源：CometBTF 文档
CometBFT 由两个组件组成：一个共识引擎和一个通用应用程序接口。基于 Tendermint 核心，共识引擎负责区块生产、验证和最终性。Tendermint 是最早的权益证明共识设计之一，提供拜占庭容错（BFT）共识，可以容忍多达三分之一的恶意节点。
应用程序接口（Application BlockChain Interface，ABCI）将共识引擎与应用程序分离。ABCI 的一个主要优势是，由于共识和应用程序是分开的，开发人员不必用与共识引擎相同的语言构建应用程序。该接口作为一个媒介，将交易传递给应用程序执行。这种能力使系统更加模块化，有助于吸引更多的应用程序开发人员。最初，Mezo 只兼容 EVM 运行时。
Mezo 的经济设计使得随着它的普及，BTC 持有者可能会直接或间接受益。他们可以在 Mezo 上质押 BTC 以赚取质押收益，或者如果他们选择继续持有 BTC 在比特币网络上，他们将从 BTC 被取出流通（用于支付 Mezo 上的费用）中获得一些好处。
Mezo 有一个双重质押模型，如下图所示。网络上的验证者可以质押 BTC 和 MEZO（Mezo 网络的本地代币）。通过质押 BTC 和 MEZO，验证者分别获得 veBTC 和 veMezo。「ve」代表验证者托管，这些代币通常锁定在智能合约中。验证者托管代币持有者具有治理权，网络奖励和费用收入与他们共享。
资产锁定时间越长，发放的 ve 代币越多。veBTC 质押者赚取 BTC，veMEZO 质押者赚取 MEZO 奖励。部分 MEZO 奖励可以被销毁以增加 BTC 库存。
收益是 Mezo 的核心功能之一，因为用户支付的费用会分配给质押 BTC 的验证者。Mezo 计划通过其姊妹项目 Acre 提供的流动性质押进一步扩展 BTC 质押的应用范围。当用户将 BTC 存入 Acre 时，他们会获得一个流动性质押代币 stBTC 作为回报。存入的 BTC 会被用于跨链和 DeFi 应用。通过这些活动产生的收益会累积在 stBTC 中，而 stBTC 可以 1:1 兑换为 BTC。
尽管 BTC 的市值超过一万亿美元，但在借贷市场上几乎没有发挥作用。下图显示了 WBTC 在借贷市场中的分布情况。数据显示，从 2023 年 7 月到 2024 年 6 月，前三个借贷应用中使用的 WBTC 数量从约 50,000 减少到约 23,000。借贷应用中 WBTC 总量的下降可以归因于 WBTC 供应量下降了 48%，从 2022 年 5 月的 285,000 WBTC 降至现在的略高于 150,000 WBTC。这种下降主要是由于市场在 Luna、3AC 和 Alameda 事件后的影响下意识到集中化方的风险。
在首次推出的第一阶段，Mezo 已经开始接受 BTC 存款，锁定期有三种：两个月、六个月和九个月。存款会以 HODL 分数的形式获得积分。一枚 BTC 每天产生 1000 分，并且锁定期越长，乘数越高。用户还可以存入其他资产如 USDe、USDC 和 USDT，以增加 BTC 存款的收益。截至 2024 年 7 月，Mezo 的 TVL（总锁仓量）为 1.35 亿美元。
除了奖励持有者外，Mezo 还将与比特币核心协议分享部分费用。
Stacks
Stacks，前身为 Blockstack，最近推出了备受期待的 Nakamoto 升级，旨在解决升级前的分叉和交易缓慢等问题。Stacks 使用转移证明（PoX）共识机制。
因此，有兴趣在 Stacks 上生成区块的比特币矿工需要发送一些 BTC。假设矿工 Alice 被随机选中在 Stacks 上生成区块。这个矿工的 BTC 会分配给那些质押（锁定/质押）STX（Stacks 链的本地代币）的用户。这很有趣，因为虽然收益较小，但它是以 BTC 的形式提供的。而在大多数链上，收益仅以链的本地代币提供。
一旦被选中，Alice 可以一直生成 Stacks 区块，直到下一个比特币区块被挖出。随着她生成 Stacks 区块，这些区块会被发送给签名者进行验证。当超过 70% 的签名者接受这些 Stacks 区块时，它们就会被 Stacks 网络接受。假设 Alice 在下一个比特币区块被挖出前生成了 10 个 Stacks 区块，而 Bob 赢得了下一个生成 Stacks 区块的机会。
Bob 会将 Alice 在 Stacks 上生成的第一个区块的哈希值添加到他提交到比特币链的区块提交交易中。Stackers 会检测到这笔交易，并在 Stacks 上创建一个任期变更交易，该交易包括 Alice 生成的最后一个区块的哈希值，即第 10 个区块。这样，Bob 就知道他需要基于 Alice 的第 10 个区块继续构建。
尽管比特币层的开发还处于早期阶段，以下是对上述链的比较。它考虑了链设计、桥设计和所保障的美元价值。
我们还必须提到，除了上述团队外，还有许多其他团队，如 Alpen、Bison、BitLayer、Rootstock、SatoshiVM 和 Soveryn，也在构建比特币的扩展层。读者可以在这里找到完整列表。
L2 和 L1 之间的关系
L2 在两个方面帮助 L1：扩展规模和降低成本。它们为用户提供了一种更便宜的交易方式，同时不会牺牲太多安全性（对于具有非托管、无信任桥接和无额外安全假设的 L2 来说，甚至没有安全性损失）。
以以太坊 L2 为例。根据 Token Terminal 的数据，在 2024 年 6 月的第二周，以太坊支持了 710 万笔交易，收入为 1060 万美元。用户每笔交易的成本约为 1.5 美元。同时，五个 L2——Arbitrum、Base、Blast、Optimism 和 Polygon——支持了超过 7000 万笔交易，总费用为 275 万美元。每笔交易的费用约为 0.03 美元。
我们可以讨论这些交易的质量，包括它们是否是机器人交易或交易价值等。然而，事实是，以太坊本身无法支持那么多交易。
然而，这样做的一个缺点是，L1 不再直接与其用户连接。在传统商业中，通常是离终端用户更近的企业捕获了大部分价值。亚马逊就是一个很好的例子。其庞大的分销网络使其对供应商和制造商具有优势。
Dollar Shave Club 通过订阅模式直接向消费者销售剃须刀，从而颠覆了剃须刀行业，消除了传统的零售渠道。这使他们能够以更低的价格销售产品，并保留大部分价值，而不是与整个供应链分享。
通常在你和客户之间增加另一层是一个坏主意。那么，为什么 L1 要走这条路呢？通过将 L2 引入混合，L1 并没有失去客户。它们正在将 B2B 模式引入以前严格的 B2C 商业模式中。但仍然存在一个问题——L2 是否捕获了大部分价值？它们是否向 L1 传递了足够的费用？
幸运的是，以太坊在过去三年中已经走过了这条路，我们可以观察 L2 对以太坊价值捕获的影响。有两种方法可以理解 L2 是否对以太坊具有掠夺性。
1. 第一种是看以太坊是否失去了收入给 L2。我们可以通过检查以太坊在以太坊生态系统收入中的份额变化来检验这一点。以下图表展示了以太坊和五个领先 L2 的收入。以太坊始终占据 90% 以上的收入流。
2. 另一种方法是查看市值或价格。因为价值捕获几乎总是反映在价格中，ETH 占以太坊生态系统总市值的 95% 以上，考虑到其前 10 个 L2 的市值。
以太坊本身无法支持那么多交易，但它仍然捕获了 90% 以上的生态系统价值，这表明 L2 是扩展以太坊的正确步骤。只要 L2 在 L1 上结算，L2 之间对 L1 区块空间的健康竞争对基础层的健康有利。
接下来是什么？
再来想象一下岛屿的比喻。对于真正的 L2 来说，这两个岛屿必须共同建造一座桥梁。但如果没有比特币岛居民的内部共识，这是不可能的。目前的情况是，那些希望成为比特币岛 L2 的项目正在努力建立基础设施，作为临时解决方案。
因此，一旦比特币岛居民同意需要桥接到其他岛屿以促进增长，L2 岛屿就准备好了。在此之前，重要的是不要试图找到更复杂的桥接和创建 L2 的方法，而是要专注于使用已经被证明有效并经过实战测试的基础设施。
众所周知，比特币岛居民固守己见，非常重视岛屿的安全。对岛屿的任何改变都会经过彻底的讨论。任何想对比特币提出修改建议的人都可以起草比特币改进提案（BIP）。在各种论坛上进行非正式讨论后，作者会吸收反馈并对 BIP 进行修改。然后，岛民委员会会给 BIP 编号，使其正式生效。
一些岛民理解谨慎现代化比特币岛的重要性。像 Botanix、Taproot Wizards 和 Thesis 这样的团队正在为增加操作码以扩展比特币的可编程性奠定基础。Ethan Heilman 和 Armin Sabouri 提出的 BIP-420（也称为 OP_CAT）将为比特币带来大量激动人心的可能性。CAT 代表连接。它是原始比特币操作码的一部分，但由于安全问题被中本聪删除，这些问题随着比特币执行环境的演变已得到缓解。
该操作码允许将两段数据连接在一起。它解锁了从自定义交易类型（如动态托管系统）、智能合约（如原子交换）到不同的 DeFi 应用程序以及与外部链更大互操作性的众多可能性。
像 Starkware 这样的团队已经建议 OP_CAT 可以将 STARK 验证带到比特币。这意味着比特币可以验证 Zk 证明，从而启用汇总。这种设计范式不仅允许比特币上的通用设计，还提高了其急需的可扩展性。
Taproot Wizards 团队的其他设计（如 CATVM）已经在进行中。该设计将使用 OP_CAT 创建无信任桥梁。与当前的 BitVM 设计不同，CATVM 没有流动性要求。CATVM 将实现序数和符文的去中心化交易，其用户体验与其他链一样好。
隔离见证为 Taproot 铺平了道路，Taproot 反过来对序数至关重要。序数和铭文使 BRC-20 和符文成为可能。比特币开发者最近的热情表明，他们越来越支持实现 BIP-420 的社会共识。它还具有向后兼容性，因此网络不需要硬分叉来激活它。我们期待它上线并见证真正比特币原生可编程性的新时代。
长时间以来，比特币开发者的兴趣明显增加。围绕比特币构建的所有独立项目就像环绕强大比特币岛的小现代岛屿。随着 BIP-420 的推出，可能会有办法将这些岛屿融合在一起，形成一个繁荣和现代的岛屿。
随着比特币的所有变化，我希望未来我们能够在不同的金融应用中使用 BTC，而无需了解底层的各个层。比特币层的整合将像今天在孟买穿行一样自然，我们完全不知道这个繁忙的大都市曾经是孟买的七个独立岛屿。