一文盤點五類比特幣擴容方案優缺點

2023-10-28 16:10:26

從近期的加密社區討論動向和新項目發布情況來看，比特幣擴容賽道似乎已經走在了成為下一個主流敘事的路途上。由於比特幣一層暫不支持智能合約，並且以 BCH、BSV 為代表的大區塊路线曾被否定，比特幣擴容生態如今幾乎全部由側鏈或 Layer 2 類方案主導，但也不乏主網升級或單向轉移等新擴容模式的競爭。

本文將比特幣擴容技術總結為五大分類： 側鏈、銘文腳本、Taproot 協議、主網升級和單向轉移 。

在更為底層的技術內核和經濟模型方面來看，相同類別的擴容技術都具備類似的優點，也面臨大體相同的根本性制約。通過從多個維度對比這些新老擴容方案的優缺點，力圖描繪出一張比特幣擴容生態全景圖和賽道方向優缺點的指引手冊。

側鏈

比特幣擴容需求並不是現在才第一次被發現和關注，早在 2013 年 12 月，比特幣社區就提出了側鏈的概念，可以將 BTC 從主鏈轉移到其他獨立开發的區塊鏈上進行流通，並可返回主鏈。

側鏈方案以 Blockstream 的 Liquid 、 Stacks 和 RootStock 為代表，它們在激勵機制方面有所區別。例如 Stacks 的主網代幣 STX 可以質押後獲得以 BTC 支付的交易費用， Rootstock 則採用跟比特幣主網“合並挖礦”的方式意圖取得比特幣礦工的支持。

優點：

1. 擴容能力強： 由於是單獨开發運行的另一條區塊鏈，則可以突破比特幣自身的技術框架限制，採用更加前衛的區塊鏈技術。一般來說，就是在側鏈加上圖靈完備的智能合約功能，以期待像以太坊一樣迎來應用生態爆發

2. 副作用低： 幾乎不會對比特幣主網產生負面影響，只是增加了一些與特定地址進行代幣交易的“跨鏈轉账”。

缺點：

1. BTC 中心化管理問題： 通常與其它區塊鏈間跨鏈橋的管理機制一樣，盡管其描繪的運營機制不同，但本質上都是由多個實體控制的多籤地址統一保管這些掛鉤到側鏈的比特幣。我們無法 100% 假定這些管理者在某種壓力下不會妥協或串通，甚至不能確保這些宣稱“分散的節點”背後不是由同一個實體在控制。

2. 團隊控制： 團隊控制權限大，主網初始去中心化程度嚴重不足

3. 分流主網費用： 分流比特幣主網的手續費，減少礦工激勵，可能造成潛在的账本安全風險

事實上，從側鏈概念被首次提出，距離現在已經過去了幾乎十年，其仍然沒能成為公認成功的比特幣擴容機制的原因，主要就是上文所述的中心化問題。

腳本銘文

以 Omni Layer、 Ordinals 、BRC-20、Runes 為代表，特點是直接在比特幣交易的輸出腳本內添加某種描述性數據，用於表述資產的發行或轉移。

通常是用 OP_RETURN 操作碼來實現的，帶有該操作碼的輸出會被普通的比特幣節點無視，但可以被能夠感知這些代幣協議的自定義節點解釋，這些節點會實施特定代幣協議的驗證規則，在比特幣主鏈以外來單獨處理資產發行或轉账等相關事項。

這種被稱為“染色”或“銘文”的區塊鏈數據刻錄方案，其實是受到比特幣 UTXO 交易結構制約的結果，而並不是一種經過成熟設計的技術創新，或者說只是一種補丁。

優點：

1. 足夠簡單： 多為 JSON 等直觀數據格式，一定程度人類可讀。更簡單的協議也能更快的开發出周邊工具和生態，這也是為什么 Ordinals 協議能夠快速火爆的重要原因。

2. 鏈上數據可用性： 基本將所有元數據都保存在比特幣鏈上，鏈下只需要進行協議表徵數據的解釋即可。

缺點：

1. 佔用鏈上空間： 造成全節點運行負擔從而影響比特幣主網去中心化。一些項目的火爆往往還會帶來主網擁堵。

2. 資產碎片化問題： 由於每一個 NFT 都用一個聰來表示，將影響 BTC 的可互換性，並形成非常多的“粉塵 BTC”。

3. 擴容能力非常有限： 基本只限於資產發行，無法承載更多的 DeFi 需求。

4. 安全性弱： 銘文只是一段對於比特幣來說無意義的特定格式文本，完全依賴鏈外共識來運轉。而去中心化的區塊鏈之所以具備足夠的安全性，是因為相關規則都在鏈上來執行和驗證。

Taproot 協議

Taproot 是一種比特幣解鎖腳本的壓縮、隱藏和結構化技術，能在數據量不變的情況下支持更加復雜的腳本邏輯。

以 Lightning Labs 剛剛發布的 Taproot Assets 為代表，是一個可與閃電網絡直接集成的比特幣元協議，支持 FT 和 NFT。特點是不使用比特幣作為完整的數據可用層。用戶默認自己存儲數據，或者使用鏈外數據存儲服務。

近日 ZeroSync 开發者 Robin Linus 發布新的比特幣提案 BitVM ，可以被視為一種增強版的閃電網絡。比特幣合約的“邏輯”將在鏈外執行，但驗證將在主網上進行。BitVM 的架構基於欺詐證明和挑战響應模型，其中“證明者”可以提出主張，“驗證者”可以執行欺詐證明，以在提出虛假主張時懲罰證明者。

另外，經過多次重構和演變的 RGB 協議的最新版本也可以與 Taproot 和閃電網絡進行兼容。

優點：

1. 協議原生： 與比特幣原生協議 Taproot 進行兼容，技術基礎安全性強，市場接受度更高。多個協議之間公用同一套基礎設施，潛在可組合性強。

2. 去中心化程度高： 協議开放性強，不必擔憂資金受任何創始團隊的控制。

3. 副作用低： 基本都將計算或博弈操作放置在鏈外進行，比特幣主網只負責最終的匯總或仲裁，且不用披露全部的腳本邏輯。只需要給出生效的那部分數據，避免了比如以太坊將所有代碼和調用都包含在鏈上從而導致的“狀態爆炸”問題。

缺點：

1. 擴容性差： 多數僅支持簡單場景內的基礎功能，比如哈希鎖、時間鎖和多重籤名。例如 BitVM 模型的一個主要限制是它僅適用於兩方互相博弈的情況，一個扮演證明正確執行的角色，另一個扮演驗證正確執行的角色。

2. 交互麻煩： 需要首先鎖定資金作為懲罰標的，然後構建出多個腳本路徑並生成 UTXO 交易。BitVM 還要求在合作情況下所有參與方始終保持參與。

3. 數據冗余： 例如 RGB 協議的“客戶端驗證”模式需要用戶保留相關代幣的所有歷史交易記錄，並在轉账時一並發送給代幣接收者。

4. 協議復雜： 如果要支持像以太坊一樣的可編程性，將受制於 UTXO 結構的限制，導致技術實現非常復雜，超出多數人能夠快速掌握的程度，相關工具生態的开發更加困難和稀少，從而嚴重影響市場採用。

主網升級

以 LayerTwoLabs 為代表，發布了 BIP-300 和 BIP-301 比特幣改進提案，意圖通過添加新的腳本操作碼，用於讓比特幣協議原生支持某種 Rollup 擴容技術。

不得不說，試圖推動整個比特幣主網技術的升級，哪怕是很小的一方面，也可能是最為“硬核”的做法。因為這意味着直接指出比特幣存在的某些缺陷，承認當下的比特幣並不是最後、最完美的解決方案。

優點：

1. 原生協議： 直接對比特幣核心層進行迭代升級，支持 Rollup 類擴容，在數據可用性、安全性等方面更優。

2. 工具、生態體系成長更迅速： 一旦主網升級成功，將獲得相比其他方案更聚焦的關注度，社區能更加信任地集中力量搭建各類供給和基礎設施。

缺點：

1. 實施難度極大： 目前來看甚至幾乎不可能。由某個創業團隊來說服整個比特幣社區內的機構、礦工、礦池、开發組、KOL、用戶和 ETF 申請方等等而獲得他們的一致支持，平衡所有人的利益，是一項過於艱巨的工作。

2. 技術風險顧慮： 直接升級比特幣的方案對擴容技術的優質、成熟程度，存在比其他方案高得多的要求，更無法容忍任何潛在錯誤，這會導致大家對待協議層的升級更加審慎，進一步增大實施難度。

單向轉移

以 Hacash 提出的 BTC One -Way Transfer 為代表，可以認為是一種將側鏈提升為在各個方面都超過比特幣主鏈的“繼承鏈”或者“並行鏈”技術。Hacash 不僅迭代擴容技術，還宣稱將對比特幣貨幣屬性進行升級。

某種意義上，這要比直接升級比特幣的 BIP 類方案更加驚世駭俗：不僅僅覺得比特幣有缺陷，而且還要完全拋棄掉比特幣現有主網，將 BTC 的價值與技術進行剝離，用另一套全新开發的區塊鏈技術體系去承接原有 BTC 的價值。

舉個不太恰當的例子，單向轉移就像是將人的靈魂從原來的軀殼內抽離出來，注入到另一個身體裏並復活過來，靈魂就是 BTC 的價值，軀體就是比特幣主網技術。

優點：

1. 技術成熟： 幾乎是一勞永逸地解決了比特幣的各類技術遺留問題，支持一層 defi、二層大規模支付，和多層多鏈擴容模型，架構設計更加成熟。

2. 真實的去中心化： 不存在通常側鏈技術的 BTC 中心化管理問題，且新鏈的各方面去中心化程度不論在技術還是經濟模型層面都不弱於比特幣。

3. 按需升級： 無需取得全體社區一致支持，可由每個比特幣持有者自身獨立決定是否升級（進行轉移）。

缺點：

1. 方案另類： 不可回退的 BTC“單向轉移”模式太過另類，挑战大家現有的的核心共識和價值判斷，需要更多資料和證明。

2. 升級體系過於復雜: 包含多個層次的擴容協議和貨幣屬性的升級優化，還涉及到貨幣經濟學理論，理解困難。

一個生態的繁榮，必定是各種路徑都得到充分討論和普遍嘗試，並最終角逐出優質的、符合行業發展本質邏輯的解決方案。現在就去預測這些項目的成功或失敗還為時過早，但無論如何，我們似乎已經看到了一個稍許模糊的未來： 比特幣王者歸來並重新佔據舞臺的中心，而且，再一次將去中心化、去信任化的偉大加密精神在世界點亮 。