《中文》ABCDE:比特幣的樂高之路:加密貨幣巨頭的模塊化轉型

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ABCDE
07-21
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*致謝:感謝Chakra、UTXO Stack、Nubit 和 Yala的優秀團隊,感謝他們出色的合作寫作努力和專業見解。你們的專業知識和支持非常寶貴。感謝你們讓這篇文章得以實現!

在區塊鏈技術的演進過程中,比特幣的模塊化路徑似乎比以太坊更具有必然性,這是多種因素巧妙相互作用的結果。作為區塊鏈領域的先驅,比特幣面臨著與生俱來的可擴展性挑戰。隨著用戶群的爆發式增長和應用場景的不斷拓展(例如Ordinals的興起),網絡擁堵和交易費用過高的問題日益凸顯,成為一道亟待跨越的鴻溝。

比特幣的核心設計理念是作為簡單、安全的價值存儲和轉移系統,這為模塊化提供了絕佳的舞臺。這種方式可以在不觸及底層協議的情況下優雅地擴展功能,堪稱完美的解決方案。

比特幣社區對於維護主鏈穩定性和安全性的不懈追求,以及其他區塊鏈平臺快速技術革新的壓力,無疑推動了模塊化的必要性。更值得注意的是,作為市值最高的加密貨幣,比特幣所蘊含的巨大經濟價值成為開發者探索模塊化解決方案的強大催化劑,激勵他們不斷拓展比特幣的功能邊界和應用領域。

模塊化方案的巧妙之處在於,既能保持比特幣網絡的高安全性,又能巧妙地在第二層或側鏈上開闢創新空間。這一策略不僅符合比特幣社區的價值觀,也為比特幣開啟了功能豐富和性能提升的新篇章,同時維護了其核心價值主張。

Chakra:新的BTC結算層

1.為什麼需要獨立的結算層?

可擴展性:比特幣主鏈的交易處理能力有限,如果所有 Layer 2 交易都直接在主鏈上結算,將導致網絡擁堵。獨立結算層通過批量處理大量交易,只將最終結果提交給主鏈,有效解決了這一問題,顯著提升了整體吞吐量。

創新性:獨立的結算層也為開發者提供了廣闊的創新空間。通過克服比特幣腳本語言的限制,它允許開發者在不直接影響比特幣鏈的情況下嘗試各種新穎的擴展解決方案。這種靈活性使得功能擴展無需硬分叉,確保網絡穩定性和兼容性。

2. 與以太坊的Dymension的比較

以太坊生態系統中的 Dymension 是一個很好的參考示例。它提供了一個支持 Rollup 即服務 (RaaS) 的獨立鏈。基於 Dymension 構建的 Rollup 本質上是使用Cosmos SDK 開發的鏈,但最終的確認過程外包給了 Dymension。此外,Dymension 修改了 IBC 協議,將中繼器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著獨特的挑戰,尤其是在零知識 (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 這樣的創新解決方案也難以完全解決這個問題。雖然 BitVM 理論上支持 ZK 驗證(正如 Citrea 項目所展示的那樣),但它在交易處理速度 (TPS) 和其他關鍵服務的實現方面仍然面臨重大限制,例如跨鏈橋接和統一流動性。

ZK 結算及附加服務:

ZK結算的核心在於要求rollup在狀態更新的同時向鏈提交相應的證明,提供RaaS服務的鏈必須支持zk Rollup框架。結算層的重要性還體現在其附加的服務上,比如Rollup A到Rollup B的跨鏈交易需要經過結算層,避免了P2P網絡常見的同種Token跨鏈不一致問題,此外,結算層內統一的流動性池可以實現集中交易,並捕獲所有交易費用。

深度協作和激勵:值得注意的是,Dymension 等平臺鼓勵深度協作項目在其網絡上啟動彙總,並可能為每次上線的Rollup向質押者空投代幣。這一策略將平臺的代幣變成了“金鏟子”,激勵用戶積極參與質押和生態系統開發。

總結:結算層的概念及其在解決可擴展性、互操作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見解和方向。

3、Chakra是基於PoS共識機制的高性能BTC結算層。

脈輪 區塊鏈由基礎共識層、結算共識層、執行層三層組成,其設計和實現旨在提高吞吐量、降低延遲、增強安全性、靈活性和可擴展性。

基礎共識層是Chakra Chain的The Block共識,是上層服務的基礎,採用PoS共識,區塊生成由可驗證隨機函數(VRF)提出,並根據投票權重最高的鏈進行最終確定。

結算共識層專門處理不同鏈之間的結算事件,重用 Chakra PoS 共識驗證器集與底層通信。這種輕量級共識實現了極低的延遲。驗證器監聽結算請求事件,廣播簽名確認,並在收集到足夠的簽名後生成法定人數證書 (QC)。然後,他們將結算消息和 QC 發送到 Babylon 網絡進行最終確認。Babylon 上質押的BTC為 Chakra 的結算共識提供了額外的共享安全性,確保了結算服務的安全。

執行層採用Chakra自主設計的Substrate BlockSTM,通過多種優化提升性能,處理頻繁的狀態轉換結算請求。通過樂觀並行化、覆蓋變更集、批量提交、全局密鑰、MVMemory等技術,Chakra在多線程環境下可大幅提升交易處理速度,達到5000TPS以上,在高配置計算環境下可達10萬TPS,滿足當前主流BTC Layer 2解決方案的結算需求。

Nubit:BTC 的數據可用性層

我們不會在這裡深入探討BTC為什麼需要 DA;相反,我們將重點關注BTC為什麼需要新的 DA(換句話說,為什麼像 Celestia 這樣的 DA 解決方案目前無法滿足 BTC 的需求)。

Nubit 在比特幣經濟安全性的基礎上構建了高可擴展、高安全性的數據可用性層。Nubit 團隊成員均來自加州大學聖芭芭拉分校的教授和博士生,具有卓越的學術聲譽和全球影響力,不僅精通學術研究,還擁有豐富的區塊鏈工程實施經驗。

1. 原生比特幣集成:

Nubit 的設計充分考慮了與比特幣網絡的兼容性和集成性。這種原生集成使 Nubit 能夠直接與比特幣的 UTXO 模型、腳本系統和共識機制進行交互,從而提供無縫的用戶體驗和更高的安全性。相比之下,Celestia 作為通用數據可用性層,可以為多個區塊鏈提供服務,但無法提供這種級別的比特幣特定集成。

2. 原生比特幣質押:

Nubit 引入了一種創新機制,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持有者可以直接質押其比特幣,參與網絡安全維護並獲得相應的獎勵。這不僅增強了網絡的經濟安全性,還保持了 BTC 的流動性和價值。相比之下,Celestia 的質押機制基於其原生代幣,無法直接利用比特幣的經濟價值和網絡效應。

3.比特幣錨定:

Nubit 通過在比特幣主網上定期記錄自己的區塊哈希和驗證器集投票信息,實現與比特幣主網的緊密錨定。這種方法提供了額外的安全保障,並顯著縮短了資產解綁時間(從傳統的幾周縮短到不到 4 小時)。這種直接的比特幣錨定機制增強了 Nubit 網絡的可信度,併為用戶提供了更大的靈活性。而作為獨立區塊鏈的 Celestia 無法提供這種與比特幣主網的直接錨定。

4.關注比特幣生態系統:

Nubit 針對比特幣生態中的獨特需求和應用進行了專門的設計和優化,例如對Ordinals (比特幣上的 NFT 協議)和 BRC-20(比特幣上的代幣標準)提供了優化支持。團隊與 domo(BRC20 的創建者)合作撰寫了關於模塊化索引器的論文,將 DA 層設計融入比特幣元協議索引器結構,參與行業標準的建立和制定。

5.比特幣級別的PoS共識機制和DA保障:

Nubit 探索了 SNARK 支持的高效簽名聚合共識,將 PBFT 與 zkSNARK 技術相結合,大幅降低了驗證者之間驗證簽名的通信複雜度,無需訪問整個數據集即可驗證交易的正確性,實現超大規模共識驗證者集,實現比特幣級別的去中心化。Nubit 的數據可用性採樣 (DAS) 是通過對區塊數據的一小部分進行多輪隨機採樣來實現的。每輪成功都會增加數據完全可用的可能性。一旦達到預定的置信度,The Block數據即被視為可訪問。相比之下,Celestia 採用的是傳統的 Tendermint 共識算法,只能支持 100 個質押驗證者的規模。

Nubit生態系統整合進展:

目前已實現與 Merlin、Manta、Rooch Network 等 Layer2 數據可用性解決方案的集成。基於 Nubit 構建的模塊化索引器已作為技術標準集成到OKX錢包、 TOMO、Gate 錢包和 Unisat 錢包中,為比特幣生態系統中的數百萬用戶提供安全且無需信任的索引服務。Nubit 還與 Succinct 合作,使任何生態系統都可以在鏈上部署 zk-light 客戶端,從而允許生態系統應用程序/L2/L3 通過 Nubit 訪問由比特幣保護的數據可用性層。

Nubit通過創新的共識算法和協議機制,構建了第一個由比特幣保障的數據可用性層,為比特幣生態和多鏈生態中的應用和基礎設施提供可擴展的數據服務,突破比特幣自身的數據吞吐量瓶頸,為開發者打開無限可能。

UTXO 堆棧:創建基於 UTXO 的比特幣第 2 層

UTXO Stack 正在將比特幣核心 UTXO 模型擴展為 Layer 2 解決方案,類似於OP Stack 和Arbitrum Orbit 為以太坊開發者提供工具來創建自己的 Layer 2 rollup,大大降低了開發Threshold。UTXO Stack 提供一鍵式鏈部署工具,幫助開發者以低成本基於 UTXO 模型創建原生的、同構的比特幣 Layer 2 解決方案。

這一發展的一個關鍵組成部分是比特幣第 1 層資產發行協議 RGB++。RGB++ 通過同構綁定將比特幣 UTXO 映射到圖靈完備 UTXO 鏈的 eUTXO(支持智能合約的擴展 UTXO),並在兩條鏈上使用腳本約束來驗證狀態計算和所有權變更的有效性。這種圖靈完備 UTXO 鏈稱為 RGB++ 鏈,可以是像 Nervos CKB或Cardano這樣的滿足必要條件的鏈。同構綁定意味著比特幣 UTXO 和 RGB++ 鏈上的 eUTXO 是相互綁定的——eUTXO 的解鎖條件被設置為相應的 UTXO。因此,一旦 UTXO 被花費,相應的 eUTXO 也會轉移。使用 RGB++ 協議發行的資產在 RGB++ 鏈上進行解釋,而所有權仍然綁定在比特幣 UTXO 上。

RGB++ 帶來的一個前所未有的功能是無需跨鏈橋接的跨鏈,即 Leap。當 eUTXO 的解鎖條件是比特幣 UTXO 時,解釋後的 RGB++ 資產的所有權在比特幣鏈上;如果我們在 RGB++ 鏈上創建交易,將 eUTXO 的解鎖條件更改為LitecoinUTXO,則 RGB++ 資產的所有權將跳轉到Litecoin鏈。這使得從比特幣到Litecoin的跨鏈轉移無需任何跨鏈橋接。整個過程完全去中心化,無需跨鏈橋接或信任假設。通過 Leap,通過 RGB++ 在比特幣第 1 層發行的資產可以無縫過渡到第 2 層。

在此技術基礎上,UTXO Stack 可以一鍵創建基於 UTXO 模型和 PoS 機制的比特幣第二層,稱為 Branch Chain。Branch Chain 具有以下優勢:

- 高TPS和低交易費用:利用UTXO模型和PoS機制獨特的並行處理能力。

-利用 RGB++ 的資產協議:RGB++ 資產可以在任何 UTXO 鏈(包括但不限於比特幣、 CKB、Litecoin和各種支鏈)之間自由轉換,而無需跨鏈橋。

- 重用 CKB 的智能合約堆棧:在比特幣第 2 層實現圖靈完備性。

- 重複使用BTC錢包:兼容 JoyID、UniSat、 OKX Wallet 和 Gate Wallet 等錢包。

- 安全性:通過BTC/ CKB質押、DA 層和強制退出機制確保安全性。

UTXO Stack 有助於創建高性能、可編程的比特幣第 2 層解決方案,強調比特幣的原生性和與 UTXO 模型的同構性,為比特幣擴展提供新的範式。

Yala:以模塊化架構重新定義BTC DeFi的未來

比特幣的 DeFi 解決方案面臨諸多挑戰,這主要歸因於比特幣網絡的固有限制和設計理念。現有的 Layer 2 技術(如 rollups 和側鏈)雖然可以實現複雜的應用,但仍然受到比特幣技術限制的制約,難以充分利用其共識和安全機制。此外,這些解決方案在資產安全性、跨鏈互操作性和本機功能支持方面往往存在不足。儘管比特幣持有者數量眾多,但出於安全方面的考慮,許多鯨魚仍不願參與新的比特幣應用。Yala 通過其獨特的設計從根本上解決了比特幣的安全問題,併為比特幣持有者提供了流動性解決方案。

Yala 是原生的BTC DeFi 解決方案,採用模塊化架構,集成了去中心化索引器網絡和預言機。Yala 利用比特幣生態系統中的資產發行能力發行穩定幣 $YU。該穩定幣可以自由參與任何鏈上的 DeFi 活動,從而解鎖BTC資產的可編程性並釋放比特幣的巨大流動性。

Yala 的架構體現了模塊化設計的精髓。它包括應用層、共識和數據可用性層、執行層和結算層。這種模塊化設計使BTC資產能夠進行原生的 DeFi 交易,同時保持比特幣網絡的安全性和共識。

1.應用層: Yala 的應用層定義了狀態變化的邏輯,可以包括 EVM 或其他BTC Layer 2 解決方案中的智能合約。

2.共識與DA層: Yala採用Indexer來維護系統的鏈下狀態和數據可用性,這體現了BTC模塊化中探索的獨立DA層的概念,旨在提高數據處理的效率和可用性。

3.執行層: Yala 的 Vaults 模塊作為狀態變化的執行環境,類似於BTC模塊化中討論的獨立執行層,目的是提高交易處理效率。

4.結算層: Yala 最終將交易結算到BTC主網。

Yala 的架構設計展示瞭如何在比特幣生態系統中模塊化實現 DeFi 功能。它巧妙地利用了比特幣的安全性和去中心化特性,同時通過模塊化設計克服了比特幣在智能合約和可擴展性方面的侷限性。

Yala 的例子也凸顯了模塊化在提升開發效率和系統靈活性方面的優勢。通過提供 SDK 和可定製的模塊,Yala 使開發人員能夠更輕鬆地在比特幣生態系統中構建應用程序,這與BTC模塊化追求的目標一致。

關於 ABCDE

ABCDE 是一家專注於領投頂級加密貨幣創業公司的風投公司,由火幣聯合創始人杜軍和前互聯網及加密貨幣創業者 BMAN 共同創立,兩人均在加密貨幣行業深耕十餘年。ABCDE 的聯合創始人白手起家,在加密貨幣行業打造了價值數十億美元的公司,包括上市公司(1611.HK)、交易所(火幣)、SAAS 公司(ChainUP.com)、媒體(Cointime.com)和開發者平臺(BeWater.xyz)。

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