BTC生態的技術進展:可編程性擴展方案

2024年第一季度以來，BTC生態的投機熱度有所降低，但技術層面的進展卻十分迅速，特別是在可編程性擴展方案上。本文將介紹幾個備受關注的BTC擴展方案，包括Fractal Bitcoin、AVM、OP_NET、BRC100以及可編程符文等。

Fractal

Fractal是一個基於bitcoin core客戶端軟件虛擬化的可擴展框架。它通過遞歸創建樹狀結構,每一層區塊鏈都能提高整個網路的性能。Fractal與比特幣及其基礎設施完全兼容,但激活了op_cat操作符,允許實現更多邏輯。

Fractal由某錢包團隊開發,預計將於2024年9月上線主網。團隊發布的代幣經濟學顯示,50%由挖礦產出,15%用於生態系統,5%向早期投資者預售,顧問與核心貢獻者佔20%,10%用於建立合作關係與流動性。

架構設計

Fractal將bitcoin core客戶端封裝成可部署和運行的區塊鏈軟件包(BCSP),通過遞歸錨定在比特幣主網上,獨立運行一個或多個BCSP實例。簡單來說,類似於一個計算機(BTC主網)上開了多個虛擬機實例(Fractal構建的BCSP實例),並且還可以遞歸下去。

Fractal對bitcoin core做了一些修改,區塊確認時間縮短到30秒,區塊大小增加到20MB,以保證足夠的性能與較短的延遲。它還激活了op_cat操作符,爲BTC上的擴容方案提供了更多可能性。

在資產跨鏈方面,由於不同實例運行在同一物理環境下,實例鏈之間可以通信,通過構造通用資產轉移接口實現不同層間的資產無縫轉移。比特幣及BRC-20、Ordinals等資產可以通過非中心化橋接。

安全性保證

Fractal的安全性主要依賴其算力規模。它引入了聯合挖礦機制,每三個區塊中有一個通過與BTC礦工合並挖礦生成,以防止潛在的51%攻擊。剩餘兩個區塊由Fractal網路自身算力產出。這意味着BTC礦工的支持對Fractal的成功至關重要。

新創建的虛擬化實例鏈在啓動階段會經歷一個脆弱期。操作員可以設置特定區塊高度提供保護,直到實例達到安全狀態。未來,大型礦工可以將資源分配到不同BCSP實例上,增強整個系統的魯棒性。

AVM

AVM(Atomicals Virtual Machine)是某協議的BTC智能合約實現。它創建了一個模擬BTC腳本的虛擬機,開放了多個BTC原始操作碼,讓開發者通過比特幣腳本組合實現智能合約,定義資產創建和轉移規則。

AVM最大程度發揮了BTC原始操作碼能力。它通過雙堆棧PDA實現了圖靈完備,運行在包含索引器、指令解析器、全局狀態的沙盒中,從而實現智能合約處理與狀態同步驗證。

AVM的指令集包含完整的BTC操作碼,開發者可以在主網上利用很多BTC未啓用的功能進行編程。這讓AVM看起來像是BTC生態擴展的原生先行網。

AVM是一套架構,任何BTC的元數據協議如BRC20、ARC20、Runes、CBRC都可以對其自定義。它幾乎適用於任何元數據協議,只需對虛擬機下的索引器進行微調即可。

OP_NET

OP_NET致力於在比特幣網路上引入類似以太坊的智能合約功能,但更符合比特幣的特性。在OP_NET上交易只需使用原生比特幣,無需其他代幣支付節點激勵或交易費用。

核心功能與特性

OP_NET保留了比特幣的區塊共識和數據可用性,通過執行虛擬機(OP_VM)在比特幣區塊上執行復雜計算。所有OP_NET交易都標記爲"BSI"字符串,並在OP_VM中執行以更新合約狀態。

OP_NET節點運行WASM虛擬機,支持多種編程語言。智能合約代碼被壓縮後寫入BTC交易中,生成一個UTXO地址作爲合約地址。

用戶與OP_NET交互時,除BTC交易手續費外,還需支付至少330聰的額外費用。交易打包順序會根據手續費排序,不完全依靠BTC區塊打包順序。

OP_NET提供了Proof of Authority系統,允許BTC封裝爲WBTC。它與SegWit和Taproot兼容,代幣設計不綁定UTXO,避免了誤發給礦工的風險。

生態項目

OP_NET生態涵蓋了去中心化交易、借貸、市場做市、流動性提供、跨鏈橋等多個領域,包括Motoswap、Stash、Ordinal Novus、Ichigai、SatBot、KittySwap、Redacted、SLOHM Finance、BuyNet、SatsX等項目。

BRC100

BRC-100是基於Ordinals理論構建的去中心化計算協議,通過給brc20加入"銷毀"、"鑄造"等新操作,在索引器中記錄不同地址持有的代幣餘額與狀態,實現復雜的defi操作。

核心操作

BRC-100提供了mint2/mint3和burn2/burn3等操作,使代幣可在UTXO模型和狀態機模型間安全轉換:

• mint2:生成新代幣,增加系統流通量
• mint3:將應用中餘額轉爲UTXO,不增加流通量
• burn2:銷毀代幣並更新應用狀態,可在特定條件下重新生成
• burn3:將代幣轉爲應用狀態,不減少流通量

擴展和兼容性

BRC-100可通過擴展協議增強計算能力和狀態轉換。所有擴展協議相互兼容,支持跨鏈操作。主要擴展包括:

• BRC-101:去中心化鏈上治理協議
• BRC-102:自動化流動性協議,基於恆定乘積公式
• BRC-104:流動性質押/重質押池協議

生態項目

BRC-100生態中有三個主要項目:

1. inBRC:第一個BRC-100市場和索引器
2. 100Swap:基於BRC-102協議的比特幣L1 AMM去中心化交易所
3. 100Layer:比特幣L1上的流動性協議,基於BRC-104和BRC-106協議

可編程符文(Protorunes)

可編程符文是符文的擴展層,允許創建帶有符文的可編程資產。其核心是在比特幣區塊鏈上利用數據,通過虛擬機或類似技術實現智能合約功能。

Proto-Runes Protocol

Proto-Runes Protocol是可編程符文的主要框架,通過管理和轉移符文資產,可構建AMM、借貸協議或成熟的智能合約。它在比特幣網路上實現了類似Uniswap的DEX,支持符文資產的原子交換和流動性池創建。

核心機制

• Protoburn:允許將符文銷毀並轉換爲子協議專用形式
• Protomessage:在子協議中執行的操作指令
• 指針:指定Protostone的目標位置

運行機制

索引器先處理符文協議中的Runestone特性,然後按順序處理子協議消息。協議禁止遞歸執行原型消息,每個消息只能執行一次。

最新進展

QUORUM•GENESIS•PROTORUNE作爲第一個Protorune已成功完成Protoburn。它旨在作爲Protorune標準的公開論壇,並可集成到協議中爲項目代幣提供治理功能。開發團隊正在爲其開發WASM索引器,實現比特幣L1上的鏈上治理功能模型。