Mainchain：唯一可以通過Sidechain支持任何概念和想法的PoW鏈

2023-07-05 16:07:48

比特幣誕生至今已有十個年頭，從最早期極客們相互轉账的玩物，到現在演變成了千萬用戶的龐大生態。區塊鏈技術也從最初的1.0向着3.0的概念演進，從最簡單的點對點支付、到智能合約的部署應用，從數字資產的發行向着全行業包括存儲、遊戲、物聯網、人工智能等領域廣泛鋪設。為滿足行業的需求，越來越多的技術構想被應用到了區塊鏈的場景中，側鏈、跨鏈、DAG、分片等技術也發揮了他們重要的價值。

BTC 生態歷經多個周期，其敘事從社會實驗、支付體系、抵御通脹、數字黃金等等角度展开。BTC 本身不是圖靈完備的，在帶給 BTC 強大的穩定與安全的同時，也給 BTC 生態進一步拓展的需求帶來挑战。

2015 年左右，擴大區塊與側鏈之爭聲起，BTC 生態圍繞“擴容”的思路开始拓展，一些分叉鏈讓 BTC 敘事有所延展，但也導致了社區的分歧。很長一段時間內，BTC 的“L2”充滿爭議。

相對而言，BTC L2 發展緩慢但平穩，最終跑出了“支付”這一廣泛被視為可行的發展方向，以增加 BTC 的流動性。以閃電網絡為代表，在這樣的支付網絡中，能夠滿足礦工真實存在的需求、應用場景明確，生態中的用戶數量正在穩步增長。

2021 年 BTC 的 Taproot 升級，引入了包括智能合約、隱私提升和交易成本降低的重要提案（BIP），Taproot 雖然沒有直接引入「BTC 原生 DeFi」或「BTC 智能合約」，但其讓新的、復雜的交易類型在鏈上成為可能，並激發了开發者對於 BTC 生態的創新。

閃電網絡及 Stacks 等 BTC 生態的开發活動和使用量的顯著增加，加快了 BTC 原生的 DeFi 概念。

隨着 BTC DeFi、錢包、NFT 等概念出現，一些側鏈及異構跨鏈遇上市場熱點，BTC L2 迎來了“老技術+新敘事”的復興。BTC 的 DeFi 概念能夠實現，主要通過跨鏈（Cross-Chain）與側鏈（Sidechain）：

1）錨定 BTC（在其它區塊鏈上發行）

2) 通過 BTC L2 /側鏈，通過支持智能合約應用場景的網絡，以達到 DeFi 效果。

從 BTC 原生角度去看，側鏈最早是為了提升 BTC 交易速度而提出的解決方案，讓 BTC 從主鏈上安全轉移到另一條鏈，再安全返回主鏈，可在比特幣的激勵系統幹擾最小的情況下進行改善，同時，記账和安全需要依靠 BTC Miner。

當前的 BTC 生態中，一些涉及鏈下的解決方案被泛稱為 L2。這樣的 L2 支撐起了資產發行、支持有狀態的智能合約、增加可擴展性、支付結算、隱私等更多期望。

以相對進展快一些的閃電網絡為例，閃電網絡高度契合“支付”這一應用場景，形成由底層 L1（Bitcoin）、L2（Lighting protocol）、核心基礎設施（包括閃電網絡解決方案及程序、節點及流動性服務等）、應用層搭建而成的生態：

數據來源：Coinbase

除了“支付”，“Merged mining（聯合挖礦/合並挖礦）”也是市場熱度較高的側鏈生態應用方向之一，Merged mining 的概念為礦池附加了激勵措施，使 BTC Miner 進一步利用其硬件資源和運營成本實現收益，這類激勵往往以 BTC 支付，並為側鏈生態發展引入支持。

通過觀察具有代表性的 BTC 側鏈，如 Liquid、RSK、Stacks 等，能夠看到，BTC 生態仍是一個比較早期的階段，項目开發及進展的周期往往非常長，並可能伴隨來自 BTC 社區內部的爭議。BTC L2 需要的發展時間相對更長，不僅要解決擴容、跨鏈、互操作性等問題，還要綜合考慮效率、隱私、安全性，這類生態至少在短期內難以快速盈利，但節點及流動性服務的發展相對穩健，更可能在 3-5 年內形成聲譽良好的節點網絡，從而對 BTC L2 的發展產生更深影響。

那么，比特幣側鏈究竟是怎么產生的呢？

比特幣發展至今，交易量呈一個线性增長的態勢，從最初幾乎無人使用到2017年12月份全網發生了一千萬筆交易。伴隨着交易量的激增，幣價也達到了幾百萬倍的漲幅，這其中的關聯性可以用梅特卡夫定律做一個很好的總結：網絡的價值等於網絡節點數的平方，網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。

也就是說，對於像比特幣這樣的網絡，其價值的增長不在於人們憑借信仰的加持，而在於用戶人數（活躍地址數）與使用頻率（交易數量）的增加。但是作為一條去中心化的網絡，公鏈的性能也制約着比特幣使用頻率增長，為了保證去中心化程度主鏈目前只能承受每秒不到7筆的交易，倘若大量的交易在同一時間段內發生，主網就會陷入擁堵。

即便相較於牛市，目前比特幣網絡的擁堵狀況有所減緩，但還是時不時會出現一些擁堵的狀況。根據最近的10個區塊信息來看，仍然有五個區塊無法打包全部的交易信息，比特幣的平均確認時間是10分鐘，也就是說有部分交易需要等到下一個區塊才能被打包。到了牛市頂峯，一筆交易需要幾天後才能被打包，而若要快速網絡確認，需要付出上千元的礦工費成本。如下圖，在牛市的期間，比特幣的礦工費隨着交易量激增水漲高：

除此之外，以太坊網絡也面臨着同樣的問題，因為除了ETH的轉账之外，區塊鏈上還記錄着成百上千的代幣交易信息。在以太坊上運行着的大量DAPP，譬如加密貓、Fomo3D，除了會弄堵以太坊網絡，也會因為擁堵的網絡制約着項目本身的發展。

因此，社區的參與者提出在主鏈進行擴容之外，還提出了通過搭建第二層網絡即側鏈技術來解決主鏈的擁堵問題。

側鏈概念的誕生

在2012年前後，比特幣聊天室首次出現了關於側鏈的對話，當時比特幣核心的开發者們正在考慮如何安全地升級比特幣的協議。其中的一個想法是進行單向錨定技術“one-way peg”，即用戶可以將比特幣移動到一個單獨的區塊鏈來測試一個新客戶端；然而，一旦這些資產被轉移走，它們就不能在被轉移回主鏈上去了。

在此後的一年的事件內，在比特幣IRC的頻道上，比特幣核心开發者Greg Maxwell提出了一種“two-way peg(雙向錨定)”的想法，即價值可以轉移到另一個鏈上，然後再回到原先的比特幣鏈上。在當時，一個雙向錨定的技術又引起了另一個日益增加的擔憂，即其他的幣種，像是萊特幣和域名幣，正變得越來越流行。人們擔心的是這些“山寨幣”會稀釋比特幣的價值。比特幣的核心开發者認為，把比特幣作為一種儲備貨幣，並將新功能轉移到側鏈上，這是有道理的。

為了將側鏈的概念變成現實，在2014年，Adam Back與Maxwell和其他一些比特幣核心开發者一起組建了Blockstream。作為著名的區塊鏈技術公司，Blockstream的代表作就是用於解決比特幣網絡擁堵的第二層解決方案——閃電網絡。

側鏈技術只是優化區塊鏈性能的一種解決方案，相比於其他技術有其一定的優勢與不足。

主鏈與側鏈

區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了若幹網絡交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防僞）和生成下一個區塊，對於普通用戶來說它就像一個公有账本，記載所有的交易記錄，對於开發者來說可以理解為一個分布式的數據庫。區塊鏈這個數據庫的特點是去中心化、开放、自治、不可篡改，區塊鏈與去中心化應用息息相關，非常適合為去中心化應用提供存儲功能。

側鏈是一種特殊的區塊鏈。人們不必再擔心比特幣難於採納創新和適應新需求，只要創造一個側鏈，然後對接到比特幣的區塊鏈中即可，通過繼承和復用比特幣強大的區塊鏈，還避免了新貨幣的流動性短缺和市場波動等問題。並且由於側鏈是一個獨立的、隔離的系統，側鏈中出現的嚴重問題只會影響側鏈本身，這極大地降低了創新的風險和成本。

通俗來說，主鏈可以理解為正式上线的、獨立的區塊鏈網絡；而側鏈則不然。它不會特指某個區塊鏈，是遵守側鏈協議的所有區塊鏈的統稱。

側鏈旨在實現雙向錨定，讓某種加密貨幣在主鏈以及側鏈之間互相“轉移”。以比特幣為例：通過側鏈技術，比特幣可從主鏈“轉移”到其他區塊鏈之上，並在“轉移”後的區塊鏈上使用，同時還能安全“返回”主鏈；整個過程比特幣保持着相同的價值。所以說，側鏈的概念是相對主鏈而言的；只要符合側鏈協議，所有現存的區塊鏈，如以太坊、萊特幣、Zcash等等都可成為側鏈。

另一方面，由於側鏈本是獨立的區塊鏈，有自己的節點網絡，代碼以及數據也是相對獨立的；所以它在運行過程中不會增加主鏈的負擔，避免數據過度膨脹的情況出現。不過側鏈技術較為復雜，需要支持可被後期重組證明失敗交易的腳本以及足夠多的運行節點，來確保其安全性。

在主鏈上部署側鏈技術，就意味着用戶可以使用他們已有的資產訪問新的加密貨幣系統，從而實現在主鏈上無法達到的操作目的。

什么是Mainchain？

在了解Mainchain之前，我們先來了解一個全新的比特幣側鏈升級技術：Drivechain技術。Drivechain技術是由 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，在Sidechains上，开發人員可以完全自由地制作任何山寨幣、代幣、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。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 301）,LayerTwo Labs 將在 Mainchain 硬分叉期間推出七個自己开發完善的 Sidechains（將它們視為“去中心化應用程序”或 DApp）。項目團隊、开發人員和任何人未經許可地在Mainchain（第 1 層）上創建 Sidechains（第 2 層），以試驗他們的任何想法和概念。Mainchain的優勢在於搭建第二層網絡，不需要修改主鏈的底層（閃電網絡增加了隔離見證，是個例外），因此保證了主鏈的去中心化。

Mainchain本質上是一種跨區塊鏈解決方案，通俗來說，就是將一條鏈上的資產通過技術手段“遷移”到另一條鏈上。舉個例子，我們可以在比特幣區塊鏈上點對點的發送BTC，也可以選擇將BTC鎖定映射到Mainchain中，在Mainchain上進行交易。這裏交易的是Mainchain的代幣，可以把它簡稱MC，可以更快速、低成本的進行交易，關閉Mainchain網絡通道後可以在主鏈上獲取相應數量的BTC。

Mainchain通常具有以下特點：

Mainchain自己不能產出BTC，只能接受主鏈的BTC輸入，並在自己鏈上挖取的側鏈幣MC。
Mainchain需要足夠的算力和共識保證側鏈的安全。
Mainchain獨立於比特幣網絡存在，Mainchain上發生的任何事情都不會影響比特幣網絡，從而可以保證比特幣網絡安全性。
Mainchain上搭載了三個全新的升級協議：BIP 118 描述了一種用於 Tapscript ( BIP 342 ) 交易的新型公鑰。它允許這些公鑰的籤名不承諾所花費的確切 UTXO。BIP 119 提出了一個新的操作碼 OP_CHECKTEMPLATEVERIFY，作為對 OP_NOP4 語義的更改而激活。新的操作碼具有交易擁塞控制和支付通道實例化等作用，

BIP 345提出了兩種 tapscript 操作碼，這些操作碼與BIP 119結合之後，為區塊鏈資金轉账提供一種交易和操作开銷盡可能小的花費時延/復原路徑。

隨着通證經濟的繁榮，區塊鏈性能的限制、功能的單一，以及項目的同質化等問題逐漸暴露出來。而區塊鏈3.0時代，出現的Mainchain和Drivechain技術，為區塊鏈產業克服以上缺陷帶來了曙光。Mainchain延展了比特幣網絡的性能，拓寬了代幣的使用場景，既可以寄生於比特幣網絡之上，也可以脫離比特幣網絡獨立存在。目前Mainchain最大的兩個應用場景在於解決主鏈擁堵，以及部署智能合約。

解決主鏈擁堵：比特幣通過Mainchain來解決主鏈擁堵的思路在於，大額轉账走主鏈，因為大額轉账通常不在意手續費與網絡擁堵的劣勢；小額轉账通過Mainchain，不需要太多的算力來保駕護航，因此可以實現低手續費、秒級到账。

部署智能合約：比特幣的能力是有限的，同時智能合約可能是資源密集型的。所以即使比特幣一直支持基本的智能合約功能，但這兩者從來都不是天作之合。受制於比特幣的網絡性能、區塊大小，智能合約一直無法有效的在比特幣網絡中部署，可以通過Mainchain來實現基於比特幣的智能合約。

在主鏈安全性保障的前提下，Mainchain可以在小範圍共識，優化確認時間。我們可以把tps放在第一位，達到秒級確認。

其次，多種側鏈“並行”運行時，主鏈安全性和業務負載並不顯著增加。因為主鏈上的數據只是側鏈數據轉入其中存儲的狀態，它不會面臨數據膨脹的問題。

第三，Mainchain數據可以加密，在小範圍傳輸，記錄交易路徑，且不泄露隱私。在這樣一個策略下，我們既可以在專有領域內傳遞數據，又可以同主鏈交互。

第四，Mainchain可以在鎖定主網價值的同時，开發智能合約的功能。如果比特幣自身就擁有智能合約，那么現在以太坊等衆多公鏈的存在價值將大大降低，大多數的預言機相關應用都可以回歸比特幣，促進數字貨幣在比較統一的框架體系下的發展。

最後，Mainchain是以融合的方式實現加密貨幣金融生態的目標，而不是像其它加密貨幣一樣排斥現有的系統。利用Mainchain，可以輕松的建立各種智能化的金融合約，股票、期貨、衍生品等等。你可以有成千上萬個錨定到比特幣上的Sidechain，特性和目的各不相同，所有這些側鏈依賴於一種主區塊鏈保障的彈性和稀缺性。在這基礎上，Mainchain進一步擴展了區塊鏈技術的應用範圍和創新空間，使傳統區塊鏈可以支持多種資產類型，以及小微支付、智能合約、安全處理機制、財產注冊等，並可以增強區塊鏈的隱私保護。

參考鏈接：

https://link3.cc/layertwolabs