Taproot VS Drivechain :比特币扩容的不同探索
2021年11月,比特币进行了2017年后至今为止唯一一次代码升级:Taproot 升级。这次升级如同生石灰洒入平静的湖泊,慢慢的加热整片湖水,引起热气不断冒泡。
Bitcoin 前7年 16次软升级、Bitcoin 后7年 仅2次软升级;SegWit 软分叉升级花了20个月、Taproot 软分叉升级花了46个月。
2023年,比特币生态一反常态的活跃,相关创新如雨后春笋般遍地冒尖,从3月份的Ordinals协议,到9月份整个比特币社区都在讨论Drivechain ,10月份集中出现的BitVM、Taproot Asset等,比特币生态似乎聚集着重回舞台中央的能量,也彰示着加密货币之王的强大吸引力和作为开源软件的可能性。
近期主要的比特币生态
1、Ordinals
Ordinals是利用隔离见证升级,将图片、文字、音视频,甚至是代码等数据,只要大小在 4MB 以下,写入比特币交易的隔离见证区当中,并通过一个编号、索引器来区别、追踪每一个比特币聪,从而实现在比特币主网发行、交易NFT资产,随后又出现了基于Ordinals的BRC20 token。在今年4月,基于Ordinals的NFT和BRC20 Token炒作达到了顶峰,吸引了整个加密圈的关注。
2、Babylon
Babylon旨在将比特币安全性带至 PoS 网络和 DApp ,支持比特币持有者通过质押比特币,以提高 PoS 链和 DApp 的安全性并帮助用户获得收益。
Babylon 的比特币质押协议通过密码学技术,将比特币质押者攻击 PoS 网络共识的行为,转换为将其在比特币网络质押的比特币全部或部分罚没。并且该罚没只会在攻击确实产生时触发,保证了诚实质押者资产的绝对安全,如此一来,就可以在不需要比特币跨链的情况下,使得比特币成为和 PoS 原生代币一样的质押资产。
其中的核心技术叫做「可提取的一次性签名」(EOTS, extractable one-time signature)技术,当使用该技术时,同一秘钥只能签一次名。如果签名两次,则该秘钥可以被解码。该技术底层签名算法基于比特币原生签名算法,所以受现有比特币网络支持。
3、BitVM
不久之前由Zerosync团队Robin linus刚刚发布的构想,被描述为“不需要改变现有比特币共识,甚至不需要任何升级,在比特币上实现任何计算”,白皮书中表述,这通过Op-Rollup、欺诈证明和Taproot Leaf 和 Bitcoin Script来实现。
据加密分析师 @tmel0211 的看法,BitVM提案的核心点是,通过taproot地址矩阵或者说taptree实现了类似二进制电路的各类程序指令,组合起来就相当于完整的合约执行了。最小单元指令确实由比特币全节点完成,而且无限叠加taproot地址,无限组合的可能性可以叠加很多复杂计算。某种程度上,说它为图灵完备机不为过。但无限叠加taproot地址只会增加成本消耗,理论上是可以图灵完备实现一切,但却不切实际。
目前,BitVM依然处于讨论阶段。
4、Taproot Asset
日前刚刚由Lightning Labs团队发布,Taproot Assets是一个基于比特币区块链的新协议,它利用了比特币最新的升级—Taproot,以实现更高的隐私和可扩展性,为开发者在比特币区块链上发行、发送、接收和发现资产提供了核心功能。这些资产可以被存入Lightning网络的通道中,并可以通过现有的Lightning网络进行转移。
Taproot assets完全基于 UTXO,在Taproot地址的Script脚本中写入“简单的代码”,把它当成UTXO花费条件指令来执行。在Taproot Assets的资产发行场景内,可以把这串简单的操作码指定为Token发行总量、发行时间,发行对象等规则,可接入一组多签地址来联合触发该操作码。
不难发现,这些生态出现的重要基础是Segwit与Taproot升级。
Segwit 与Taproot升级
Taproot是比特币网络的一次升级,于2021年11月14日上线。自SegWit问世以来,Taproot与Schnorr签名一直是备受期待的比特币技术升级。
Taproot升级由3项不同的比特币改进提案(BIP340、BIP341、BIP342)组成,其中包括:Taproot、Tapscript及其核心,即名为“Schnorr签名”的全新数字签名方案。Taproot旨在改变比特币脚本的运作方式,提升私密性、可扩展性与安全性,为比特币用户带来诸多好处,例如提升交易私密性和降低交易费用。还将让比特币执行更多复杂的交易,从而拓宽用例,与以太坊一较高下,尤其是智能合约功能和网络对去中心化金融(DeFi)和非同质化代币(NFT)的支持。
某种程度上,结合此前的Segwit升级,Taproot升级开启了比特币实现更复杂合约的大门。
Segwit是2017年的一个更新,通过增加一个可以支持任意数据的 "见证数据(witness data)" 部分,有效地将比特币交易隔离成两个部分。
非SegWit区块和SegWit区块的结构比较图
在技术上,SegWit的实施意味着交易不再需要包括见证数据(不会占用比特币原本为区块安排的 1MB 空间)。取而代之的是,在一个区块的末尾,为见证数据创建了一个额外独立的空间。它支持任意的数据转账,并有一个折扣的 "区块重量",巧妙地将大量的数据保持在比特币的区块大小限制内,以避免硬分叉的需要。
隔离见证(SegWit)的实施给比特币网络带来了两个重大变化:
Segwit & Taproot VS Drivechain
简单而言Segwit与Taproot是通过对区块数据、签名方式的改变,让UTXO或者区块当中可以写入更多样的数据,然后通过链下的一些操作,实现特定的功能,一定程度上增强了比特币网络实现更复杂合约的能力。
但不可否认的基础事实是,比特币的能力受到其底层Script的限制,同时加上区块大小、出块时间因素,扩容潜力非常有限。
在Ordinals火爆期间我们已经看到了这个问题,大量的BRC20交易使比特币网络拥堵不堪,交易手续费飙升至数百美金一笔,引起了社区的不满。
而BitVM憧憬的比特币图灵完备,应用单个taproot地址的脚本实施最小编程单位,不能超出比特币的执行逻辑框架比如hashlock、timelock这些,不能超出限定的存储条件,这个基础上要实现复杂合约需要组合大量地址进行taptree构建,要花费的成本也越大,而且慢。
与Taproot这些链上扩容方案相比,Drivechain 的分层、“链下扩容”方案,有更大的可能性,并且更低廉的花费。
同样不触及比特币的共识机制,Drivechain 只需要在区块中添加BIP300中设计的6种新的区块消息,使用算力托管地址,辅以BIP-301的盲合并挖矿方案,就可以低成本的实现比特币大面积的侧链扩容,侧链拥有比特币主网的安全性,和非常自由设计的高可拓展性。 在理论上,Drivechain 带来的可能性是无限的。
逻辑上来说,Taproot Asset也是相同的思路,资产在比特币主网,但交易在闪电网络中。而实际上,他们都可以使用Drivechain 来实现,成为Drivechain 架构里的侧链,能够实现交易、转账之外更多的功能。Layer 2 Labs团队自身,就已经在推动7条Drivechain 侧链的建设,RSK等侧链也有意在Drivechain 激活之后转入Drivechain 体系。
Blockstream创始人、POW共识发明者Adam Back曾在Layer 2 Labs的推特Space中这么说到:“如果能够在1层引入一些新的功能和扩展性,那么比特币可以在某种程度上实现固化,同时在2层上继续进行创新。比特币需要可扩展性和模块化,以便更快地创新和采纳新功能。像闪电网络这样的技术已经有所帮助,但在解决可扩展性和用户需求方面还有更多工作可以做,需要技术解决方案来为用户提供更好的选择,比如在侧链或驱动链上访问真实的UTXO。他们认识到比特币的采用可能会迅速增长,技术需要跟上以适应增加的需求,非常期待Drivechain 的表现。”
从Adam Back的角度看,Taproot是比特币在一层的新功能和拓展,Drivechain 则是2层创新的方式。BIP300 由Bitcoin核心开发者Luke-jr 正式提交 PR
比特币是安全第一的加密货币,也是可编程的软件应用程序。 BTC社区的探索有韧性,在多年的创新停滞之后,仅仅是开放了些许区块空间和并支持更多数据类型
,就带来了社区的跃跃欲试和市场的高度关注,可以预见在拥有更大潜力空间之后,比特币会以怎样的规模席卷世界。
作为比特币的拥簇,Layer 2 Labs非常期待这一天的到来,热切希望与比特币生态的开发者们通力合作,实现比特币的大规模采用。
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