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探索比特币 Layer2 生态系统的落地路径

比特币 2024-01-18 08:02:49

【#区块链# #探索比特币 Layer2 生态系统的落地路径#】

比特币主网上的安全性、去中心化和可扩展性的「不可能三角」问题变得更加显著。


撰文:@tmel0211

翻译:白话区块链

 

在围绕 FOMO 铭文的狂热中,我遇到了一些「真正的」比特币开发者。令人惊讶的是,他们并没有表现出过热的热情,也没有像人们预期的那样谈论用比特币 Layer2 颠覆以太坊。

 

相反,似乎有一个共识:比特币生态系统具有潜力,但它将不同于以太坊的 DeFi 乐高范式。接下来,基于技术推理,让我们深入探讨比特币生态系统应该如何实施。

 

确实,这种新的资产发行方式,就像铭文一样,让很多人回到了 2017 年的 ICO 时代,再次点燃了热情。这波申购热潮带来了新的用户、新的应用场景、额外的资金。从某种程度上来说,称其为比特币牛市是有道理的。

 

随后,侧链、闪电网络、Taproot Assets、RGB、BitVM 等各个方向,都挤满了比特币正统 Layer2 的「觊觎者」,他们常常大声宣称要在比特币生态中复制以太坊的一切,引起不小的轰动。

 

正如 ICO 资产发行热潮的不可持续性质一样,随着 FOMO 浪潮的消退,铭文市场也渴望迎来全新的比特币 Layer 2 趋势。

 

有这样的抱负并没有错。然而,如果想在比特币中复制以太坊生态系统的多样化玩法,那是不可行的。比特币生态系统需要探索一条符合其固有特征的落地路径。

 

核心逻辑是,比特币链的原生特性强加了「受限」的计算和验证能力。甚至 Taproot 地址 SegWit 中的存储容量也受到灰尘攻击的争议。

 

有限的计算能力意味着更复杂的交易逻辑必须在链下实现。例如,bitVM 设想基于链下电路和链上逻辑门 (0, 1) 的图灵完备计算,并基于乐观 Rollup 概念实现。虽然这个想法雄心勃勃,技术逻辑也合理,但所需的工程努力是不切实际的。

 

有限的验证能力使得比特币比全局状态验证更适合资产结算。比特币节点的 Schnorr 签名和 MAST 数据结构特性目前提供了一些验证能力。但 Schnorr 仅聚合多个签名,仅限于多重签名场景,而 MAST 允许创建更复杂的脚本,但依赖 UTXO 模型只能进行资产结算,无法实现全局状态验证。构建复杂的轻节点矩阵可以增强侧链与主链之间的交互性,提高资产结算的安全性和响应速度。

 

存储争议是不可否认的。比特币沿着一条极其简约的道路发展,这是之前区块大小之战结束后达成的共识。因此,基于 Taproot 对脚本空间进行重大改变的想法当然是不切实际的。虽然可能达不到 SegWit 被阉割的程度,但像 Atomicals、RUNE、PIPE 这样的升级协议往往会妥协,倾向于更小的区块方向,比如丢弃大的 JSON 数据包,回归到优化和应用 OP_Return 空间。

 

这些限制决定了比特币的 Layer2 扩容解决方案与以太坊有显著不同:

 

1)比特币缺乏数据可用性(DA)能力。以太坊的 DA 是主网验证器对第 2 层提交的计算和验证能力。显然,虽然比特币可以接受一定量的数据,但主网并不具备可行且高效的计算和验证能力。

 

因此,比特币的 DA 更像是一个「公告板」,原始数据存储在比特币区块中,只能由链下索引器进行记账和验证。这无疑会考验索引器的记账和验证能力。如果有多个索引器,挑战将进一步增加,导致会计逻辑混乱和错误问题。

 

2)比特币的互操作性有限。以太坊的 Layer 2 将状态提交到主网,主网有合约可以与 Layer 2 协调,实现 7 天挑战时间窗口和 Layer 2 逃生舱口等机制,以确保主网能够保护以太坊的资产 Layer 2 用户在 Sequener 不法行为的前提下。显然,如果没有智能合约的能力,比特币就不具备这种级别的安全性。用户只能相信比特币第 2 层不会有恶意行为。

 

3)比特币的 UTXO 安全模型仅限于「支付」场景。与以太坊 Plasma Layer 2 的解决方案类似,如果每笔交易对应的 nonce hash 等都通过 Layer 2 以 UTXO 的形式与主网同步,就可以建立基于 UTXO 的安全模式。然而,就像 Plasma 仅限于支付场景一样,基于 UTXO 模型的比特币 Layer 2 也有这个限制。任何像 EVM 这样具有复杂智能合约的机制都不能仅仅依赖这种安全机制,除非在比特币链外添加额外的共识。

 

考虑到这种技术逻辑和理解,比特币 Layer2 的叙述空间就变得非常清晰:

 

1)使用比特币作为结算层,为 Layer 2 构建独立的共识,并提供一整套符合以太坊生态系统的 DA、互操作性、VM 虚拟机以及其他各种能力。然而,如此强大的链本质上是在重新创建以太坊执行链。很多人可能不知道以太坊其实有一条 Beacon 结算链,而我们所看到的以太坊 2.0 的主链可以看作是 Beacon 链的第 2 层。

 

人们之所以对结算链认知薄弱,是因为主网的核心是验证交互的能力。如果只构建一条结算链,那么处理大量计算和验证操作的链将成为真正的「主链」。

 

问题来了:如果我们用比特币作为结算链,其他链敢称自己为主链吗?比特币生态系统允许这种「共识」的存在吗?

 

2)使用比特币作为支付解决方案,包括闪电网络、Taproot 资产、RGB 的客户端验证。本质上,这些解决方案依赖于比特币主网的 UTXO 模型来提供安全性。这自然将这些解决方案限制在支付场景中。

 

闪电网络为小额比特币的流通提供了流畅的体验。同样,Taproot 资产和 RGB 也适合稳定币支付渠道。

 

如果想在状态通道和客户端验证上叠加一些 DeFi 和 EVM 的状态,相当于在原有的 UTXO 模型上增加了更复杂的验证逻辑。当然,一些主网无法验证的状态会被提交到主网,本质上是依靠链下共识。这样的解决方案可能可行,但与纯 UTXO 模型控制的交易场景相比,安全级别会相应降低。

 

综上所述,比特币生态如何落地?

 

如果我们将比特币的安全共识能力指向闪电网络、Taproot 资产等应用和消费场景,那么 RGB 客户端验证等则可实现更为复杂的二层智能合约应用场景;

 

如果比特币允许在主共识之外进行一些链下共识,那么 RGB 客户端验证就指向了更为复杂的应用场景,使得复杂的 Layer2 智能合约成为可能;

 

如果比特币主网仅仅作为一条结算链,依靠链外的独立共识,那么侧链、联盟链、指数链等各种能够建立共识、严格执行透明资产结算的解决方案似乎都是可行的。

 

如果类似 BitVM 这样的具有突破性的比特币图灵计算和验证解决方案得以实现,并且其成本效益低于以太坊的智能合约构建,那么上述结论可能会被推翻。

 

无论如何,比特币主网上的安全性、去中心化和可扩展性的「不可能三角」问题变得更加显著。所谓的正统比特币 Layer2 可能仅仅是一个表面的命题。在我看来,选择正统共识就意味着接受扩张的「局限性」。如果你希望突破这些限制,就不要高举无敌共识的旗帜。

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