比特幣「分層」發展史：從價值孤島到互通有無

35 min readJul 26, 2024

原文編譯：深潮 TechFlow

縱觀歷史，貨幣在社會中履行了三個關鍵功能：它作為價值（財富）的儲存手段、交換媒介和記帳單位。雖然貨幣的形式不斷變化，但其功能基本上不變。大致上，始終有兩種學派，一種支持信用貨幣或軟貨幣，另一種支持硬貨幣。就像今天的法定貨幣系統一樣，信用貨幣總是某種負債。

你持有的美元或盧比是政府的債務。如果政府違約，你的錢將無法購買基本商品和服務。

另一方面，硬貨幣不是政府的債務。例如，像黃金這樣的貴金屬即使在政府違約時也不會貶值。相反，由於其被認為穩定，其價值會增加。

比特幣是第一個成功實現的非主權硬貨幣。 2009 年，Satoshi Nakamoto 發布了比特幣，當時世界剛經歷了一場由於不良貸款實踐和單方面利率決定而導致的全球金融危機。強勢美元在其生命週期中已經貶值超過95% 。在他的文章Paradigm Shifts中，宏觀經濟學大師Ray Dalio 寫到了中央銀行如何在應對各種危機時降低利率及其對各自經濟體的影響。

來源– Paradigm Shifts

圖表顯示了自 1980 年代以來已開發國家的利率如何下降。同時，貨幣基礎作為 GDP 的百分比成長。因此，總產出並沒有以與貨幣供給相同的速度成長。當貨幣供應迅速增加時，無論家庭收入成長率如何，都可能導致更高的通貨膨脹、更高的生活成本、增加的債務負擔和更大的收入不平等。我們目前所處的高通膨環境是中央銀行採取的政策的結果。

在這種情況下，像黃金這樣的貴金屬的作用變得更加顯著。政府對黃金供應的干預最小。由於政府影響較小，黃金供應比法定貨幣更可預測。這種高度可預測性使得黃金在數十年內保持其價值並成為財富的儲存手段。

比特幣誕生時是作為點對點電子現金。多年來，隨著許多創新一樣，它偏離（或至少擴展）了其最初的電子現金目標，演變成了數位黃金。

2018 年，我遇到一個有趣的類比，將城市與區塊鏈進行比較。由於區塊鏈與外界隔絕，它們更像是封閉的島嶼。每個島嶼都有自己的優先事項和技術及社會特徵。比特幣島總是優先考慮安全性和去中心化，而不是其他方面，如速度和可編程性。

去中心化是一個廣泛且具有細微差別的術語。 Balaji Srinivasan 建議透過將區塊鏈分解為其子系統（如挖礦、客戶端、開發者、交易所、節點和所有權）來衡量去中心化程度。他提出，可以透過測量子系統的Gini 1 和Nakamoto 2 係數來得出總體去中心化程度。

根據許多比特幣支持者如Jonathan Bier的觀點，我們可以從用戶自己驗證交易的難度來看去中心化。驗證交易的難度是比特幣區塊較小（最多4 MB）的原因。為了使區塊鏈提供通用的可編程性（不僅在紙上而且在實踐中），開發人員必須策劃一些事情。

首先，他們所使用的語言或系統應是圖靈完備的。「圖靈完備」指的是系統在給定足夠的時間和記憶體的情況下能夠執行任何可以透過演算法表達的計算。

其次，Gas 計量需要達到最佳。 Gas 計量指的是系統如何設計來衡量資源的成本（例如，每個區塊的最大Gas 消耗和不同操作消耗的Gas）。以太坊的Solidity 是一種圖靈完備的語言，但它通常受到Gas 的限制。比特幣的腳本語言有意限制以確保更高的安全性。此外，正如Matt所提到的，它是一種低階的基於堆疊的語言，自Satoshi 時代以來充滿了未修復的錯誤，缺少關鍵操作符使其無法非常有用。

以太坊和Solana 等區塊鏈已經發展成相互連接的狀態，形成了他們可能從中受益的互動。然而，雖然比特幣島堅定地堅持其安全目標，但它並未在其基礎設施中加入任何允許更容易移動到其他區塊鏈的變更。比特幣島只允許居民持有、轉移或交易他們的BTC 用於銘文和符文，用戶體驗較差。

由於用途有限，BTC 主要存放在金庫中。同時，像ETH 這樣的資產有豐富的機會透過質押、再質押、借貸等形式享受收益和被動收入。由於他們開發了新的基礎設施，其他區塊鏈經歷了快速的現代化，而比特幣則保持古老但強大。

不要誤解，比特幣的保守方法確保了其安全性和去中心化。更多的功能通常會帶來複雜性，增加攻擊的表面。

比特幣島仍然強大但孤立。其他區塊鏈透過更強的橋樑相互連接。

分離的島嶼讓我想起了我家鄉孟買的歷史。曾經被稱為Bombay，它最初由七個不同的島嶼組成。這些島嶼的融合始於 1680 年代，並持續了幾個世紀。今天，當我漫步在這個繁忙的大都市時，幾乎沒有任何痕跡表明曾經的分離。城市感覺無縫統一，其過去的分裂幾乎被遺忘。

孟買的這種轉變引發了一個有趣的問題：我們是否也會在比特幣領域見證類似的演變？一些團隊正在為此努力。

孟買七島嶼的演變。來源– Reddit

這篇文章講述了一些團隊如何為比特幣持有者提供不同的方式來使用他們的財富，而不僅僅是持有它們。我將透過解釋為什麼我們需要更好的基礎設施來奠定基礎，然後深入探討團隊為擴展BTC 用例所採取的不同方法。最後，我提到最終的願景不僅是技術共識，也涉及社會共識。

這種轉變正在發生，因為團隊正在為比特幣島建立不同的輔助島嶼，並尋找現代化比特幣島的解決方案。比特幣島的永久改革只能在島民之間發生社會革命並同意改變其規則後，才能像使用島內基礎設施一樣自信地使用通往其他島嶼的橋樑。

為什麼需要更好的基礎建設？

以太坊、Solana 以及即將推出的Monad 等成熟的區塊鏈都是以開發者為中心構建的。它們被設計為開發者建構應用的平台。這些鏈提供了全面的生態系統，透過各種學習資源、工具、框架和功能來支援開發者。 Satoshi 在開發比特幣時並沒有考慮這些。比特幣沒有一個深思熟慮的API，也幾乎沒有清晰的文件來學習比特幣開發

有三個關鍵原因需要不斷改進網路基礎設施 — — 更好的用戶體驗（UX）、更多的金融化和規模支付。

更好的用戶體驗將提升活動以帶來更多費用

Ordinals 協議是一種利用比特幣UTXO 並以不同方式查看單個Satoshi（BTC 的最小單位）的方法，它帶來了銘文（比特幣上的NFT）等創新。圍繞著Ordinals 和銘文的熱情帶來了可替代標準如BRC-20 和符文的演變。銘文和符文為比特幣帶來了活動的提升。每日交易總數相比僅BTC 轉帳增加了70% 。

這些新的比特幣交易方式幫助將手續費提高了約 40% 。然而，這些新方式在比特幣社群內引發了激烈的爭論。一派認為比特幣應該專注於強化其作為去中心化支付系統的核心功能。他們認為，超出此範圍的擴展可能會損害比特幣的安全性、簡潔性和作為健全貨幣的有效性。

另一方面，支持更靈活方法的倡導者則主張擴展比特幣的功能，涵蓋非支付用例。他們認為，這種演進對於比特幣在快速發展的區塊鏈生態系統中保持競爭力和相關性是必要的。

這足夠了嗎？並不完全。根據Token Terminal 數據，比特幣礦工在過去 30 天內賺取了約 1.09 億美元的費用。在同一時期，像Uniswap 和Lido Finance 這樣的應用程式分別賺取了 9,000 萬美元和 1.04 億美元。隨著 2024 年 4 月的最新減半，礦工們獲得的區塊補貼減少了 50% 。在最近的減半之後，區塊獎勵（補貼）從每個區塊 6.5 BTC 減少到 3.125 BTC。這樣，礦工的月度補貼減少了 13, 500 BTC（3.12514430）。以每個 66, 000 美元的價格計算，這約為 8.91 億美元，因此月度費用僅佔補貼損失的約 12% 。

最近像符文這樣的發展令人鼓舞，但我們需要更多。有哪些挑戰呢？比特幣的使用者體驗遠不如Solana 或像Arbitrum 這樣的以太坊L2。 Solana 上的兌換只需幾秒鐘且費用僅為幾美分。然而，如果你想在比特幣上交易符文，你需要支付幾美元的費用並等待一個區塊來確認交易。

此外，當你購買符文時，你必須購買列出的全部數量。買家無法修改要購買的符文數量。另一個缺點是符文不能互相交換，這與我們在以太坊上可以將USDC 兌換為MKR 的方式不同。交易者必須先將一個符文賣成BTC，然後再購買他們想要的另一個符文。中間的額外步驟增加了使用者體驗中不必要的摩擦。

交易符文的使用者體驗遠非理想。沒有辦法將BTC 作為抵押品或進行借貸。你必須將BTC 從比特幣L1 中取出並放到其他鏈上以用於金融應用。

增加BTC 的金融化

首先，比特幣的市值接近 1.3 兆美元，每個BTC 66, 000 美元。就像黃金一樣，比特幣是外部貨幣，這意味著政府不能操縱比特幣的供應。雖然黃金貸款市場的確切規模不可用，但一些報告估計為 1000 億美元。因此，在比特幣上建立應用程式的最重要原因之一是使用原生BTC 作為抵押品來借入穩定幣。強大的借貸市場將允許比特幣持有者透過他們的BTC 賺取收益

以質押為例，其他原生資產如ETH 和SOL 在質押中有固有用途，以確保網路安全；約27%的流通ETH 在質押協議中質押，年收益約 4% 。另有約4%的ETH 在再質押協議中質押， 67%的流通SOL 被質押。此外，ETH 和SOL 都廣泛用於各自的DeFi 生態系統中作為抵押資產。

Wrapped BTC (或WBTC) 是不同DeFi 生態系統中最廣泛使用的BTC 版本，其市值約為 100 億美元，佔總流通BTC 的不到 1% 。這顯示了BTC 金融化的巨大潛力。

假設BTC 在質押或DeFi 中的使用水準與以太坊相似，達到約 30% ，那麼這個金額將達到 3,900 億美元。作為對比，目前所有DeFi 中所有其他鏈的總鎖定價值為1010 億美元。 BTC 可能成為最俱生產力的流動資產，但目前這種潛力被有意的技術限制所束縛。

擴充BTC 支付

比特幣基礎層並未設計為高吞吐量。如果比特幣要成為網路的結算層，我們需要更快的交易速度。正如Mohamed Fauda所說，以這種方式發布的交易數量是有限的。在最大區塊大小為 4 MB 的情況下，比特幣可以支援 6.66 kbps（4 MB / 10 分鐘）的資料。

比特幣網路目前無法處理高流量。用戶在預期事件如Quantum Cats 的鑄幣和符文發布期間會遇到糟糕的體驗。糟糕的使用者體驗不僅影響那些試圖鑄造銘文的人，也影響那些發送和接收BTC 的人。

Lightning Network (LN) 作為領先的BTC 擴展網絡，其採用情況不佳。網路容量或流動性約為 5000 BTC。這是鎖定在所有閃電通道中的BTC 數量。這影響了網路的流動性以及可以透過它移動的BTC 數量。

為什麼這很重要？讓我們用一個例子來理解。 Joel 正在籌集 100 萬美元以支付印度的咖啡種植工人，他決定使用LN 接受捐款。他不能只是啟動一個LN 錢包並接受捐款。他需要有 100 萬美元的入站流動性。入站流動性是你的對手方在通道中鎖定的BTC 數量。 Sid 是Joel 的一個對手方，鎖定了 1 萬美元。 Joel 需要更多像Sid 這樣的對手方，他們總共鎖定了 100 萬美元，才能接受價值 100 萬美元的捐款。這對網路擴展來說是一個重大挑戰，因為入站流動性將始終受到資本機會成本的限制。

比特幣開發的挑戰

比特幣既是文化現象，也是技術現象。社會共識是最後一道防線。例如， 2,100 萬的供應硬上限可以透過分叉代碼增加 1% 的尾部排放來修改。但要使這項變更生效，所有礦工都必須在這個分叉上挖礦，這不太可能發生。這是因為硬編碼的上限一直是BTC 的主要價值驅動因素之一。如果這個上限被打破，價值可能會被認為下降。礦工不太可能在可能失去價值的分叉上挖礦。

由於缺乏社會共識，更改程式碼庫所需的技術努力將變得無用。比特幣上一次有爭議的分叉是在 2017 年的區塊戰爭期間。網路分裂成兩部分，比特幣實施了SegWit（後面會解釋）和比特幣現金，它增加了區塊大小。當時，大部分算力選擇留在BTC 上。

對於被視為貨幣或價值儲存的東西，它不能經常變化法定貨幣隨著時間的推移失去購買力的主要原因是中央銀行經常使用其權力增加供應。這種中央銀行單方面行動的不可預測性使一些貨幣永遠較弱。比特幣文化是抵制變化的。即使是像Taproot 這樣不具爭議的東西，從構想到實施也花了多年時間。

實施上述變更不僅僅是改變比特幣。比特幣基礎層需要盡可能簡單。簡單性對於減少攻擊向量和提高穩定性至關重要。想法是像以太坊的L2 一樣，在基礎層之外執行複雜的事情，如借貸和使用BTC 作為抵押鑄造穩定幣。

比特幣的L2？

什麼是L2？它應該：

為第一層提供足夠的數據，以驗證和解決爭議（如果有的話）。
除了基礎層之外，不應有額外的安全假設。
允許用戶單方面將其資產撤回到基礎層或第一層。

由於目前比特幣的操作碼（opcodes）限制了其驗證任何證明的能力，這些條件無法滿足。因此，任何聲稱是比特幣L2 的鏈都不能被稱為真正的L2。

L2 的另一個重要面向是其安全假設應與比特幣的安全假設一致。每個區塊鏈都有一些基本的安全假設，例如：

大多數挖礦節點是誠實的
節點可以獨立驗證區塊並拒絕無效區塊
分叉會在鏈的最長分支上解決，等等。

第二層或L2 不應擴展其所建構的基礎層的安全假設。例如，如果第二層有一個壟斷區塊生產的集中化排序器，用戶需要能夠以低成本質疑區塊生產。只要用戶的資金未被花費，第一層應能指示L2 釋放用戶資金。目前，這些機制甚至在以太坊的L2 中也不存在。

如果我們嚴格遵循上述L2 特性，即使是一些共識上的以太坊L2，如Arbitrum，也不是真正的L2。由於目前比特幣的操作碼（opcodes）限制了其驗證任何證明的能力，任何聲稱是比特幣L2 的鏈都不能被稱為真正的L2。閃電網路可能是唯一符合L2 定義的解決方案。作為一個通用術語，本文將這些解決方案稱為比特幣擴充層。

比特幣擴充層的現狀

整體而言，使用BTC 有兩個主要途徑： 1）使用跨鏈橋，因為比特幣本身的應用有限， 2）創建一個環境或鏈，讓投資者可以使用BTC 的應用程式駐留。

為了實現更多的用例和擴展，新層可能會在比特幣之上做出額外的安全假設。希望使用其BTC 的用戶傾向於接受最少的安全妥協。以太坊的擴展路線圖是理解以太坊擴展設計空間如何演變的一個很好的參考。

經過幾年的發展，以太坊認識到rollups 是其擴展的關鍵方式。目前，我們仍然不知道哪種方法是擴展和使BTC 更具可編程性的最佳途徑。

無論是儲存資料還是選擇跨鏈橋設計，專案都在去中心化、安全性、速度和使用者體驗之間做出權衡。以下問題的答案構成了建立擴展比特幣層的項目或公司的設計空間：

如何實現從比特幣到新鏈的跨鏈橋？
如何儲存資料（資料可用性）？
如何使用比特幣第一層結算？
是否期望比特幣的基礎層發生任何變化以實現其完整願景？
選擇哪種執行環境？
擴展的比特幣層是否促進BTC 用於燃料和質押等用途？

各團隊正在做出不同類型的權衡，以為BTC 持有者提供更好的功能和擴充。

橋接機制

比特幣上的BTC 不能直接轉移到其他鏈上，因此需要基礎設施來實現這種跨鏈轉移。一個典型的橋接機制是將用戶的BTC 鎖定在比特幣網路上，並在目標鏈上鑄造等量的合成代幣來代表這些BTC。

典型的鎖定機制是什麼？用戶希望將其BTC 從比特幣網路轉移到其他鏈時，會將BTC 發送到比特幣上的特定地址。這個位址由橋接操作員控制。當橋接操作員偵測到BTC 的到來時，他們會在目標鏈上鑄造等量的合成代幣，並將其發送到使用者指定的地址。

這種機制的風險在於，如果橋接操作員在比特幣網路上遺失了BTC，那麼在目標鏈上鑄造的代幣將變得一文不值。我們在FTX 崩潰後見證了這一風險。 SolBTC 是由FTX/Alameda 操作的BTC 包裝版本，由於FTX 在申請破產後不再兌現贖回，SolBTC 變得一文不值。

因此，用戶在目標鏈上進行的所有操作完全依賴橋接操作員如何管理和保護用戶在比特幣網路上的BTC。根據BTC 的管理方式，不同的橋接機制可以分為三種類型。

無信任橋接

這種橋接機制只有在第一層（L1）能夠驗證第二層（L2）提交的證明時才可能實現。對於比特幣來說，這種機制目前不可行，因為比特幣無法理解其外部發生的任何事情。

依賴經濟安全的信任最小化橋接

BTC 橋接的另一個選項是由多個公共方處理BTC 的鎖定和解鎖。這些公共方在比特幣網路上保護用戶的BTC，並在其他鏈上鑄造和銷毀合成BTC 代幣。 Threshold Network 的tBTC 就是這種機制的一個例子，它依賴誠實多數。

這意味著在操作員可以對使用者的BTC 執行任何操作之前，需要大多數執行Threshold Network 節點的操作員同意。 tBTC 不是依賴集中化的中介，而是隨機選擇一組運行Threshold Network 節點的操作員來保護使用者存入的BTC。

誰可以成為Threshold Network 的節點操作員？該網路有一個治理代幣T。雖然T 用於治理，但需要至少40, 000 T 才能成為節點操作員。截至2024 年6 月25 日，網路上有139個活躍節點。

tBTC Beta Stakers 計畫旨在逐步去中心化節點網路。 Beta 質押者可以將其質押委託給五個專業節點操作員 — — Boar、DELIGHT、InfStones、P2P 和Staked。 Beta 質押者預計至少運行節點12 個月並積極參與。例如，他們需要對網路升級高度回應，理想情況下在通知後的24 小時內升級其節點。

每當用戶要求鑄造tBTC 時，就會在比特幣網路上產生一個新的存款地址。這個位址專用於用戶，由Threshold Network 上的節點控制。使用者可以要求在以太坊、Arbitrum、Optimism、Mezo 和Solana 等網路上鑄造tBTC。

用戶需要提供兩個地址 — — 一個比特幣上的恢復地址（如果鑄造過程中出現問題，BTC 會退回到這個地址）和一個目標鏈的地址（用戶希望在此接收tBTC）。一旦請求發出，用戶必須將BTC 存入生成的地址並等待守護者確認其存款。確認後，鑄幣者會將tBTC 發送到用戶在目標鏈上的地址。

目前，Threshold Network 鎖定了約3, 500 BTC，價值超過2 億美元。

考慮到比特幣操作碼（opcodes）的能力，信任最小化橋接目前可以說是最好的橋接實現方式。信任最小化橋接的具體實現可能會因多重簽名（multisig）的設計而有所不同。 Threshold Network 的tBTC、Stack 即將推出的sBTC 實作以及Botanix 的spiderchain 都是信任最小化橋接的例子。

託管橋接

在這種設計中，一個中心化的提供者將使用者的BTC 鎖定在由託管人管理的地址上。 BitGo 的WBTC 是將BTC 橋接到其他鏈上最廣泛使用的方法，超過150, 000 BTC 已通過WBTC 橋接。當前WBTC 的分佈情況如下。

BitVM

在現有的三種橋接類型之外，Robin Linus 在2023 年底發布了BitVM 白皮書。 BitVM 提出了一種在比特幣上實現圖靈完備（Turing complete）智能合約的新方法。如果一個系統可以在給定足夠時間的情況下執行任何計算，則稱其為圖靈完備。如同前面所提到的，比特幣設計上是圖靈不完備的，而BitVM 提出了一種在不更改現有操作碼的情況下克服這一問題的方法，並提出了一種所謂的無信任橋接機制。

BitVM 的核心思想是樂觀地在比特幣上驗證零知識證明（ZK proof）。只要沒有對交易執行提出異議，就假定其是正確的。這個系統通常假設至少有一個誠實的驗證者。如果執行不正確，至少有一個誠實的驗證者應該提出質疑。

因此，只要零知識證明沒有被質疑，一切都正常進行。如果有任何異議，挑戰者和證明者將在鏈上進入一個挑戰-響應或二分遊戲。二分遊戲的具體定義超出了本文的範圍，但對有興趣的讀者提供了連結。二分遊戲的結果是鏈上交易負載增加。

流動性管理是BitVM 早期版本的另一個顯著缺陷。當使用者從橋接中提款時，系統會完成部分提款，橋接操作員必須事先提供流動性。操作員稍後會從橋接中獲得補償。隨著橋接中鎖定的金額增加，操作員必須保持更多的流動性以兌現提款。這對操作員造成壓力，使設計高度資本效率低。

假設操作員平均需要始終保持橋接總鎖定價值（TVL）的10% 為流動資金。如果橋接TVL 為100 億美元，操作員需要隨時保持10 億美元的流動性。隨著橋接吸引更多流動性，操作員需要保持更多的BTC 庫存。 Tyler White 和Rijndael 撰寫了一篇出色的文章，詳細解釋了BitVM 的問題。

執行層

為了提升BTC 的實用性，設計一個能提供最佳使用者體驗（UX）的鏈條是關鍵。開發者在設計這個鏈條時需要考慮多個因素。

執行環境- 是否應該採用以太坊虛擬機器（EVM）相容的鏈？ EVM 相容性有很多優勢，例如：
多年來累積的工具，如錢包和連接其他EVM 鏈的橋接，開發者可以直接使用。
使用者對這種UX 已經非常熟悉。
以太坊的二層網路（L2）已經從EVM 相容性中獲益。像Arbitrum 和Optimism 這樣的EVM 相容L2 能迅速吸引已經在以太坊上的用戶和應用程式。而像Starknet 這種不相容EVM 的L2 則面臨較大的採用難題。
然而，EVM 也有其缺點。由於EVM 需要串行執行交易，無法進行並行處理。而較新的執行環境，如Solana 虛擬機器（SVM）和即將推出的Monad，則支援並行處理。
數據可用性- 類似於以太坊，比特幣領域也出現了一些匯總解決方案。根據資料儲存的位置和方式，匯總有不同的形式。有些在L1 上儲存狀態差異（執行一批交易後鏈的兩個狀態之間的差異）和有效性證明。有些在L1 上儲存壓縮的交易數據，有些僅在L1 上儲存有效性證明，而將交易數據儲存在單獨的層上。
一些鍊如Stacks 使用比特幣作為檢查點機制。 Stacks 的區塊時間比比特幣的要短得多。 Stacks 將其區塊之間的資料發佈到每個比特幣區塊上。
執行層可以透過銘文的形式在比特幣上發布交易資料。回想一下比特幣網路的6.66 kbps 頻寬。如果我們假設壓縮交易的大小為10 位元組（通常約為20 位元組），一個比特幣區塊理論上可以包含約600 個壓縮交易。然而，這個最大值幾乎不可能實現，因為4 MB 區塊非常罕見，而且整個4 MB 空間可用於銘文的情況更為罕見。
區塊大小取決於SegWit 和非SegWit 交易的混合。 SegWit（Segregated Witness）將交易資料與見證資料分開。其理念是，並非所有儲存在區塊中的資料都是同等重要的。與其將區塊大小限制在傳統的1 MB，SegWit 提出了一個新的400 萬重量單位的限制。因此，如果一個區塊全部是非SegWit 交易，限制將是1 MB。但如果它全部是SegWit 交易，它可以達到4 MB。

多個團隊正在建立比特幣的層，以利用BTC 的巨大流動性。本文研究了六個不同的團隊，這些團隊在做出不同的權衡並有有趣的設計。我們簡要描述了它們的工作方式、開發階段及其迄今為止的進展。

Babylon

Babylon 專注於擴展BTC 作為質押資產的用途。它提出了一種不同於其他比特幣層（即所謂的L2）的新方法，稱為遠端質押BTC。這種方法不同於將BTC 鎖定在比特幣網路上以鑄造合成版本，而是引入了以下機制：

使用者透過建立一個只能花費一次的UTXO，將其BTC 鎖定在自我託管的保管庫中。這個UTXO 只能在預定的質押期結束後或用戶透過其特殊的EOTS（可提取的一次性簽名）燒毀質押的UTXO 後才能花費。
在確認質押交易後，用戶可以使用其EOTS 在Cosmos 生態系統中的PoS 鏈上驗證區塊以賺取收益。
如果用戶行為誠實，他們可以在質押期結束時解鎖其BTC 或提交一個解除質押的交易到比特幣網路。
如果偵測到不誠實行為，使用者的EOTS 將向公眾公開。 Babylon 的監察員確保至少有一個誠實的操作員。這個程式套件作為比特幣和Babylon 之間數據的中繼者。提交者程式使用OP_RETURN將Babylon 檢查點提交到比特幣網路。報告者程序掃描Babylon 檢查點並將其報告回Babylon。如果偵測到異常，任何人（稱為slasher）都可以使用公共的EOTS 金鑰並提交比特幣交易以獲取惡意用戶的質押。
一個常見的問題是為什麼使用者不能自己使用密鑰取回質押。答案可能是，當礦工看到這筆交易時，如果有人發起相同的交易，礦工會選擇費用更高的交易。例如，如果質押金金額是5 BTC，slasher 可以與礦工分享其中的4.99 BTC 並獲利。在這種情況下，礦工保留大部分利潤而不是slasher。然而，惡意用戶無論如何都會失去大部分質押，無論是給slasher 還是礦工。

雖然Babylon 提供了一種擴展BTC 用途的有趣方法，但其機制相當複雜。例如，儘管一些PoS 鏈已經上線多年，但削減機制尚未在許多PoS 鏈上成功實現。此外，雖然Babylon 可以利用遠端質押使BTC 可用於保護其他PoS 鏈，但它需要一個橋接來實現其他BTC 用例，例如藉貸。

Build on Bitcoin (BOB)

更為人所知的是BOB，Build on Bitcoin 是一個基於Optimism 的匯總，截至2024 年6 月在以太坊上結算。它聲稱是一個與比特幣對齊的以太坊L2。 BOB 將分四個階段推出：

階段1 — OP 堆疊匯總。在這個階段，它純粹是一個以太坊總結。詐欺證明尚未在主網上線。詐欺證明是一種機制，允許任何人質疑包含在匯總批次中的交易的有效性。
階段2 — 具有比特幣安全性的以太坊總結。在這個階段，BOB 將利用比特幣的合併挖礦。合併挖礦允許礦工在比特幣的同時保護（或挖礦）多個鏈。
階段3 — 透過BitVM 的樂觀比特幣彙總。 BitVM 目前尚未上線。當它在當前版本的基礎上改進後上線時，BOB 將開始使用BitVM 在比特幣上結算。
階段4 — 比特幣上的Zk 總結。在比特幣接受允許驗證Zk 證明的操作碼後，BOB 將使用Zk 證明在比特幣上結算。

截至2024 年6 月17 日，BOB 的TVL 約為6,000 萬美元，其中Sovryn DEX 貢獻了約2,000 萬美元。

Botanix

Botanix 團隊帶來了一個重要的創新：Spiderchain。什麼是Spiderchain？它是Botanix 上的一種滾動式多重簽章機制的協調節點。讓我們來詳細解釋一下。正如我們之前提到的，一個L2 需要一個橋接和一個執行交易的鏈。協調節點負責在比特幣上保護用戶資金，並在EVM 層上鑄造和銷毀合成BTC。協調者運行比特幣和Spiderchain EVM（Botanix）節點。

假設網路上有N 個協調節點。每個比特幣區塊會隨機選擇M（<N）個協調者來保護傳入的BTC。每個紀元，新的密鑰會與一組新的協調者一起產生。在橋接過程中，首先選擇最新的BTC，以確保較舊和已建立的協調者控制較舊的幣。

Botanix 的鍊是EVM 相容的，並由PoS 共識機制保護。除了透過參與滾動多重簽名網路來保護比特幣上的BTC 和促進合成BTC 的鑄造和贖回外，協調者還參與EVM 鏈的區塊構建。他們將Botanix EVM 交易的根哈希（一個緊湊版本）作為銘文發佈在比特幣上。

需要注意的是，僅僅在比特幣上發布數據並不意味著結算。這裡的區別在於，像Botanix 這樣的外部鏈以銘文形式發布的資料儲存在比特幣節點（礦工）未驗證的地方。比特幣協議完全不知道這些數據。因此，無法確定銘文中發布的交易資料是否正確。

截至2024 年6 月，Botanix EVM 和Spiderchain 仍處於測試網階段。

Citrea

Citrea 正在比特幣之上建立一個Zk 匯總。比特幣之上的意思是，它打算使用比特幣作為數據可用性層。 Citrea 表示，擴展比特幣區塊的最安全和激勵對齊的方式是透過鏈上可驗證性和資料來分片執行。分片執行意味著將執行任務分成更小的部分。

然後，Citrea 將這些分片或交易批次聚合起來，並將兩個交易批次之間的狀態差異與稱為有效性證明的證明一起發佈在比特幣上。但目前的問題是，比特幣沒有能力驗證這些證明。 Citrea 的最終形式將不得不等到比特幣有了允許其驗證zk 證明的操作碼。

在此期間，它將使用BitVM 實作作為臨時解決方案來處理證明，並橋接BTC 進出匯總。自然，Citrea 也繼承了前一節提到的BitVM 的缺點。未來，隨著BitVM 的改進，Citrea 將改進其橋接功能。

來源 — Citrea

截至2024 年6 月，Citrea 處於測試網階段。

Mezo

Mezo 自稱是比特幣的經濟層，而不是比特幣的L2。它使用Threshold Network 的tBTC 橋接，將BTC 引入和帶出EVM 鏈Mezo。

Mezo 由開發了tBTC , Fold , Keep和Taho . 等產品的團隊建構。這個團隊多年來一直致力於比特幣相關應用程式的開發。 Mezo 的目標很簡單：擴充BTC 的使用場景。它透過以下三種機制實現這一目標：

讓Mezo 用戶透過質押BTC 來保護網路並賺取收益。
允許用戶用BTC 支付gas 費用，這些費用將分配給veBTC 和veMEZO 質押者。
建立一個端到端的BitcoinFi 體驗。

那麼，什麼是BitcoinFi 和經濟層呢？大多數新鏈，包括EVM 鏈，都依賴現有的使用者體驗，例如相同的錢包和橋接工具。改進使用者體驗幾乎從未成為優先事項。而Mezo 從零開始設計整個使用者體驗，這是非常罕見的。它包括以下內容：

一個由BTC 支援的本地穩定幣（mUSD），用戶無需從其他鏈橋接。
一個由BTC 擔保的長尾借貸協議。
透過Fold提供的全面整合的上下車通道。
透過Taho提供的整合錢包體驗。

將所有這些應用程式結合起來，Mezo 創建了一個獨特的端到端BitcoinFi 體驗。

Mezo 基於Cosmos SDK，並使用Comet BFT 作為共識機制。

CometBFT 是一種軟體，用於在多台機器上安全且一致地複製應用程式。所謂的安全，是指只要少於三分之一的機器以任意方式出現故障，CometBFT 就能正常運作。所謂的一致，是指每台非故障機器都能看到相同的交易日誌併計算相同的狀態。安全且一致的複製是分散式系統中的一個基本問題；它在從貨幣到選舉再到基礎設施編排等廣泛應用的容錯中起著關鍵作用。 — — 來源： CometBTF 文檔

CometBFT 由兩個元件組成：一個共識引擎和一個通用應用程式介面。基於Tendermint 核心，共識引擎負責區塊生產、驗證和最終性。 Tendermint 是最早的權益證明共識設計之一，提供拜占庭容錯（BFT）共識，可以容忍多達三分之一的惡意節點。

應用程式介面（Application BlockChain Interface，ABCI）將共識引擎與應用程式分開。 ABCI 的一個主要優勢是，由於共識和應用程式是分開的，開發人員不必用與共識引擎相同的語言建立應用程式。此介面作為一個媒介，將交易傳遞給應用程式執行。這種能力使系統更加模組化，有助於吸引更多的應用程式開發人員。最初，Mezo 只相容於EVM 運行時。

Mezo 的經濟設計使得隨著它的普及，BTC 持有者可能會直接或間接受益。他們可以在Mezo 上質押BTC 以賺取質押收益，或者如果他們選擇繼續持有BTC 在比特幣網路上，他們將從BTC 被取出流通（用於支付Mezo 上的費用）中獲得一些好處。

Mezo 有一個雙重質押模型，如下圖所示。網路上的驗證者可以質押BTC 和MEZO（Mezo 網路的本地代幣）。透過質押BTC 和MEZO，驗證者分別獲得veBTC 和veMezo。 “ve” 代表驗證者託管，這些代幣通常鎖定在智能合約中。驗證者託管代幣持有者俱有治理權，網路獎勵和費用收入與他們共享。

資產鎖定時間越長，發放的ve 代幣越多。 veBTC 質押者賺取BTC，veMEZO 質押者賺取MEZO 獎勵。部分MEZO 獎勵可以被銷毀以增加BTC 庫存。

收益是Mezo 的核心功能之一，因為使用者支付的費用會分配給質押BTC 的驗證者。 Mezo 計劃透過其姊妹專案Acre 提供的流動性質押進一步擴展BTC 質押的應用範圍。當用戶將BTC 存入Acre時，他們會獲得一個流動性質押代幣stBTC 作為回報。存入的BTC 會被用於跨鍊和DeFi 應用。透過這些活動產生的收益會累積在stBTC 中，而stBTC 可以1: 1 兌換為BTC。

來源 — Acre 博客

儘管BTC 的市值超過一兆美元，但在藉貸市場上幾乎沒有發揮作用。下圖顯示了WBTC 在藉貸市場的分佈。數據顯示，從2023 年7 月到2024 年6 月，前三個借貸應用中使用的WBTC 數量從約50, 000 減少到約23, 000 。借貸應用中WBTC 總量的下降可以歸因於WBTC 供應量下降了48% ，從2022 年5 月的285, 000 WBTC 降至現在的略高於150, 000 WBTC。這種下降主要是由於市場在Luna、3AC 和Alameda 事件後的影響下意識到集中化方的風險。

在首次推出的第一階段，Mezo 已經開始接受BTC 存款，鎖定期有三種：兩個月、六個月和九個月。存款會以HODL 分數的形式獲得積分。一枚BTC 每天產生1000 分，且鎖定期越長，乘數越高。用戶還可以存入其他資產如USDe、USDC 和USDT，以增加BTC 存款的收益。截至2024 年7 月，Mezo 的TVL（總鎖倉量）為1.35 億美元。

除了獎勵持有者外，Mezo 還將與比特幣核心協議分享部分費用。

Stacks

Stacks，前身為Blockstack，最近推出了備受期待的Nakamoto 升級，旨在解決升級前的分叉和交易緩慢等問題。 Stacks 使用轉移證明（PoX）共識機制。

因此，有興趣在Stacks 上產生區塊的比特幣礦工需要發送一些BTC。假設礦工Alice 被隨機選中在Stacks 上產生區塊。這個礦工的BTC 會被分配給那些質押（鎖定/質押） STX（Stacks 鏈的本地代幣）的用戶。這很有趣，因為雖然收益較小，但它是以BTC 的形式提供的。而在大多數鏈上，收益僅以鏈的本地代幣提供。

一旦被選中，Alice 可以一直產生Stacks 區塊，直到下一個比特幣區塊被挖出。隨著她生成Stacks 區塊，這些區塊會被發送給簽名者進行驗證。當超過70% 的簽署者接受這些Stacks 區塊時，它們就會被Stacks 網路接受。假設Alice 在下一個比特幣區塊被挖出前生成了10 個Stacks 區塊，而Bob 贏得了下一個生成Stacks 區塊的機會。

Bob 會將Alice 在Stacks 上產生的第一個區塊的哈希值加到他提交到比特幣鏈的區塊提交交易中。 Stackers 會偵測到這筆交易，並在Stacks 上創建一個任期變更交易，該交易包括Alice 生成的最後一個區塊的哈希值，即第10 個區塊。這樣，Bob 就知道他需要基於Alice 的第10 個區塊繼續建構。

儘管比特幣層的開發還處於早期階段，以下是對上述鏈的比較。它考慮了鏈設計、橋設計和所保障的美元價值。

我們還必須提到，除了上述團隊外，還有許多其他團隊，如Alpen、Bison、BitLayer、Rootstock、SatoshiVM 和Soveryn，也在建立比特幣的擴展層。讀者可以在這裡找到完整清單。

L2 與L1 之間的關係

L2 在兩個方面幫助L1：擴展規模和降低成本。它們為用戶提供了一種更便宜的交易方式，同時不會犧牲太多安全性（對於具有非託管、無信任橋接和無額外安全假設的L2 來說，甚至沒有安全性損失）。

以以太坊L2 為例。根據Token Terminal 的數據，在2024 年6 月的第二週，以太坊支援了710 萬筆交易，收入為1,060 萬美元。用戶每筆交易的成本約為1.5 美元。同時，五個L2 — — Arbitrum、Base、Blast、Optimism 和Polygon — — 支援了超過7000 萬筆交易，總費用為275 萬美元。每筆交易的費用約為0.03 美元。

我們可以討論這些交易的質量，包括它們是否是機器人交易或交易價值等。然而，事實是，以太坊本身無法支援那麼多交易。

然而，這樣做的一個缺點是，L1 不再直接與其用戶連接。在傳統商業中，通常是離終端用戶更近的企業捕獲了大部分價值。亞馬遜就是一個很好的例子。其龐大的分銷網絡使其對供應商和製造商具有優勢。

Dollar Shave Club 透過訂閱模式直接向消費者銷售刮鬍刀，從而顛覆了刮鬍刀產業，消除了傳統的零售通路。這使他們能夠以更低的價格銷售產品，並保留大部分價值，而不是與整個供應鏈分享。

通常在你和客戶之間增加另一層是一個壞主意。那麼，為什麼L1 要走這條路呢？透過將L2 引入混合，L1 並沒有失去客戶。它們正在將B2B 模式引入先前嚴格的B2C 商業模式中。但仍存在一個問題 — — L2 是否捕獲了大部分價值？它們是否向L1 傳遞了足夠的費用？

幸運的是，以太坊在過去三年中已經走過了這條路，我們可以觀察L2 對以太坊價值捕獲的影響。有兩種方法可以理解L2 是否對以太坊具有掠奪性。

1. 第一種是看以太幣是否失去了收入給L2。我們可以透過檢查以太坊在以太坊生態系收入中的份額變化來檢驗這一點。以下圖表展示了以太坊和五個領先L2 的收入。以太坊始終佔據90% 以上的收入流。

2. 另一種方法是查看市值或價格。因為價值捕獲幾乎總是反映在價格中，ETH 佔以太坊生態系統總市值的95% 以上，考慮到其前10 個L2 的市值。

以太坊本身無法支援那麼多交易，但它仍然捕獲了90% 以上的生態系統價值，這表明L2 是擴展以太坊的正確步驟。只要L2 在L1 上結算，L2 之間對L1 區塊空間的健康競爭對基礎層的健康有利。

接下來是什麼？

再來想像一下島嶼的比喻。對於真正的L2 來說，這兩個島嶼必須共同建造一座橋樑。但如果沒有比特幣島居民的內部共識，這是不可能的。目前的情況是，那些希望成為比特幣島L2 的項目正在努力建立基礎設施，作為臨時解決方案。

因此，一旦比特幣島居民同意需要橋接到其他島嶼以促進成長，L2 島嶼就準備好了。在此之前，重要的是不要試圖找到更複雜的橋接和創建L2 的方法，而是要專注於使用已被證明有效並經過實戰測試的基礎設施。

不同項目如何現代化比特幣島並準備橋樑基礎設施以連接其他島嶼

眾所周知，比特幣島居民固守己見，非常重視島嶼的安全。對島嶼的任何改變都會經過徹底的討論。任何想對比特幣提出修改建議的人都可以起草比特幣改進提案（BIP）。在各種論壇上進行非正式討論後，作者會吸收回饋並對BIP 進行修改。然後，島民委員會會給BIP 編號，使其正式生效。

一些島民理解謹慎現代化比特幣島的重要性。像Botanix、Taproot Wizards 和Thesis 這樣的團隊正在為增加操作碼以擴展比特幣的可編程性奠定基礎。 Ethan Heilman 和Armin Sabouri 提出的BIP-420 （也稱為OP_CAT）將為比特幣帶來大量令人興奮的可能性。 CAT 代表連線。它是原始比特幣操作碼的一部分，但由於安全問題被中本聰刪除，這些問題隨著比特幣執行環境的演變而得到緩解。

此操作碼允許將兩段資料連接在一起。它解鎖了從自訂交易類型（如動態託管系統）、智能合約（如原子交換）到不同的DeFi 應用程式以及與外部鏈更大互通性的眾多可能性。

像Starkware 這樣的團隊已經建議OP_CAT 可以將STARK 驗證帶到比特幣。這意味著比特幣可以驗證Zk 證明，從而啟用匯總。這種設計範式不僅允許比特幣上的通用設計，還提高了其急需的可擴展性。

Taproot Wizards 團隊的其他設計（如CATVM ）已經在進行中。設計將使用OP_CAT 建立無信任橋樑。與目前的BitVM 設計不同，CATVM 沒有流動性要求。 CATVM 將實現序數和符文的去中心化交易，其使用者體驗與其他鏈一樣好。

隔離見證為Taproot 鋪平了道路，Taproot 反過來對序數至關重要。序數和銘文使BRC-20 和符文成為可能。比特幣開發者最近的熱情表明，他們越來越支持實現BIP-420 的社會共識。它還具有向後相容性，因此網路不需要硬分叉來激活它。我們期待它上線並見證真正比特幣原生可編程性的新時代。

長時間以來，比特幣開發者的興趣已明顯增加。圍繞比特幣構建的所有獨立項目就像環繞強大比特幣島的小型現代島嶼。隨著BIP-420 的推出，可能會有辦法將這些島嶼融合在一起，形成一個繁榮和現代的島嶼。

隨著比特幣的所有變化，我希望未來我們能夠在不同的金融應用中使用BTC，而無需了解底層的各個層。比特幣層的整合將像今天在孟買穿梭一樣自然，我們完全不知道這個繁忙的大都市曾經是孟買的七個獨立島嶼。

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