首個獲美ETF許可機構千萬融資的BTC L2 ,盤盤Bitlayer的技術架構

2024-07-29 16:07:43

引言近日,比特幣 L2 項目 Bitlayer Labs 完成了 1100 萬美元 A 輪融資,由 Franklin Templeton、ABCDE 和 Framework Ventures 聯合領投。與此同時 ,Bitlayer 成為了首個獲得 ETF 許可機構投資的比特幣基礎設施項目。

Bitlayer 是一個 BTC 的 L2 項目,初衷是 提高 BTC 的擴展性,解鎖其生態的潛力 。在項目特色上,Bitlayer 是 第一個基於 BitVM 的 L2 ,同時也是 第一個完全繼承了 BTC 安全性並且圖靈完備的 L2。

1、BTC L2 現狀

BTC L2 的本質是跨鏈橋,目前 L2 項目方的跨鏈橋方案各有各的特色,但是站在技術角度來看,大多數跨鏈橋方案的本質是多籤。

多籤方案其實存在嚴重的信任問題,目前因為多籤導致的資金被盜事件屢見不鮮。

筆者認為, L2 作為 L1 的補充,不應該只局限於生態的擴展,同時應該繼承 L1 的安全性。

Bitlayer 作為第一個基於 BitVM 的 L2,實現了信任最小化,對安全性和擴展性實現了很好的平衡。接下來不妨跟隨十四君的技術視角,探索 Bitlayer 是如何作為 L2 擴展 BTC 的同時又兼顧安全性的。

2、Bitlayer-兼顧安全性和擴展性的 L2

2.1 Bitlayer 的基本架構

Bitlayer 的基本架構如下圖所示 。

可以看到 Bitlayer 的業務流程主要可以劃分為三個階段,分別是交易處理階段、交易驗證階段、最終驗證階段。每個階段交互的組件與其大致的處理流程如下表所示:

讓我們一起來拆解 Bitlayer 的核心流程。

2.2 交易處理階段-分層虛擬機 LVM

在 L2 的交易處理階段,有排序器與 LVM(分層虛擬機)兩個組件。

排序器不多贅述,Bitlayer 中的序列器負責收集緩存的交易並對其進行排序,是 Bitlayer 中交易的入口點。

LVM 是 Bitlayer 的計算組件,功能職責是負責執行智能合約並生成最新狀態和零知識證明。

什么是分層虛擬機?

要解答這個問題,我們直接看下圖 。

與常規印象的 VM 不同,Bitlayer 的 LVM 實現了前端智能合約的執行與後端的零知識證明器的解耦。VM 與零知識證明器以組件的形式存在於 LVM。這種創新使得 Bitlayer 可以擴展支持各種合約類型,以及各種零知識證明驗證器,大幅提高了系統的擴展性與安全性。

2.3 交易驗證階段-基於 ZKP 的 OP 橋

在交易的驗證階段,其實上就是 L1 與 L2 的交互階段。當資產以交易的形式在 L1 與 L2 進行流動時候,我們面臨着經典的 L2 跨鏈問題:L2 如何繼承 L1 的安全性?

經典的 L2 跨鏈問題:L2 如何繼承 L1 的安全性?

其實在 ETH 上,已經有非常成熟的方案了,目前主流的、安全性有保障的主要是 ZK 橋以及 OP 橋,兩者的對比參考下表:

ZK 橋本身因為無需信任其實是目前安全性最高的跨鏈橋方案,OP 橋通過欺詐證明對無效的跨鏈數據進行鏈上挑战(1-N 的安全模型),保證跨鏈數據的安全。看起來,ZK 橋比 OP 橋要更安全,但實際上,Bitlayer 核心依賴的 BitVM 選擇的是 OP 橋。

為什么是 OP 橋?

主要原因還是技術上的限制,目前只能實現 BTC L1→ L2 存款方向的 ZK 橋,對於L2 →BTC L1上提款,目前只支持多籤橋或 OP 橋。Bitlayer 出於安全考慮,選擇了更安全的 OP 橋,這其實是一種折中的選擇。

Bitlayer 跨鏈橋方案是 BitVM 橋 + OP-DLC 橋組合的形式,OP-DLC 橋是對 BitVM 橋的補充。

BitVM &&OP-DLC 雙組合橋流程解析

Bitlayer 使用 Bitvm 橋保障安全性,同時補充 OP-DLC 減少了對 BitVM 的依賴。截止目前,BitVM 橋已經經歷了幾番升級,實現了純理論到可實踐的飛躍。

BitVM 橋的最新的流程圖如下:

在整個流程中,一共有 5 個角色。

這種模式如何理解?

從模式上來看,BitVM 橋基於先墊付、再報銷模式 ,Operator 節點為提款用戶墊付資金,定期向公共存款地址申請報銷,通過利用差價(來自提現用戶的手續費)賺取費用。如果 Operator 作惡謊報交易數據,可以被任何人挑战並受到懲罰。

那么安全性有保障嗎?

我們都知道,跨鏈資金轉移的時候,依賴的是公共資金池(本質上是用戶鎖定的資產),資金池的安全問題是所有跨鏈橋要解決的核心問題。

傳統的 BTC L2 方案一般是通過多籤的形式進行公共資金池管理,這種方案顯然存在信任風險。而 BitVM 橋採用的是類似閃電網絡的思想, 預指定資金可以被誰拿走 。當用戶把資金鎖到公共資金池的時候,會與聯盟進行通訊,使得資金鎖在一個 Taproot 地址上,只能由 Operator 領取,Operator 只有在墊付完成,提供自己墊付的證明到鏈上,並且被挑战無誤後,才能解鎖相關的資金。

可以說,BitVM 橋通過引入 Operator 實現了資金池的拆分,這個思路確實新穎。根據以往的經驗,我們會慣性地思考如何實現去中心化的資金管理手段,但忽略了資金池這個概念本身就是中心化的,BitVM 橋通過資金池去中心化,從源頭提升了鏈橋的安全性。

那么有什么不足之處?

但是,沒有方案是十全十美的,總會有一些不盡人意的地方。

細心的朋友會發現,BitVM 橋這種 operator 先預付資金給用戶再從公共账戶報銷形式,類似於資金池的形式。一個池子是公共账戶(也就是用戶真實鎖定的資產,負責直接 給 operator 進行報銷),一個池子是 operator 構成的池子,用來直接墊付用戶的提現需求(這個池子是虛擬的,分散在不同的 operator 身上)。

用戶發起提現的時候是直接與 operator 進行資金往來的,這就相當於,operator 的最終資金變成了資金池的資金 。

受限於這種資金池模式,對於一些資金來源很看重的用戶,BitVM 橋其實不能滿足其對資金的獨立性需求 。

針對這個問題同時減少對 BitVM 橋的過度依賴,Bitlayer 增設了 OP-DLC 的橋接方案,類似管道的思想,實現用戶P2P的交易,OP-DLC 橋的安全性依賴於欺詐證明以及第三方預言機。

可用性上又如何呢?

BitVM 橋的安全性毋庸置疑,但是 可用性問題需要持續建設 ,比如,根據 BitVM 預期,需要大量聯盟成員全部在线並正確進行預籤名,才能確保流程的正確進行,這其實是一個挑战。

3.總結

在架構上,Bitlayer 的 LVM 實現了智能合約執行與零知識證明的解耦,這其實是一種前瞻的設計思想,使得 Bitlayer 在未來適配各種 VM 以及零知識證明器成為可能。

在跨鏈橋的技術選型上,Bitlayer 的 BitVM + OP-DLC 的雙通道橋是基本上是目前 BTC L2 最安全的跨鏈橋實現方案(實現了最小化信任)。

Bitlayer 通過技術+工程的融合,基於 BitVM,構建了一套相對來說兼顧安全與擴展性的跨鏈橋方案,但這也只是一種過渡階段,是權衡安全性與擴展性之後的折中。

最小化信任應當是 BTC L2 追求的目標,隨着 BitVM 一點點變得更加實用化,並且據筆者了解,預計約三個月後 Bitalyer 在 BitVM 的建設上還有一個重大突破,期待 Bitlayer 一步步成為我們期待中的 BTC L2。

參考:

  • Bitlayer: A Bitcoin Computational Layer Architecture Based on the BitVM Paradigm

  • BitVM: Compute Anything on Bitcoin

  • BitVM Bridge Becomes Practical

  • DLC 原理解析及其優化思考

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