ABCDE：比特幣的樂高之路－模組化重塑加密貨幣巨頭

ABCDE Capital

24-07-22 00:13

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原文標題：《ABCDE：比特幣的樂高之路:模組化重塑加密貨幣巨頭》

原文作者：ABCDE、Chakra、UTXO、Nubit 和Yala

在區塊鏈技術的演進中, 比特幣的模組化之路比以太坊更顯必然性, 這源於多方面因素的巧妙交織。作為區塊鏈的先行者, 比特幣面臨著與生俱來的可擴展性挑戰。隨著用戶基數的爆發性增長和應用場景的不斷拓展 (如銘文技術的異軍突起), 網路擁堵和高昂交易費用的問題日益凸顯, 彷彿一道亟待跨越的鴻溝。

比特幣的核心設計理念—作為一個簡潔而安全的價值儲存和轉移系統, 恰恰為模組化提供了絕佳的舞台。這種方式允許在不觸動底層協議的前提下, 實現功能的優雅擴展, 堪稱一劑良方。

比特幣社群對維護主鏈穩定性和安全性的執著追求, 加之其他區塊鏈平台日新月異的技術創新壓力, 無疑為模組化的必要性推波助瀾。更引人注目的是, 作為市值最高的加密貨幣, 比特幣所蘊含的巨大經濟價值, 儼然成為開發者探索模組化方案的強大催化劑, 激發他們不斷拓展比特幣的功能邊界和應用疆域。

模組化方案的精妙之處在於, 它在保持比特幣網路高度安全性這一核心優勢的同時, 巧妙地在第二層或側鏈上開闢了創新的沃土。這種策略不僅與比特幣社群的價值觀不謀而合, 更為比特幣在守護核心價值主張的同時, 開啟了功能豐富化和性能提升的新篇章。

Chakra: BTC 新的結算層

1. 為什麼需要獨立結算層？

可擴展性：比特幣主鏈的交易處理能力有限，如果所有 Layer 2 交易都在主鏈上結算，勢必導致網路擁塞。獨立結算層透過批量處理大量交易，並僅將最終結果提交至主鏈，顯著提升了整體吞吐量，從而有效解決了這個難題。

創新空間：獨立結算層突破了比特幣腳本語言的限制，為開發者提供了廣闊的創新空間。開發者可以在不直接影響比特幣主鏈的前提下，大膽地嘗試各種新穎的擴充方案。這種靈活性使得比特幣生態系統能夠在不進行硬分叉的情況下實現功能擴展，並保證了網路的穩定性和相容性。

2. 以太坊的Dymension 與比特幣結算層的比較

以太坊生態中的Dymension 是一個很好的參考例子。 Dymension 提供了一條獨立的鏈，同時支援 RaaS（Rollup-as-a-Service）服務。在 Dymension 上建立的 rollup 本質上是基於 Cosmos SDK 開發的鏈，但將最終確認過程外包給 Dymension 完成。此外，Dymension 還對 IBC 協議進行了改造，將 relayer 轉變為流動性提供者。

比特幣的挑戰

然而，比特幣的結算層面臨獨特的挑戰，尤其是在零知識證明（ZK）驗證方面。比特幣本身無法直接實現結算功能，即使是像 BitVM 這樣的創新方案也難以完全解決這個問題。雖然 BitVM 理論上可以用於執行 ZK 驗證（如 Citrea 專案所示），但它在交易處理速度（TPS）和實現其他關鍵服務（如跨鏈橋接和統一流動性）方面仍面臨重大限制。

ZK 結算的核心與額外服務

ZK 結算的核心在於，rollup 在向鏈上提交狀態更新時，還需要同時提交對應的證明。對於提供 RaaS 服務的鏈來說，這意味著還需要提供 ZK rollup 的框架支援。

結算層的重要性也體現在其提供的額外服務上。例如，在跨鏈交易中，rollupA 到 rollupB 的轉帳需要透過結算層中轉，這種方式可以避免 P2P 網路中常見的問題，例如同一代幣在不同鏈上的不一致性。此外，統一的流動性池允許所有流動性都集中在結算層進行交易，使結算層能夠捕獲所有的交易手續費。

結算層的深度合作與激勵機制

值得注意的是，像Dymension 這樣的結算網絡還會推動一些深度合作的項目在其上發布rollup，並在每個rollup 上線後向質押者進行空投。這種策略使平台代幣成為一種「黃金鏟」，激勵用戶積極參與質押和生態建設。

總的來說，結算層的概念及其在解決可擴展性、互通性和流動性整合方面的潛力，為比特幣生態系統的未來發展提供了重要的思路和方向。

3. Chakra 就是一個基於PoS 共識機制的高性能BTC 結算層：

Chakra 由三層架構組成：基礎共識層、結算共識層與執行層，其設計與實作旨在提高吞吐量、降低延遲，並增強安全性、靈活性和可擴展性。

基礎共識層是Chakra Chain 的出塊共識，是上層服務的底座，採用PoS 共識，區塊生成由可驗證隨機函數（VRF）選擇提議者，區塊最終確定基於投票權重最高的鏈。

結算共識層專門處理不同鏈間的結算事件，結算共識重用了Chakra PoS 共識驗證者集與底層通信，是一種輕量級共識，能夠實現極低的延遲。驗證者監聽結算請求事件，廣播簽名確認，並在收集到足夠簽名後產生 Quorum Certificate（QC），將結算訊息和 QC 發送到 Babylon 網路以獲得最終確定性。 Babylon 上所質押的 BTC 將為 Chakra 的結算共識提供額外的共享安全性，保障結算服務的安全。

執行層採用Chakra 設計的Substrate BlockSTM，透過多種最佳化方式提升效能，處理頻繁狀態轉換的結算請求。透過樂觀並行化、覆蓋變化集、批次提交、全域鍵與MVMemory 等最佳化手段，使得Chakra 能夠在多執行緒環境下顯著提高交易處理速度，達到每秒5,000 筆以上的交易處理能力（TPS），在高配置運算環境中甚至可達100,000 TPS，滿足目前主要BTC L2 的結算需求。

Nubit：BTC 的資料可用性層

關於BTC 為什麼需要DA 這個問題我們就這裡不贅述了，我們主要來說說為什麼BTC 需要一個新的DA（換而言之Celestia 這樣的DA 是目前無法滿足BTC 的需求的）。

Nubit 基於比特幣的經濟安全性建構了一條高度可擴展、安全的資料可用性層（Data Availability Layer）。 Nubit 的團隊成員來自加州大學聖塔芭芭拉分校的教授和博士生，享有傑出的學術聲譽和全球影響力。他們不僅精通學術研究，而且在區塊鏈工程實施方面具有豐富的經驗。

1. 比特幣原生整合：

Nubit 從設計上就考慮了與比特幣網路的兼容性和集成。這種原生整合允許 Nubit 直接與比特幣的 UTXO 模型、腳本系統和共識機制進行交互，提供無縫的用戶體驗和更高的安全性。相比之下，Celestia 作為一個通用的數據可用性層，雖然可以為多種區塊鏈提供服務，但無法提供這種深度的比特幣特定整合。

2. 比特幣原生質押：

Nubit 引進了一種創新機制，允許比特幣持有者直接參與PoS 共識，而無需將其BTC 轉換為其他代幣或使用複雜的跨鏈橋。這意味著 BTC 持有者可以直接用他們的比特幣來質押，參與網路安全維護並獲得相應獎勵。這不僅增強了網路的經濟安全性，也保持了 BTC 的流動性和價值。相較之下，Celestia 的質押機制是基於其原生代幣，無法直接利用比特幣的經濟價值和網路效應。

3. 比特幣錨定：

Nubit 透過在比特幣區塊鏈上定期記錄其自身的區塊哈希和質押集投票信息，實現了與比特幣主網的緊密錨定。這種方法不僅提供了額外的安全保證，還大大縮短了資產解綁的時間（從傳統的幾週減少到不到 4 小時）。這種直接的比特幣錨定機制增強了 Nubit 網路的可信度，並為用戶提供了更高的靈活性。 Celestia 作為一個獨立的區塊鏈，無法提供這種與比特幣主網的直接錨定。

4. 專注於比特幣生態系統：

Nubit 的設計與最佳化專門針對比特幣生態系統中的獨特需求與應用。例如，它為 Ordinals（比特幣上的 NFT 協議）、BRC-20（比特幣上的代幣標準）等提供優化支援。團隊與Domo（BRC20的創造者）一起撰寫了模組化索引器的論文，將DA 層的設計加入比特幣Meta Protocol 的索引器結構中，參與行業標準的建立和製定。

5. 比特幣層級的PoS 共識機制與DA 保障：

Nubit 探討了一種由SNARK提供支援的基於BFT 的高效共識，用於簽章聚合。 PBFT 方案與zkSNARK 技術結合，將驗證者之間驗證簽名的通訊複雜度顯著減少，在不需要存取整個資料集的情況下驗證交易的正確性，從而允許超大規模的共識驗證者集合，達到比特幣級別的去中心化程度。 Nubit 的資料可用性採樣（DAS）透過對區塊資料的小部分進行多輪隨機抽樣來實現。每一輪成功的抽樣增加了數據完全可用的可能性。一旦達到預定的置信水平，就認為區塊數據是可訪問的。相較之下，Celestia 使用傳統的 Tendermint 共識演算法，只能支援 100 個質押驗證者規模。

Nubit 生態整合進展：

目前已實現與Merlin、Manta、Rooch Network 等Layer2 的資料可用性整合。 Nubit 上建構的模組化索引器已作為技術標準整合進 OKX Wallet、Tomo、Gate Wallet 和 Unisat 錢包，透過 Nubit 為百萬比特幣生態的用戶提供安全去信任的索引服務。 Nubit 也與 Succinct 合作，讓任何生態系統都可以在鏈上部署 zk 輕客戶端，讓生態應用/L2/L3 從 Nubit 存取由比特幣保障安全的資料可用性層。

Nubit 透過創新的共識演算法和協議機制設計，建構了第一個由比特幣保證安全性的資料可用性層，為比特幣生態乃至多鏈生態的應用和基礎設施提供可擴展的數據服務，解鎖比特幣本身數據吞吐量的瓶頸，為開發者打開無限可能性。

UTXO Stack：建立基於UTXO 的比特幣Layer 2

OP Stack 和Arbitrum Orbit為以太坊開發者提供了建構自己的Layer 2 rollup 的工具，大大降低了開發門檻。而在比特幣上，UTXO Stack 正在將 UTXO 模型——這個比特幣的核心特性，擴展到 Layer 2 解決方案。 UTXO Stack 提供一鍵發鏈的工具，幫助開發者低成本地創建基於 UTXO 模型的原生同構的比特幣 Layer 2。

首先不得不提的是比特幣一層資產發行協議 RGB++。它透過同構綁定將比特幣UTXO 映射到一條圖靈完備的UTXO 鏈的eUTXO（擴展UTXO，支援智慧合約）上，並利用這兩條鏈上的腳本約束來驗證狀態計算的正確性和變更所有權的有效性。這條圖靈完整的 UTXO 鏈稱為 RGB++鏈，它可以是 Nervos CKB 或 Cardano 等符合條件的鏈。而所謂同構綁定，指的是比特幣 UTXO 與 RGB++鏈上的 eUTXO 相互綁定－eUTXO 的解鎖條件被設為對應的 UTXO。所以一旦該 UTXO 被花費，對應的 eUTXO 也就轉移了。以 RGB++協定發行的資產，其解釋在 RGB++鏈上，而所有權則跟比特幣 UTXO 綁定。

RGB++所帶來的一個前所未有的特徵就是無需跨鏈橋的跨鏈，被稱為 Leap。當eUTXO 的解鎖條件是比特幣UTXO，那麼其所解釋的RGB++資產所有權就在比特幣鏈上；而如果我們構建一筆RGB++鏈上的交易，使eUTXO 的解鎖條件變成萊特幣的UTXO，那麼RGB++資產的所有權就跳到萊特幣鏈上了。這樣一來就實現了從比特幣到萊特幣的無橋跨鏈。整個過程完全去中心化，沒有跨鏈橋，也不需要任何信任假設。透過 Leap，比特幣一層發行的 RGB++資產，就能絲滑地跨到二層。

有了前面的技術鋪墊，UTXO Stack 就可以一鍵建構基於 UTXO 模型和 PoS 機制的比特幣 Layer 2，稱為 Branch Chain。 Branch Chain 有以下優點：

· 高 TPS 和低交易費，得益於 UTXO 模型獨有的平行處理特性和 PoS 機制。

· 資產協議採用 RGB++。 RGB++資產可以無需跨鏈橋，在任意 UTXO 鏈（包括不限於比特幣，CKB，萊特幣，各 Branch Chains）之間自由跳躍。

· 重複使用 CKB 的智慧合約棧，實作比特幣 Layer 2 圖靈完備。

· 復用 BTC 錢包，如 JoyID, UniSat, OKX Wallet, Gate Wallet 等。

· 安全性由 BTC/CKB 質押，DA 層，強制退出機制等保證。

UTXO Stack 協助創建高效能可編程的比特幣Layer 2，強調比特幣原生，強調與UTXO 模型同構，為比特幣擴容提供了新的範式。

Yala：用模組化重塑BTC 的DeFi 未來

比特幣上的DeFi解決方案面臨多重挑戰, 主要源自於比特幣網路的固有限制和設計理念。現有的 Layer 2 技術如 rollup 和側鏈雖然為複雜應用提供了可能, 但仍受制於比特幣的技術約束, 難以充分利用其共識和安全機制。同時, 這些解決方案也在資產安全、跨鏈互通性和原生功能支援方面存在不足。比特幣的持有者眾多，但由於安全性的問題，許多大戶對新興的比特幣應用持觀望態度。 Yala 透過其獨特的設計，從根本上解決了比特幣的安全問題，並為比特幣持有者提供了流動性解決方案。

Yala 是BTC 原生的Defi 解決方案，採用一種模組化架構，同時整合去中心化索引器網路和Oracle，利用bitcoin 生態的資產發行穩定幣$ YU，發行的$ YU 能夠自由地參與任何鏈上的DeFi 活動，從而解鎖了BTC 資產的可編程性，釋放比特幣巨大的流動性。

Yala 的架構設計體現了模組化思想的精髓, 它包括應用層、共識與數據可用性層、執行層和結算層, 這種模組化設計使得BTC 資產能夠進行原生DeFi 交易, 同時保持比特幣網路的安全性和共識。