比特幣生態的新發展:多種方案提升可編程性

比特幣作爲流動性最強和安全性最高的區塊鏈，近期吸引了大量開發者的關注。隨着銘文的興起,開發者們開始關注比特幣的可編程性和擴容問題。通過引入零知識證明、數據可用性、側鏈、rollup等創新方案,比特幣生態正迎來新的繁榮期,成爲當前牛市的主要焦點。

然而,許多新方案沿用了以太坊等智能合約平台的擴容經驗,往往需要依賴中心化跨鏈橋,這成爲系統的潛在風險點。很少有方案是基於比特幣自身特點設計的,這與比特幣的開發體驗不佳有關。比特幣難以像以太坊那樣運行智能合約,主要有以下原因:

1. 比特幣腳本語言爲保證安全性而限制了圖靈完備性,無法執行復雜的智能合約。
2. 比特幣區塊鏈的存儲針對簡單交易設計,未對復雜智能合約進行優化。
3. 比特幣缺乏執行智能合約的虛擬機。

2017年的隔離見證升級擴大了比特幣區塊大小限制;2021年的Taproot升級實現了批量籤名驗證,提高了交易處理效率。這些升級爲比特幣的可編程性創造了條件。

2022年,開發者Casey Rodarmor提出"序數理論",概述了一種編號聰的方案,使得在比特幣交易中嵌入任意數據成爲可能。這爲在比特幣鏈上直接嵌入狀態信息和元數據開闢了新途徑,爲需要訪問和驗證狀態數據的智能合約應用提供了新思路。

目前,大多數提升比特幣編程能力的項目依賴二層網路,這要求用戶信任跨鏈橋,成爲二層網路獲取用戶和流動性的主要障礙。此外,比特幣缺乏原生虛擬機或可編程性,無法在不增加信任假設的情況下實現二層與一層的通信。

RGB、RGB++和Arch Network都試圖從比特幣原生特性出發,增強其可編程性,通過不同方法提供智能合約和復雜交易能力:

1. RGB是一種通過鏈下客戶端驗證的智能合約方案,將合約狀態變化記錄在比特幣的UTXO中。雖然具有一定隱私優勢,但使用繁瑣且缺乏合約可組合性,發展較爲緩慢。

2. RGB++是在RGB思路基礎上的另一種擴展方案,仍基於UTXO綁定,但將區塊鏈本身作爲具備共識的客戶端驗證者,提供了元數據資產跨鏈解決方案,支持任意UTXO結構鏈的資產轉移。

3. Arch Network爲比特幣提供了原生智能合約方案,創建了零知識虛擬機和相應的驗證者節點網路,通過聚合交易將狀態變化和資產階段記錄在比特幣交易中。

RGB採用鏈下驗證方式,將代幣轉移驗證從比特幣共識層移至鏈下,由特定交易相關的客戶端進行驗證。這種方式減少了全網廣播需求,提高了隱私和效率。然而,這種隱私增強也是把雙刃劍,雖然保護了隱私,但導致第三方無法查看,使操作復雜且難以開發,用戶體驗較差。

RGB++利用圖靈完備的UTXO鏈處理鏈下數據和智能合約,進一步提升了比特幣的可編程性,並通過同構綁定比特幣確保安全性。它支持多鏈互操作,不再局限於單一鏈,提高了跨鏈互操作性和資產流動性。通過UTXO同構綁定實現無橋跨鏈,避免了傳統跨鏈橋的"假幣"問題,保證了資產真實性和一致性。

Arch Network由Arch zkVM和驗證節點網路組成,利用零知識證明和去中心化驗證網路確保智能合約安全和隱私,比RGB更易用,且不需要像RGB++那樣綁定另一條UTXO鏈。Arch zkVM執行智能合約並生成零知識證明,由去中心化驗證節點網路驗證。系統基於UTXO模型運行,將智能合約狀態封裝在State UTXOs中,提高安全性和效率。

這些方案各有特色,但都延續了綁定UTXO的思路。UTXO的一次性使用屬性更適合用於記錄智能合約狀態。然而,它們的劣勢也很明顯,即用戶體驗不佳,與比特幣相同的確認延遲和低性能。雖然擴展了功能,但未能提升性能,這在Arch和RGB中尤爲明顯。RGB++通過引入高性能UTXO鏈提供了更好的用戶體驗,但也帶來了額外的安全性假設。

隨着更多開發者加入比特幣社區,我們將看到更多擴容方案的出現,如op-cat升級提案正在積極討論中。切合比特幣原生特性的方案值得重點關注。在不升級比特幣網路的前提下,UTXO綁定方法是擴展比特幣編程能力的最有效途徑。只要能解決用戶體驗問題,這將成爲比特幣智能合約發展的重大突破。