比特币扩容路线≠BTC L2。
在新年伊始,我对BTC L2的技术路线进行了总结。主要分为BTC的安全性和价值上升,以及L2交易执行和结果下行两部分。随着时间的推移,短短不到三个月,BTC L2已经达到了近百的数量级。然而,仍然存在一些基本问题尚待解决,首要问题是定义问题。
在比特币的发展历程中,扩容路线长期以来存在着三种实践方式。最底层的是主网升级,例如SegWit和Taproot等。其次是链外扩容,例如客户端验证、闪电网络和侧链等。最后是直接分叉,例如狗狗币、BSV和BCH等。
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从内到外,形形色色,究竟什么是BTC L2众说纷纭。参考以太坊的发展历史,我在此提出两个评判要点:
1. L2必须首先自己是一条链,能够独立完成运算、交易的各个环节,最终提交比特币进行结算;
2. L2的安全完全由L1保障,L2的底层价值由BTC来支撑,L2代币不能干扰BTC的功能发挥。
按照这个标准,主网升级和分叉与L2概念无关,重点在于链外扩容路线究竟该如何分类。例如闪电网络是一个特殊的“通道”,本身很难说是一条公链;而侧链具备自己的安全共识和运作模式,安全性无法严格与比特币等效。但是L2应该就隐藏在其中。接着我们继续划分。
BTC L2 = 闪电网络 + 侧链。
参考之前的标准,BTC L2应该是闪电网络和侧链的一种混合产品。既像闪电网络一样完全依附于比特币主网,又像侧链一样“独立于”比特币运作。我们应该取其精华,去除二者的糟粕。
如此一来,现有的BTC L2方案都需要进一步发展。特别是考虑到BTC的UTXO机制和Layer 2依赖的智能合约机制无法严格协同运作的事实。即比特币无法实现对过往交易的撤销,需要L2自行解决或引入链外更新或索引机制。
其次,L2的独立性存在过强的问题。例如,仅仅存储比特币交易的区块头信息作为L2对L1的同步证明,或者仅仅将结算信息存入比特币脚本作为DA方案,而根本不考虑之后的检索和确证问题。
BTC L2的现状容易被人误解,导致安全和信任危机。我认为,必须从L2为中心过渡到以Rollup为中心的全新阶段。即完全利用比特币主网的安全性,同时解决大规模计算问题。
BTC L2 ≠ Rollup。
BTC搭建PoS体系提供安全性,使用无许可的准入和销毁机制,与现有包括资产体系有所区别。BTC质押收益完全使用BTC作为计价币种,项目代币不能与BTC产生功能冲突。Rollup计算层需要同时满足大规模和隐私需求,以加密技术对抗中心化倾向。Rollup不能构建额外的DA层,严格使用比特币作为DA解决方案。
总结一下,理想中的Rollup应该以BTC作为原生Gas Fee和质押奖励,利用2WP双挂钩机制实现跨链流通,1:1锚定的映射资产xBTC流通于BTC L2和跨L2桥,隐私计算 + ZK证明,可从源头和过程保证比特币使用者的完全匿名性和隐私性,项目代币参与Rollup运作,避免与BTC的角色冲突。
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Rollup像桥又像链又像L2
首先要解放思想,PoW底层 + PoS上层是目前的最优解。质押收益来源依赖于底层价值支撑。工程组合取代技术创新,计较ZK还是OP没有太大意义。结果存储不是DA。另外,不必过度纠结中心化和去中心化的机制设计。没有任何方案能与比特币相提并论,即使是ETH OP,真正的故障证明和回收机制也是“路线”或“理论上”。目前或长期来看依然会由项目方来控制。
因此,更合理的机制设计在于如何通过技术手段减少人为干预,并保障项目长
期稳健运行。在ETH L2中被称为强制提款和逃生舱设计。确保极端情况下项目停摆也能保证用户资金安全。对于BTC Rollup,这里的难点是如何在发生故障时将映射资产退回比特币主网,以及如何在Rollup计算时保障隐私,在早期不那么去中心化之时。
首先讨论第一点,BTC的映射资产,例如WBTC的各类去中心化版本,在Rollup上流通的同时要确保安全性。一方面,BTC进入才能支撑Rollup的价值。另一方面,Rollup BTC在发生故障时必须能转回主网。
现有的解决方案,基本上都是跨链桥的各类变种。区别只在于是通信桥、资产桥还是中心化的桥。目前看来,基本上很难再有新的解决方案。桥接资产是搭建PoS体系的第一步。
然而,质押和质押收益还有创新空间。例如,可以跳过Lido的发展阶段,直接使用DVT技术来搭建完整的去中心化质押体系。或者基于BTC、WBTC或BounceBit发行的基于交易所体系衍生出的再质押BTC,搭建混合质押体系,以降低危机时对BTC的安全冲击。
桥接和DVT/混合质押之后,Rollup的计算长期被人忽视。问题在于,Rollup自己要能承担公链的数据吞吐、状态更新和结果存储,以及数据分发四个阶段或部分。可以分成两点来讨论,一是效率,二是隐私。
效率容易理解。例如使用并行机制或并发机制。在度过早期的FOMO情绪后,比特币Rollup要和ETH Rollup比拼运行效率。而提速已经被Solana证明真的有效。
隐私问题长期被人忽视。比特币的PoW机制导致其几乎无法被审查。但是Rollup在早期阶段,极易受到ETH PoS后的审查压力。这里的解决方案无法通过去中心化机制设计来实现。任何方案都无法和BTC PoW相提并论。必须寻求隐私计算的帮助。
最后是DA问题。也就是参考ETH L2和Rollup的分野的评判标准。不使用主网作为DA方案的无法被称之为Rollup。这涉及到最终的安全承诺。如果L2/Rollup主动放弃L1的安全保障,那么自然就该被剔除出去。由于BTC的独立机制,因此需要额外的补充设计。
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乐观验证和ZK混合使用成为主流。指的是Rollup上的交易最终由主网进行确认。欺诈证明使用乐观机制,即先确认,后排障,时间满,即生效。在证明生成上,可以使用ZK来大幅压缩数据。这一点在BTC Rollup上尤为重要。原因无他,比特币空间过于昂贵。
铭文机制可在交易机制上发挥更大作用。在ETH Rollup上,欺诈证明一旦被挑战,并被以太坊所接受,主网会罚没提交者的质押资产。但是在BTC Rollup上,这种罚没必须在链外进行。因为比特币的脚本一旦被写入,则无法再次被更改。只能通过继续在新区块写入信息的形式完成更新,即只能Update,无法Overwrite。
索引器网络实际上要承担交易更新的重任。必须被去中心化。
最终,我们可以完成整个BTC Rollup的机制设计。可以分为四步走,基本上都会沿着xBTC--->质押--->计算---->DA四步去搭建技术架构。这里的难点主要在于质押系统和映射资产的设计原则,以及链上计算的隐私问题和最终的DA设计。
此外,遵循项目代币不能和BTC发生冲突的原则。项目代币应该在Rollup之内发挥作用。例如DVT体系的搭建,索引器的去中心化维护,以及生态发展和治理体系上的流转。
大图景:BTC L2横评纵论
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如果以我划定的Rollup为标准,那么显然诸多项目方案无法被纳入讨论。因此将范围放宽。具备上述特征的都可
被直观评述。
按照四步走的顺序,可以稍微比较一下目前主流的技术方案。需要注意的是,每一步都是环环相扣的,但是会默认前提已经存在不再赘述。例如,桥接的下一步是质押,那么在论述质押时就不会再强调桥接的实现方式,依次递进。
从桥接资产出发,ZetaChain和Zeus Network最符合标准。分别沟通比特币和EVM生态以及Solana生态。在具体实现上,二者略微有所区别。
ZetaChain创造了和ERC-20类似的ZRC-20标准。BTC可以1:1映射发行zBTC代币。同时,为突出全链Omni概念,zBTC实际上存在内部兑换机制,不会实际传输到目标链之上,由此将zBTC变为所谓的全链资产。不过这种映射资产需要很强的机制设计。ZetaChian通过使用观察者(observers)和签署者(signers)来监控比特币链上的交易和事件,并在ZetaChain上达成共识,从而实现与比特币等非智能合约区块链的交互。
理论上而言,ZetaChain是全链跨链桥,不止于能沟通比特币和EVM生态。但是这里的重点是说明比特币等非智能合约公链如何接入EVM的过程。可以发现,ZetaChain不仅是消息桥,同时也是资产桥。
而Zeus Network则强调自身是通信层而非跨链桥。在其机制设计上,它提供了一个标准化的接口,使得不同的区块链可以通过这个接口进行信息和价值的交换。
例如可以将BTC锁定在一个特定的比特币地址上,并在Solana上释放等值资产。而需要实际转移BTC,并且在Solana进行智能合约操作,可以改变比特币网络上的行为。
可以发现,这更像是一种文字游戏的感觉。理论上确实不需要在两条链之间转移资产,但实际上你也无法真的将BTC转移至Solana网络上。桥接资产或信息,本质上都需要引入第三方来相互调用和通信,区别只在于介入程度的深浅。
当资产桥接之后,会出现质押体系。质押的意义在于模仿ETH网络的安全承诺。例如Stake、LSDFI、Restake和LRTFi等四类机制,其根本逻辑都在于质押确保主网安全,发行等效凭证参与DeFi赚取收益,区别在于“套娃”程度的不同。
在比特币的实践中,Merlin Chain是质押系统的代表。BounceBit是LRTfi的代表,但是核心都在于吸引用户将资产留存在自身体系之内。并不是单纯的存币生息,而是希望在保存安全性的同时,尽力扩展生态的边界,可用性时代逐步到来。
Merlin Chain在暴力拉盘之外,机制上致力于生态发展。基于L1 BTC多签和L2智能合约体系,进而搭建出L2上的使用场景,例如Merlin Swap、Merlin Starter等众多生态,是目前的Layer 2中最会搞事情的。其和ETH L2 ZKFair师出同门,都是Lumoz的产品。其和Cobo合作搭建L2资管体系,目前TVL 36亿美元,基本上是最高的一档。
而BounceBit更进一步,或者说更退一步
进步处在于 BounceBit 基于交易所去生产再质押资产,用户直接在币安存入 BTC 并在 BNB Chain 兑换为包裹资产,并可参与 CeFi 和 DeFi 的交易活动,进一步而言,使用托管技术,BounceBit 可在保管比特币的同时发行 LRTfi 资产,进而搭建的 EVM 兼容体系可对接链上世界。
在整个网络运作中,CEX 和托管是运作的基础,而 BounceBit 的独特之处在于将锁定后的 BTC 再次流动性发行,投入资产增值的逻辑中,目前 TVL 7 亿美元,并且可将 BTC 或者自身代币存入质押网络,整体思路是运用更多中心化措施来降低 BTC 运转的风险。
更退一步在于这是 WBTC 的略微改进版本,甚至未经长期运行,其安全程度未必比得过 WBTC 的老字号。
接下来是链上计算环节,这里要解决两个问题,一个是排序器和排序器的去中心化,第二是兼容性和计算效率问题。
排序器的中心化是 ETH L2 上的痼疾,究其根本,使用中心化的排序器可以极大提高 L2 的运作效率,并可相当程度上防止 MEV 攻击,同时也有助于提升用户的交易体验,在这些好处之外,就是严重的中心化问题,会导致项目方成为事实上的运作实体。
在兼容性上,EVM 或者 SVM 的兼容性容易解决,但是 L2 之间的跨链则会更为复杂,而计算效率则需要大规模引入并行或并发等手段,目前没有特别明显的实践项目。
另外是链上计算的隐私保护,目前虽然有使用 ZK-Rollup 的方案,但是主要是用于压缩数据,更多发生在 DA 的数据发布上,专门针对计算过程的隐私保护方案还没有很明显的项目。
最后是 DA 的数据发布方式,这个需要和 ZK 机制结合来论述,和 ETH L2 不同,BTC L2 使用 ZK 主要是压缩数据,比如 Bitlayer 即是如此。
Bitlayer 在执行上使用乐观验证机制降低复杂度,使用 ZK 压缩数据,并通过类似铭文的形势写入数据。具体而言是假设交易批次默认有效,除非有证据证明其无效。这样,交易可以在链下快速处理,并通过压缩格式提交到比特币网络,减少数据负载和成本。如果发现欺诈行为,参与者可以发起挑战,触发状态回滚和惩罚恶意行为者,确保系统安全。
但是如何基于比特币去建构状态回滚可能并没有那么简单,仍需要长期探索。
结语
从比特币扩容方案出发,尝试去勾勒比特币版的以 Rollup 为中心该长什么样,核心在于确保 BTC 的价值和安全性能迁移至 Rollup 之上,并且需要和现有的包裹资产方案区别开,在具体实现上,基于桥接资产和质押体系的方案成为共同选择,但是在如何确保去中心化和发挥 BTC、主网代币的作用上,仍然处于模糊地带。
但是 Rollup 为中心路线目前仍然是最完备的,相较于基于 UTXO 机制或者客户端验证方案都更为成熟,在中间的链上环节上,隐私计算和排序器去中心化是两个要点,在最终的 DA 上,铭文已经提供了较为成熟的借鉴思路,唯一的难点是成本问题。