比Taproot更有用？深入探討Mainchain的工作原理和技術特點

近日，由於比特幣生態 NFT、BRC-20 等陸續火爆導致比特幣網絡越來越擁堵，BRC-20 代幣和 Ordinals NFT，一夜之間將排名第一的區塊鏈變成了更笨重的以太坊版本。

在 2021 年 11 月籤署網絡 Taproot 升級的核心开發人員和礦工怎么也不會想到，比特幣現在面臨許多困擾以太坊多年的相同問題，包括騙人的模因幣和垃圾幣、猴子圖片的 NFT 佔用區塊空間和飛漲的易費用。

一度被譽為比特幣解決拓展性等問題的「殺手鐗」之一的閃電網絡是什么？發展到現在都暴露了哪些不如？通過閃電網絡比特幣未來升級又將獲得哪些啓發？為什么 Adam Back 博士會把 Drivechain 看作是比 Taprrot 更好的技術？

閃電網絡（Lighting Network）是什么？

閃電網絡Lighting Network，是一個鏈下服務方案，它不發送任何貨幣，而是在第二層級中進行账本的變更並隨後在第一層級中完成結算，從而避免數千次的、實際的鏈上資金交易。

根據閃電網絡瀏覽器中的數據顯示，目前閃電網絡已搭建3639個節點，形成通道12289條，網絡容量達114.83個BTC。

通過將資金發送到由多方掌管密鑰的多重籤名地址，閃電網絡構建起一個支付渠道。收付雙方之間的交易在鏈下完成，無論這個交易渠道關閉時的余額是多少，這些余額都會被如數發回用戶的錢包。這就是雙向支付渠道的工作原理。閃電網絡是一個典型的雙向支付渠道網絡，通過這個網絡，用戶可以與自己的承包商進行定期支付或每月結算。

閃電網絡的目的是實現安全地進行鏈下交易，其本質上是使用了哈希時間鎖定智能合約來安全地進行0確認交易的一種機制，通過設置巧妙的‘智能合約’，完善鏈下通道，使得用戶可以在閃電網絡上進行0確認的交易。

閃電網絡是比特幣的 Layer2 擴展解決方案，旨在促進比特幣效率和更低的 gas 費。自 2015 年成立以來已經取得了長足的進步，在過去幾年中獲得了廣泛的採用。

什么是比特幣 Taproot 升級？

Taproot 是一個軟分叉，它改進了比特幣的腳本以增加隱私、效率和網絡處理智能合約的能力。它被認為是自 2017 年 SegWit 升級以來最重要的比特幣升級。

Taproot 升級包括 3 個不同的比特幣改進提案 (BIP)，包括 Taproot、Tapscript 及其核心——稱為 Schnorr 籤名的新數字籤名方案。Taproot 旨在為比特幣用戶帶來多項好處，例如增強交易隱私和降低交易費用。它還將使比特幣能夠執行更復雜的交易，並可能擴大其用例以與以太坊競爭，特別是在智能合約功能和支持網絡上的去中心化金融（DeFi）和 不可替代令牌（NFT）方面。

Taproot 提案於 2018 年 1 月由比特幣核心开發人員 Greg Maxwell 首次公布。2020 年 10 月，在 Pieter Wuille 創建拉取請求後，Taproot 被合並到比特幣核心庫中。為了全面部署升級，節點運營商必須採用 Taproot 的新共識規則。它最終得到了 90% 礦工的支持，並於 2021 年 11 月 14 日在區塊 709,632 上正式激活。

Taproot 是如何工作的？

有 3 個 BIP 協同工作以實現 Taproot 升級。每個 BIP 都以不同的方式影響和補充另一個。

Schnorr 籤名 (BIP340)

Schnorr 籤名促進了一種更快、更安全的方式來驗證比特幣網絡上的交易。它由德國數學家和密碼學家 Claus Schnorr 开發的密碼籤名方案組成 。在衆多優勢中，Schnorr 籤名主要以其生成短籤名的簡單性和效率而聞名。

Schnorr 籤名的主要優勢之一是它們能夠在復雜的比特幣交易中使用多個密鑰並生成一個唯一的籤名。這意味着交易中涉及的多方籤名可以“聚合”到一個 Schnorr 籤名中。這稱為籤名聚合。

事實上，Taproot 可以隱藏比特幣腳本運行的事實。例如，使用 Taproot 花費比特幣可以使閃電網絡通道中的交易、點對點交易或復雜的智能合約變得無法區分。任何監控其中一項交易的人只會看到點對點交易。不過值得注意的是，這並沒有改變初始發送者和最終接收者的錢包將被暴露的事實。

主根 (BIP341)

Taproot 是 Taproot 升級得名的地方。它建立在 2017 年 SegWit 升級的基礎上，並使用 Merkelized Alternative Script Tree (MAST) 來擴展比特幣區塊鏈上的交易數據量。

集成 MAST 後，可以減少所需的腳本和驗證量，因為單個 MAST 交易可以代表多個腳本。所以當一個復雜的比特幣交易被發送到 MAST 時，Merkle 樹並不是處理交易所必需的。MAST 只允許將交易的執行條件提交到區塊鏈，而不是完整的細節。這可以大大減少存儲在網絡上所需的數據量。它不僅為比特幣區塊鏈提供了更大的可擴展性和更高的效率，還為比特幣用戶提供了更大的隱私。

Tapscript（BIP342）

Tapscript 是對比特幣腳本的編碼語言升級，為其他 2 個 BIP 讓路。它是操作碼的集合，用於指定如何執行的交易指令。隨着區塊中更多的可用空間，它有望為新功能提供更大的靈活性，並有可能在未來幫助比特幣網絡支持和創建智能合約。

2023 年，閃電網絡在採用和發展方面繼續發展。許多企業和個人用戶現在都在使用閃電網絡來處理比特幣轉账，並且閃電網絡節點和通道的數量一直在穩步增加。

在過去幾年中，閃電網絡經歷了顯著增長和廣泛採用，閃電網絡已經能夠大幅擴展其容量。

目前，閃電網絡中鎖定了 5400 多個比特幣。閃電網絡中的比特幣容量是指在任何給定時間可以通過該網絡進行轉移的比特幣總量。然而，總容量不是固定的，並且隨着更多節點加入網絡而不斷擴展。

Taproot 的激活提升比特幣網絡的功能，以促進快速可靠的交易。在 Taproot 之前，比特幣協議仍處於 Layer 1 开發階段，而以太坊等其他協議已經在 Layer 2 和 DApps 中搶先一步。升級後，比特幣开啓了部署智能合約的道路，並有可能擴展其用例以覆蓋未來趨勢的 NFT 和 DeFi 市場。 

隨着比特幣網絡以更低的費用變得更高效，它可以激勵更多的交易和更廣泛的採用。此外，用戶可以保留自己的交易隱私，使BTC在市場上與其他隱私幣相比更具競爭力。

盡管閃電網絡能夠解決主鏈性能不足造成的一些問題，但它仍然有很多缺陷被人詬病，主要體現在以下幾點：

技術復雜开發進程慢：閃電網絡白皮書誕生於2015年，至今仍停留在測試網階段，無法大規模使用，比特幣的主鏈擁堵問題仍然無法緩解。

網絡效應難以建立：對於一個網絡來說，用戶越多網絡的價值也就越大，而閃電網絡的復雜性提升了搭建閃電網絡節點的門檻，用戶難以形成規模效應。

節點的中心化傾向：按照閃電網絡的設計，受成本與各種因素的影響，閃電網絡的節點會演變成幾個大節點連接的網絡，目前排名第一的節點dead.cash佔全網15.5%的容量。雖然這些大型節點對網絡無法控制，但從技術上講，它們可以被視為中心轉账機構，監管機構可以很方便的介入審查。

安全問題：閃電網絡測試網上线後，曾發生了幾起丟幣的事件。此外，它也違背了中本聰點對點的電子現金系統的初衷，通過主鏈交易的結構是比特幣地址-比特幣地址，而通過閃電網絡交易則是BTC-LNBTC-LNBTC-BTC這樣一個過程。

閃電網絡使立即轉移少量比特幣成為可能，而且費用可以忽略不計，但是由於閃電網絡並不是獨立於比特幣網絡之外的，而是基於比特幣網絡开發的第二層，所以在無法在根本上承載日益增長的應用需求，尋找新的可行的擴展方案迫在眉睫。

比特幣閃電網絡是一種二層解決方案，旨在通過離鏈交易實現快速、低成本的小額支付，以下是比特幣閃電網絡的一些優點和缺點。

優點：

1. 快速交易確認：閃電網絡允許在鏈下進行快速的交易，不需要等待比特幣主鏈的區塊確認。這意味着交易可以幾乎實時地完成，而無需等待幾分鐘或更長時間的確認。

2. 低成本交易：由於閃電網絡的交易是在鏈下進行的，交易費用往往較低。小額支付不需要支付高昂的比特幣主鏈交易費用，從而降低了交易成本。

3. 擴展性和吞吐量：通過在閃電網絡上進行多次交易，可以減少對比特幣主鏈的負載壓力。這可以提高比特幣網絡的吞吐量，允許更多的交易在短時間內處理。

4. 隱私性增強：閃電網絡可以提供更高的交易隱私性，因為只有最終結算交易才會記錄在比特幣主鏈上，中間的交易詳情不會完全公开。

缺點：

閃電網絡是比特幣二層技術的代表性應用之一，它通過建立雙向支付通道，讓用戶可以在不用在每筆交易中都與比特幣主鏈交互的情況下進行交易。閃電網絡的交易速度非常快，能夠實現秒級的交易確認，並且手續費非常低，甚至可以做到幾乎零手續費。從交易的層面去追溯，那么閃電網絡似乎已經解決了這個問題，但閃電網絡（Lightning Network）並不適合制作應用程序，它只是一種允許用戶之間更快、更便宜地傳輸BTC的方式，同時減少BTC礦工的收入。

需要注意的是，比特幣閃電網絡仍然是一個相對新的技術，仍在不斷發展和改進中。隨着技術的成熟和採用的增加，一些缺點可能會得到解決或減輕。而Adam Back 博士

認為：Drivechain 可以說比 Taproot（一種用於Ordinal NFT 的 BTC Layer2 技術）更好~

比特幣的 Drivechain 是一種側鏈技術，旨在通過在比特幣網絡上運行側鏈，擴展比特幣的功能和應用。Drivechain的基本思想是將比特幣作為區塊鏈的底層，通過鎖定比特幣來創建側鏈，從而實現比特幣和側鏈之間的雙向互操作性。

Drivechain 的主要優勢在於可以通過側鏈來實現比特幣未實現的功能和應用，同時不會影響比特幣的安全性和去中心化特點。

Drivechain 的設計還提供了一種新的比特幣擴容方案，因為它可以在側鏈上實現更高的交易吞吐量和更短的確認時間，而不會影響比特幣網絡的安全性和穩定性。此外，Drivechain 還可以通過比特幣的共識機制來保障側鏈的安全性和可靠性，從而增強側鏈的信任度。

比特幣協議的 Drivechain 和 Sidechain 升級都是由 LayerTwo Lab 的創始人 Paul Sztorc 所創建，他自2011年以來一直是頂級比特幣的OG研究員和开發人員，也是耶魯大學的經濟學家。

Drivechain 在比特幣上實現了無許可 Sidechain，允許任何人在自己的 Sidechain 上开發任何 Token、智能合約、DApp 和其他新的概念。每個側鏈的开發人員可以確定鏈的區塊大小、每個塊的分鐘數以及任何參數。一切都可以根據开發人員的喜好進行調整。我們可以理解成 Drivechain 為比特幣二層技術的發展提供了清晰的方向和標准。

那么 Mainchain 的工作原理是怎樣的呢？

首先 LayerTwo Labs 將在2023年硬分叉BTC，並創建一個新的 PoW 區塊鏈。 這個硬分叉的 PoW 區塊鏈將被稱為 Mainchain。 Mainchain (MC) 將從第一天开始預裝所有 Drivechain 升級（BIP300 和 BIP301）

 此外，LayerTwo Labs 將在 Mainchain 硬分叉期間推出七個自己开發完善的 Sidechain（將它們視為“去中心化應用程序”或 DApp）。 項目團隊、开發人員和任何人無需許可地在 Mainchain（第 1 層）上創建 Sidechains（第 2 層），以試驗他們的任何想法和概念。

在此期間所有 BTC 地址都將 1:1 收到 Mainchain 代幣。 Mainchain 將遵循所有與BTC相同的規則：2100 萬枚代幣總供應量，每個區塊 10 分鐘，區塊獎勵每四年減半，並使用與 BTC 相同的 PoW 共識模型。

也就是說 現有的所有可以挖 BTC（SHA256算法）的挖礦設備都可以挖 Mainchain。 早期，由於Mainchain 挖礦難度降低，即使是過時的設備（GPU、老式 ASIC 礦機）也可以挖到 MC，並且收益不錯（獲得更多的 MC 區塊獎勵）。

Mainchain 將是唯一可以通過Sidechain 支持任何概念和想法的PoW 鏈。 我們打算开發 Mainchain，使 Mainchain 上可以存在數十萬個 Sidechains。 在這些 Sidechains 中，有些可能成為 獨角獸或者殺手級應用 ——人們樂於一次又一次使用的大量採用的去中心化應用程序。

 隨着時間的推移，Mainchain 成為一個蓬勃發展的生態系統，受到 Sidechain 用戶的喜愛並得到大量礦工的支持（甚至他們可能已經從 BTC 轉換為 MC）， 在Mainchain (MC) 價格及其 Sidechains 生態系統成功的壓力下，BTC 礦工可能最終投票支持 BIP300 和 BIP301 協議激活升級。

所以，總結下來，Mainchain 將擁有以下創新特性的二層網絡：

1.Drivechain ( BIP300 ) 是由 LayerTwo Labs 創始人兼首席執行官 Paul Sztorc 自 2013 年以來創建和开發的 BTC 協議的升級版。Drivechain 允許开發人員通過連接到 BTC 網絡的 Sidechains 創建他們想要的任何區塊鏈應用程序；

2.將 Sidechains 視為第 2 層，將 BTC 視為 Layer1；

3.在 Sidechains 上，开發人員可以完全自由地、無需許可地發行 Token 、智能合約、區塊大小、共識模型（PoW、PoS）、用例、DApp、UX 和 UI、功能和規則，沒有任何限制；

4.BTC 礦工將定期從每個Sidechains 收取費用，而不需要額外的硬件或成本；

5.Sidechains 上的故障不會以任何方式損害 Layer1 BTC，對BTC 礦工來說總是有益無害；

6.通過 Sidechains 的無盡創新應用 = BTC 礦工收取更多交易手續費= 更多挖礦激勵 = 增加哈希率 = 從而提高 BTC 價格

Drivechain 為比特幣开闢了更多的應用場景和創新機會,而Mainchain 將衆多應用場景和創新機會集為一體，推動了比特幣二層網絡的繁榮。通過Mainchain，可以構建更復雜的支付通道、智能合約和去中心化應用程序，擴展比特幣的功能和用途。這有助於推動比特幣生態系統的發展，吸引更多的項目方、开發者和用戶參與。

總的來說，Mainchain 為比特幣提供了更高的擴展性、可編程性、更低的交易成本、更豐富的想象力，並促進了比特幣的實際應用和生態系統的多樣化發展。這對於推動加密行業的發展是具有裏程碑意義的一大步。

參考鏈接：https://link3.cc/layertwolabs

注：

1.什么是零知識證明：https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E9%9B%B6%E7%9F%A5%E8%AF%86%E8%AF%81%E6%98%8E

什么是環籤名

https://www.jinse.com/blockchain/241175.html

鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播信息之目的，不構成任何投資建議，如有侵權行為，請第一時間聯絡我們修改或刪除，多謝。