基于UTXO底层模型构建的BTC L2公链——BVM虚拟机TBC

Jane
媒体专栏
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TuringBitChain(TBC)是一种基于比特币的高性能公链,采用UTXO模型和TuringContract智能合约,具有去中心化、低手续费、零确认交易等特点。其目标是释放比特币的潜力,解决堵塞问题,成为未来承载海量用户的Web3公链和RWA基础设施。TBC的经济模型公平启动,TOKEN为TBC代币,总供应量21亿枚,开发团队拥有多年研究经验,预计2023年上线测试网。TBC采用FastDAA难度调整算法和SHA-256挖矿算法,每10分钟产生一个区块,初始区块大小为4G,可动态扩容。其愿景是为WEB3世界打造最好用的底层公链,也是比特币生态最重要的BVM虚拟机的发起者。主网已上线,未来有望成为BTC L2的领头羊。

摘要由 Mars AI 生成
本摘要由 Mars AI 模型生成,其生成内容的准确性、完整性还处于迭代更新阶段。

原文作者:Jane

一:项目简介:

TuringBitChain(以下简称 TBC)是基于比特币原始协议的 UTXO 模型的公链, 从最底层的TXID生成方法入手,进一步提高了并行性能,并创新性地提出了在 UTXO 模型上实现 Layer-1 智能合约方案,在保证足够去中心化的基础上, 能实现无上限扩容。

什么是UTXO模型?所谓UTXO模型,简单来说,就是一种特殊的账户记账模型。它的中文意思叫作“未花费交易输出”,它跟ETH和银行传统的账户余额模型有一个很大的区别就是:这种模型只记录交易本身,而不记录交易的结果。

UTXO 模型相比于ETH等账户余额模型有以下两个优点:

1:如果用户启用了新的地址用于转账和交易,新地址与原地址之间的关系很难被追踪,可以更好地保证用户的隐私;

2:UTXO 模型理论上来说可以并行地利用不同的 UTXO 签发多笔交易,并广播到网络中。

比特币设计的初衷是为了实现完全透明化、公平性和可审计性。 UTXO 可以帮助比特币实现这些目标。所以BTC采用了 UTXO 模型作为其底层存储的数据结构,BTC还可以在不依赖可信第三方的情况下解决双重花费问题。

 

二:项目解析:

区块链技术一直以来面临的最大难题是扩容问题,不同的公链一直尝试用不同的技术路线来解决这个问题,如以太坊的分片方案等;而由于UTXO模型具备高并发特点,有不少公链选择UTXO路线进行扩容。但目前大多数UTXO模型公链都没有Layer-1的智能合约,不能实现复杂的业务逻辑。

我们调研了其他几条公链,如:Conflux是UTXO模型,通过ESpace来实现兼容EVM而非BVM的智能合约。Nervos是做了一个类似rollup的二层来实现智能合约。ADA是修改了UTXO模型,变成了EUTXO模型来实现智能合约,但Eutxo模型和BTC不能兼容。

STX有智能合约,POX共识,非UTXO模型,生态目前发展不错。Kas支持EVM,但目前还没有智能合约。(项目路线图说未来会支持)

TBC则是通过连接比特币和一套多链架构,打造完善的TCP/IP协议。 目前支持NFT、Defi、数据存储、BTCFI和通过常规协议实现的BTC NFT和BRC20等。支持Ordinal & BRC20 的功能也将在第二季度实现。

TBC公链的目标是帮助释放比特币的全部潜力并解决其堵塞问题;未来BTC将不再只是数字黄金, 不只是仅仅作为价值储存的工具,更可能用于日常交易,包括像购买咖啡之类的小额消费;及具备像ETH般的智能合约操作系统。TBC希望可以成为未来承载海量用户的真正Web3公链和RWA的基础设施,帮助BTC生态打造出类似EVM那样繁荣的BVM生态。

 

三:项目特点:

1:去中心化:采用和 BTC 相同的 POW 共识方案及 BTC 相同的 SHA256 挖矿算法, 确保了 TBC 具有开放性。TBC区块的发布由算力通过公平的竞争来决定,充分发挥了市场的优化分配能力。

2.合规且高效:TBC采用了合规的节点挖掘区块的机制,在网络算力较小时,可以高效的防范算力攻击与资产盗窃的风险。

3:无上限扩容:采用优化UTXO高并发模型,并升级了传统UTXO模型的交易格式,打造高性能并行计算的超级节点,是确保可以承载百万级TPS的可动态扩容公链;(在 TBC测试网测试时,TPS达到了13,000+ )。

4:Layer-1的UTXO智能合约:首创了基于 UTXO 模型的纯一层实用图灵完备的智能合约方案 TuringContract,能实现 EVM 的所有逻辑。并且因为得益于 UTXO 模型优点,使 TBC 具备高性能和极低的手续费优点。

5:交易的零确认技术——FT&NFT交易瞬间完成。(低延迟链上应用用户体验)、GAS费随着用户增加而下降;

6:比特币操作系统(可行的智能合约);数据存储、合约执行、交易传输均在一条链上完成;

7:与比特币钱包地址相同的钱包地址: TBC将相同的数量和相同的技术结构应用于BTC,未来将启用比特币1:1中本映射功能;能实现BTCfi 叙事。(启用使用BTC作为资产,启用BTC作为交易单位)

8:友好的跨链模块化基础设施(暂称 TuringBridge):A)开源应用程序库即将推出。B) 启用高度可定制、开箱即用的功能应用程序。

 

四:TBC核心技术详解

TBC是具备高性能且局域智能完备的区块链基础设施。

A.高性能

A1.可无限扩展

A2.可流水线处理

B.智能完备

每个局域UTXO链均是一个完整图灵机

 

A1 高性能:可无限扩展

高性能意味着高并行扩展性,采用分布式计算而非单机单核计算,其包括两类扩展强可扩展性与弱可扩展性。

前者固定问题规模,增加计算核心使用量,使得总计算时间相应降低,表示为:

   Time(N) = Time(1) / N

   N为CPU处理核心数

后者为在扩大问题规模同时,相应增加计算核心,可使计算时间维持一个稳定不变的量级,相应表示为:

   Workload(1)/1 ~? Workload(N)/N

   通过研究多种并行算法,TBC所采用的分布式计算模型,可以同时具备强可扩展性与弱可扩展性两种特性。

 

A2 高性能:可流水线处理

UTXO

 

TBC在智能合约设计过程中,始终贯彻流水线式的基本理念,使得未来可以通过硬件化,加快串行程序的执行通量。

   

B.智能完备

  1:在TBC的UTXO模型下,每个UTXO链都是一个图灵机,大量的并发的图灵机组成了区块链的实用的智能完备的网络,其底层BVM与EVM有很大的差异。

BVM和EVM底层模型性能对比:

 

UTXO

UTXO

   

2:BVM栈处理器

UTXO

  

3:OP_PUSH_TX技术简介

TBC目前可以选择OP_PUSH_TX技术将交易上下游的数据纳入可编程的数据空间,实现局域的图灵完备能力,隔离的UTXO将使得不同的可编程空间能够并行的执行,实现高效的区块数据验证,降低每个交易的费用。

UTXO

4:数据膨胀->分层哈希

   TBC 通过原创的扁平式的分层哈希模型,解决数据在节点间传输或智能合约中的数据臃肿与膨胀问题,为上层建筑提供了坚实的地基。

 UTXO

UTXO

五:经济模型分析:

1.TBC 完全公平启动:TBC是基于比特币原始协议的纯POW 模式;没有ICO,没有IDO,节点运营和执行运营均由初始贡献者提供资金。

2.TBC 公链的 TOKEN 称为TBC代币;TBC 最大供应量上限为 21亿个,其中 93.3%在分叉时天然存在并已经被锁定。(需要至少4年之后才可能开始解锁)。另外的6.7%是挖矿产生。跟BTC一样,TBC的挖矿产量4年减半。预计4年后,TBC总流通量约为6500万枚

3.TBC 区块间隔:约每 10 分钟 ;难度调整算法:FastDAA;挖矿算法:SHA-256(BTC\BCH 兼容); 区块大小:初始上限 4G(其后根据情况进行动态扩容)

 

六:开发团队:

TBC早期开发者来自全球多个核心技术极客团队,他们在大区块和扩展解决方案方面拥有多年的研究经验。TBC 有来自高性能计算领域专家的学术成果。2021 年 09 月, TBC 底层技术已被发明与公布,图灵完备的高性能 Layer1 智能合约 Turing-Contract 也很早就完成了设计与实验。2022 年 03 月图灵完备的高性能 Layer1 智能合约 Turing-Contract 正式发布。

2023 年 12 月,TBC Alpha 测试网上线。世界知名高性能计算中心的可扩展性解决方案得到验证。TuringContract 的执行速度超过13k TPS。经过几个月的测试网测试,TBC 主网已于 2024 年 2 月 14 日正式启动。

 

七:项目路线图:

1.第一阶段:(BTCfi 阶段)

TBC 旨在通过 BVM【比特币虚拟机】,释放比特币参与 Defi、NFT、RWA等生态应用的潜力。

2.第二阶段:(推动BVM兼容所有 UTXO链)

a:未来推动更多的 UTXO 链采用 BVM,如:Doge 的生态。

b:通过成熟的去中心化跨链基础设施--TuringBrige协助 UTXO BVM 链未来与账户模型 EVM 链生态的融合。

3.第三阶段:(区块大小进入TB阶段,手续费趋近于0)

TBC 打破了现有区块链中大量用户导致高额费用的惯例。随着网络的发展,TBC 将展现交易费用随着用户增加而降低的魅力助力BTC生态大爆发。

4. 第四阶段(为未来WEB3世界打造最好用的底层公链)

由于 TBC 能够运行海量区块链应用并在链上验证数据,网络效应不断增强,TBC 将协助 BTC 引领下一代互联网,也将成为最好用的WEB3基础设施之一。

 

综上所述:TBC是The blockchain for sencond life.愿景是为WEB3世界打造最好用的底层公链。TBC同时也是比特币生态最重要的BVM虚拟机的发起者, 就像BTC生态的 Polygon,目前主网已经上线,随着 BTC 生态的爆发,TBC是不是有机会成为BTC L2的领头羊,让我们拭目以待!

 

以上仅为项目研究报告,不作为投资建议!

附:

白皮书:https://drive.google.com/file/d/1sUHjRlIQk_vB3-GPloPKkllgqC3lLRfq/view?usp=drivesdk

官网: https://turingbitchain.io/

推特:https://twitter.com/Turingbitchain_

Github:https://github.com/TuringBitChain/LearningMaterials

邮箱:[email protected]

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