比特幣Layer2大盤點（上）：側鏈與UTXO+客戶端驗證

2024-04-10 18:04:42

原文作者：Day

去年因為銘文的熱度，導致大家都开始將注意力從以太坊轉移到了比特幣，尤其是機構，开始砸錢布局比特幣生態基礎設施，近期，BEVM、BOB 等比特幣 Layer 2 完成少則數百萬，多則數千萬的融資，再加上近期 Nervos 的 RGB++ 推出以及 Seal 的鑄造，使得做比特幣 Layer 2 的 CKB（CKB，譯公共知識庫，是 Nervos Network 的第 1 層網絡，負責存儲所有交易數據和智能合約）熱度飆升。

今天，我們來了解下比特幣 Layer 2 相關內容。目前市面上的比特幣 Layer 2 較多，我們簡單將其分為四類，分別是比特幣側鏈，UTXO+ 客戶端驗證、Roullp 以及 Taproot Consensus 等四大類，本文分為上下兩部分，今天先介紹前兩類。

01 比特幣 Layer 2 的目標

比特幣作為 crypto 龍頭，拿住比特幣，一輪行情下來，可以跑贏 95% 的資產，但大家依然不滿足現狀，希望賦予比特幣更多的東西。相對於其他公鏈來說，比特幣存在交易速度慢、確認時間長、擁堵時交易手續費貴以及智能合約功能方面較為有限，無法直接構建復雜的應用等問題。

而比特幣 Layer 2 是在比特幣之上構建的額外層級，目的是提高交易速度、降低交易成本和增加可擴展性。它通過在鏈下處理交易和保存中間狀態來實現這些目標。這樣可以加快交易確認速度，減少交易手續費，並提高整個系統的容量和吞吐量。Layer 2 旨在改善比特幣的性能，使其更適用於廣泛的應用。

02 比特幣側鏈

比特幣側鏈是與比特幣主鏈連接的獨立區塊鏈系統，一般是通過雙向跨鏈橋連接到主鏈的獨立區塊鏈。它允許用戶將比特幣鎖定在主鏈上，然後在側鏈上進行交易和操作。

通過側鏈，用戶可以實現更靈活和多樣化的功能，如支持其他加密資產支付、有狀態的智能合約、更快的結算和更高的隱私性。然而，側鏈因為需要一套獨立的驗證節點，需要側鏈自己驗證交易，會面臨着節點過少、中心化、無法繼承比特幣安全性等相關的問題。以下是一些側鏈發代表項目：

Stacks

Stacks 的定位是比特幣的智能合約層，旨在為比特幣系統引入智能合約和 Dapp，通過獨特的 Proof of Transfer（PoX）共識機制將自身與比特幣主鏈相連接。Stacks 允許开發者構建智能合約和 Dapp。在 Stacks 的技術架構中，有核心層和子網可供選擇。核心層具有高度的去中心化程度，但吞吐量較低；而子網則具有較低的去中心化程度，但可以實現更高的吞吐量。

Stacks 使用 Clarity 智能合約語言用於創建 Dapp，進行 Nakamoto 升級來提升網絡性能，Nakamoto 升級允許 Stacks 不僅結算比特幣交易，還可以實現 100% 的比特幣重組阻力，並加快出塊速度。發行以 SBTC 為基礎的穩定幣，增加 DeFi 可組合性。Stacks 旨在實現高度去中心化和可擴展性，並為比特幣系統帶來智能合約功能和 Dapp 的能力。

Stacks 目前生態已經發展 5 年，但大多數項目都反響平平或處於停滯狀態。Stacks 的 Nakamoto 升級已經开發了很長時間，預計月底在主網上推出。而其 Token STX 目前算比特幣 Layer 2 龍頭，市值接近 50 億美金。

RSK（Rootstock）的定位是支持智能合約的比特幣 Layer 2 ，並專注於 DeFi。RSK 沒有原生 Token，引入 RBTC 作為支付交易手續費，目標是成為金融包容性的基石。

RSK 通過合並生產區塊，即比特幣區塊生產者同時开採比特幣和 RSK 區塊，以此來利用比特幣的安全性保護智能合約和交易。它兼容以太坊虛擬機（EVM），开發者可以使用 Solidity 編寫智能合約，並將以太坊的 Dapp 移植到 RSK 上。此外，RSK 還建立了 RIF 網絡，提供各種基礎設施服務，如 DeFi、存儲、域名服務和支付解決方案，以滿足用戶的需求。

目前除了 RIF 外，並無其他生態項目冒頭，而且性能較弱，RSK 在上月啓動第三批次資助計劃，總金額為 250 萬美元。

Liquid Network

Liquid 是 Blockstream 推出的比特幣側鏈和交易結算網絡。它的目標是提供快速結算、強隱私性和數字資產發行等功能，服務的對象為是機構和資產發行方，提供基於比特幣側鏈的資產發行和流通服務，促進更快速的比特幣交易和數字資產 Token 化。Liquid 側重於簡便的協議、安全性和隱私性。Liquid 與上面提到的 RSK 類似之處在於都是依賴於聯盟多重籤名發行錨定 Token，只是去中心化程度有所區別。另外，Liquid 更注重安全性，而 RSK 則更注重可用性。

Liquid 由於面向機構服務的側鏈，所以被認為是聯盟鏈，另外它主要用於資產發行和交易，對智能合約功能也不友好。

Lightning Network

閃電網絡是建立在比特幣網絡之上的擴展解決方案，旨在提高比特幣交易的速度，但是其網絡不支持智能合約。它通過引入第二層支付通道來實現快速、廉價的小額支付。在閃電網絡中，參與者可以打开一個特殊的支付通道，可以在通道內部進行多次交易，而無需將每筆交易都記錄在比特幣區塊鏈上。只有在通道關閉時才會將最終的交易結果提交到比特幣主鏈進行結算。

通過閃電網絡，用戶可以實現幾乎即時的支付，而不必等待比特幣主鏈的確認。這樣可以大大提高交易的速度，並降低交易費用。閃電網絡利用智能合約技術和多重籤名機制，確保參與者之間的交易安全性。

閃電網絡的應用場景包括小額支付和遊戲。為用戶提供了方便、快速、低成本的支付方式，同時也為开發者提供了構建基於閃電網絡的應用程序的平臺。

4 月 3 日，Coinbase 與閃電網絡支付解決方案提供商 Lightspark 合作，為其所有客戶整合比特幣閃電網絡。目前，閃電網絡支付通道中的美元容量近 3.2 億美元。

整體看下來，比特幣側鏈這個賽道的二層，都是一些比較「老」的項目，而且雖然做了很長時間，但實際進展其實差強人意，在技術以及落地等方面，都相對落後一些。

03 UTXO+ 客戶端驗證

UTXO+ 客戶端驗證是一種比特幣 UTXO 账戶模型的擴容方案（UTXO：Unspent Transaction Output ，譯為「未花費的交易輸出」，可以簡單理解為還沒有用掉的收款），它試圖基於比特幣 UTXO 上進行鏈下账本計算，並通過客戶端驗證來確保账本的真實性。這個方案的目標是既保留比特幣原有的特性，又能夠實現二層账本共享和安全性。

但實際上，這個方案的實施非常困難。因為比特幣的設計並不支持復雜的計算，將額外的任務整合到 UTXO 模型中變得非常復雜。這個方案強調了比特幣的原生性，但是可能忽略了可行性和實際操作的難度。

目前，該賽道的項目大多還處於白皮書階段，並無太大進展。以下為代表項目：

RGB 是一個旨在構建基於比特幣 UTXO 模型和閃電網絡的比特幣 Layer 2 解決方案。它的目標是將數據壓縮封裝到比特幣的每個 UTXO 中，並通過客戶端驗證來確保資產安全。

RGB 的設計思路是將鏈外的 RGB 交易與比特幣交易的 UTXO 綁定在一起。它通過將 RGB 交易的證明和資產所有權密封在比特幣的 UTXO 中，將 RGB 的資產所有權和狀態與比特幣的 UTXO 操作和控制相結合。然而，RGB 的开發進展較慢，因為其中涉及的多個技術要點具有較高的實現難度。雖然 RGB 被認為是一種正統的解決方案，但其實現困難和功能限制使得其开發進展緩慢。

RGB++

RGB++ 協議是 Nervos 聯創年初受到 RGB 協議啓發而提出的協議，其主要思路與 RGB 類似，通過在鏈下進行計算、執行和驗證交易，然後在比特幣鏈上進行結算。不同的是，RGB++ 在對交易和資產進行的驗證環節採用了不同的思路。

Nervos 利用了與比特幣相同的 POW+UTXO 結構優勢，並結合創新的「同構映射」技術，成功將 RGB 協議的客戶端驗證替換到 CKB 上，通過這種方式，Nervos 在保持安全性與比特幣相同的同時，實現了對 RGB 協議的功能和靈活性的擴展。這種遷移並沒有對隱私進行過多的犧牲，同時為用戶提供了更多的使用和管理數字資產的方式。RGB++ 在復用了比特幣安全性同時，可以獲取圖靈完備的智能合約執行能力。

這樣 CKB 就成了 RGB++ 資產的執行層和 DA 數據層，但它不僅僅可以支持 RGB++ 協議，也可以支持其他的比特幣一層資產，比如 Runes、 Atomical，只要是基於 UTXO 記账模式都可以支持。

近期 CKB 熱度較高，在這裏也簡單介紹下 UTXO Stack，由 Nervos 生態基金孵化的公司开發，UTXO Stack 是基於 UTXO 模型的比特幣 Layer 2 發行平臺，旨在幫助开發者快速搭建基於 UTXO 架構的比特幣 Layer 2 鏈。它提供了一套模塊化的工具包，使得开發者可以輕松構建自己的二層鏈，並將其集成到 Nervos 生態系統中。

UTXO Stack 還原生支持 RGB++ 協議，同時利用 CKB 作為數據可用性層，為比特幣生態系統帶來更多的應用場景和發展機會。這種架構使得 RGB++ 協議和 UTXO Stack 能夠相互配合，為比特幣生態的發展提供了強大的技術支持。

BitVM

BitVM 是 ZeroSync 項目負責人 Robin Linus 提出的比特幣虛擬機概念解決方案。它旨在增強比特幣的可編程性，使开發者能夠在比特幣網絡上運行復雜的合約，而無需改變比特幣的基本規則和共識機制，目前仍處於理論階段。

BitVM 提供了一種在比特幣網絡上實現復雜合約的方法，同時保持比特幣的安全性和去中心化特性。它通過引入新的虛擬機概念和角色，為开發者提供了更多的編程能力和創新空間。為了提高靈活性，BitVM 需要將大多數計算過程轉移到鏈外完成，只將相關的證明上鏈。它的核心思想是將復雜的智能合約抽象為欺詐證明，並在比特幣腳本上執行這些證明。用戶可以在資產交易出現問題時發起檢舉，並通過欺詐證明驗證交易的真實性。

目前，BitVM 的實際可行性和技術細節仍存在爭議，需要進一步觀察和研究。