BTC L2 故事新编,以 Rollup 为中心的设计原则

佐爷热度: 14803

比特币扩容路线包括主网升级、链外扩容和直接分叉,但目前的BTC L2方案仍存在问题。BTC L2应该是闪电网络和侧链的混合产品,利用比特币主网的安全性,同时解决大规模计算问题。Rollup是一种新型的区块链技术,结合了PoW和PoS机制,需要解决映射资产的安全和隐私问题,以及如何保障其在发生故障时能够退回比特币主网。目前Rollup为中心的方案仍是最完备的,但如何确保去中心化和发挥BTC、主网代币的作用仍不明确。Bitlayer是一种基于比特币的扩容方案,旨在确保BTC的价值和安全性能迁移至Rollup之上。隐私计算和排序器去中心化是两个关键点,铭文提供了较为成熟的借鉴思路,但成本仍是一个难点。

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:佐爷

原文来源:佐爷歪脖山

比特币扩容路线≠BTC L2。

我在新年伊始对 BTC L2 的技术路线进行了总结,主要分为 BTC 的安全性和价值上行,以及 L2 交易执行和结果的下行两部分,随着时间的发展,短短三个月不到,BTC L2 已经来到近百的数量级,但是仍然有一些基本问题尚待厘清,定义问题首当其冲。

在比特币的发展史上,扩容路线长期存在三种实践,最底层的是主网升级,比如 SegWit 和 Taproot 两类,其次是链外扩容,比如客户端验证、闪电网络和侧链等诸多尝试,最后是直接分叉,比如狗狗币、BSV、BCH 等。

去中心化比特币扩容路线选择

由里到外,纷繁复杂,究竟什么是 BTC L2 众说纷纭,参考以太坊的发展史,我在此提出两个评判要点:

  1. L2 必须首先自己是一条链,能够独立完成运算、交易的各个环节,最终提交比特币进行结算;
  2. L2 的安全完全由 L1 保障,L2 的底层价值由 BTC 来支撑,L2 代币不能干扰 BTC 的功能发挥。

按照这个标准,主网升级和分叉和 L2 概念无关,重点在于链外扩容路线究竟该如何分类,比如闪电网络是一个特殊的“通道”,本身很难说是一条公链,而侧链具备自己的安全共识和运作模式,安全性无法严格和比特币等效,但是 L2 应该就藏在其中,那么来继续划分。

BTC L2 = 闪电网络 + 侧链。

参考之前的标准,BTC L2 应该是闪电网络和侧链的一种混合产品,即像闪电网络一样完全依附于比特币主网,同时像侧链一样“独立于”比特币运作,取其精华,去二者糟粕。

如此一来,现有的 BTC L2 方案都需要进一步发展,尤其是考虑到 BTC 的 UTXO 机制和 Layer 2 依赖的智能合约机制无法严格协同运作的事实,即比特币无法实现对过往交易的撤销,需要 L2 自行解决或者引入链外更新或索引机制。

其次,L2 的独立性存在过强的问题,比如仅仅存储比特币交易的区块头信息作为 L2 对 L1 的同步证明,仅仅将结算信息存入比特币脚本作为 DA 方案,而根本不考虑之后的检索和确证问题。

BTC L2 的现状极易被浑水摸鱼,导致安全和信任危机,我认为,必须从 L2 为中心过渡到以 Rollup 为中心的全新阶段,即完全利用比特币主网的安全性,同时解决大规模计算问题。

BTC L2 ≠ Rollup。

  1. BTC 搭建 PoS 体系提供安全性,使用无许可的准入和销毁机制,区别于现有包裹资产体系。
  2. BTC 质押收益完全使用 BTC 作为计价币种,项目代币不能和 BTC 产生功能冲突。
  3. Rollup 计算层需要同时满足大规模和隐私需求,以加密技术对抗中心化倾向。
  4. Rollup 不能构建额外的 DA 层,严格使用比特币作为 DA 解决方案。

总结一下,理想中的 Rollup 应该是以 BTC 作为原生 Gas Fee 和质押奖励,利用 2WP 双挂钩机制实现跨链流通,1:1 锚定的映射资产 xBTC 流通于 BTC L2 和跨 L2 桥,隐私计算 + ZK 证明,可从源头和过程保证比特币使用者的完全匿名性和隐私性,项目代币参与 Rollup 运作,避免和 BTC 的角色冲突。

Rollup 像桥像链又像 L2

去中心化BTC Rollup 运作流程

首先要解放思想,PoW 底层 + PoS 上层是目前的最优解,质押收益来源依赖于底层价值支撑,工程组合取代技术创新,计较 ZK 还是 OP 没太大意义,结果存储不是 DA ,另外不必过度纠结中心化和去中心化的机制设计,没有任何方案能和比特币相提并论,即使是ETH OP,真正的故障证明和回收机制也是“路线”或者“理论上”,目前或者长期来看依然会由项目方来控制。

因此,更合理的机制设计在于如何通过技术手段减少人为干预,并且保障项目长期稳健运行,在 ETH L2 中被称为强制提款和逃生舱设计,确保极端情况下项目停摆也能保证用户资金安全,对于 BTC Rollup,这里的难点是如何在发生故障时将映射资产退回比特币主网,以及如何在 Rollup 计算时保障隐私,在早期不那么去中心化之时。

首先讨论第一点,BTC 的映射资产,比如 WBTC 的各类去中心化版本,在 Rollup 上流通的同时要确保安全性,一方面,BTC 进入才能支撑 Rollup 的价值,另一方面,Rollup BTC 在发生故障时必须能转回主网。

现有的解决方案,基本都是跨链桥的各类变种,区别只在于是通信桥、资产桥还是中心化的桥,目前来看基本上很难再有新的解决方案,桥接资产是搭建 PoS 体系的第一步。

不过质押和质押收益还有创新空间,比如可以跳过 Lido 的发展阶段,直接使用 DVT 技术来搭建完整的去中心化质押体系,或者基于 BTC、WBTC 或者 BounceBit 发行的,基于交易所体系衍生出的再质押 BTC 搭建混合质押体系,以降低对危机时对 BTC 的安全冲击。

桥接和 DVT/混合质押之后,Rollup 的计算长期被人忽视,这里面的问题在于,Rollup 自己要能承担公链的数据吞吐、状态更新和结果存储,以及数据分发四个阶段或部分,可以分成两点去讨论,其一是效率,其二是隐私。

  • 效率容易理解,比如使用并行机制或并发机制,在度过早期的 FOMO 情绪后,比特币 Rollup 要和 ETH Rollup 比拼运行效率,而提速已经被 Solana 证明真的管用。
  • 隐私问题长期被人忽视,比特币的 PoW 机制导致其几乎无法被审查,但是 Rollup 在早期阶段,极易受到 ETH PoS 后的窘境,即某类节点遭受和迎合审查机制,这里的解决方案无法通过去中心化机制设计来实现,任何方案都无法和 BTC PoW 相提并论,必须寻求隐私计算的帮助。

最后是 DA 问题,也就是参考 ETH L2 和 Rollup 分野的评判标准,不使用主网作为 DA 方案的无法被称之为 Rollup,这涉及到最终的安全承诺,如果 L2/Rollup 主动放弃 L1 的安全保障,那么自然就该被剔除出去,由于 BTC 的独立机制,所以需要额外的补充设计。

去中心化DA 机制

  • 乐观验证和 ZK 混合使用成为主流,指的是 Rollup 上的交易最终由主网进行确认,欺诈证明使用乐观机制,即先确认,后排障,时间满,即生效,而在证明生成上,可以使用 ZK 来大幅压缩数据,这一点在 BTC Rollup 上尤为重要,原因无他,比特币空间过于昂贵。
  • 铭文机制可在交易机制上发挥更大作用,在 ETH Rollup 上,欺诈证明一旦被挑战,并被以太坊所接受,主网会罚没提交者的质押资产,但是在 BTC Rollup 上,这种罚没必须在链外进行,因为比特币的脚本一旦被写入,则无法再次被更改,只能通过继续在新区块写入信息的形式完成更新,即只能 Update(更新),无法 Overwrite(覆写)。
  • 索引器网络实际上要承担交易更新的重任,必须被去中心化。

最终,我们可以完成整个 BTC Rollup 的机制设计,可以分为四步走,基本上都会沿着 xBTC--->质押--->计算---->DA 四步去搭建技术架构,这里的难点主要在于质押系统和映射资产的设计原则,以及链上计算的隐私问题和最终的 DA 设计。

此外,遵循项目代币不能和 BTC 发生冲突的原则,项目代币应该在 Rollup 之内发挥作用,比如 DVT 体系的搭建,索引器的去中心化维护,以及生态发展和治理体系上流转。

大图景:BTC L2 横评纵论

去中心化架构说明

如果以我划定的 Rollup 为标准,那么显然诸多项目方案无法被纳入讨论,因此将范围放宽,具备上述特征的都可被直观评述。

按照四步走的顺序,可以稍微比较一下目前主流的技术方案,需要注意的是,每一步都是环环相扣的,但是会默认前提已经存在不再赘述,比如桥接的下一步是质押,那么在论述质押时就不会再强调桥接的实现方式,依次递进。

从桥接资产出发,ZetaChain 和 Zeus Network 最符合标准,分别沟通比特币和 EVM 生态以及 Solana 生态,在具体实现上,二者略微有所区别。

ZetaChain 创造了和 ERC-20 类似的 ZRC-20 标准,BTC 可以 1:1 映射发行 zBTC 代币,同时,为突出全链 Omni 概念,zBTC 实际上存在内部兑换机制,不会实际传输到目标链之上,由此将 zBTC 变为所谓的全链资产,不过这种映射资产需要很强的机制设计,ZetaChian 通过使用观察者(observers)和签署者(signers)来监控比特币链上的交易和事件,并在 ZetaChain 上达成共识,从而实现与比特币等非智能合约区块链的交互。

理论上而言,ZetaChain 是全链跨链桥,不止于能沟通比特币和 EVM 生态,但是这里的重点是说明比特币等非智能合约公链如何接入 EVM 的过程,可以发现,ZetaChain 不仅是消息桥,同时也是资产桥。

而 Zeus Network 则强调自身是通信层而非跨链桥,在其机制设计上,它提供了一个标准化的接口,使得不同的区块链可以通过这个接口进行信息和价值的交换。

比如可以将 BTC 锁定在一个特定的比特币地址上,并在 Solana 上释放等值资产,而需要实际转移 BTC,并且在 Solana 进行智能合约操作,可以改变比特币网络上的行为。

可以发现,这更像是一种文字游戏的感觉,理论上确实不需要在两条链之间转移资产,但实际上你也无法真的将 BTC 转移至 Solana 网络上,桥接资产或信息,本质上都需要引入第三方来相互调用和通信,区别只在于介入程度的深浅。

当资产桥接之后,会出现质押体系,质押的意义在于模仿 ETH 网络的安全承诺,比如 Stake、LSDFI、Restake 和 LRTFi 等四类机制,其根本逻辑都在于质押确保主网安全,发行等效凭证参与 DeFi 赚取收益,区别在于“套娃”程度的不同。

在比特币的实践中,Merlin Chain 是质押系统的代表,BounceBit 是 LRTfi 的代表,但是核心都在于吸引用户将资产留存在自身体系之内,并不是单纯的存币生息,而是希望在保存安全性的同时,尽力扩展生态的边界,可用性时代逐步到来。

Merlin Chain 在暴力拉盘之外,机制上致力于生态发展,基于 L1 BTC 多签和 L2 智能合约体系,进而搭建出 L2 上的使用场景,比如 Merlin Swap、Merlin Starter 等众多生态,是目前的 Layer 2 中最会搞事情的,其和 ETH L2 ZKFair 师出同门,都是 Lumoz 的产品,其和 Cobo 合作搭建 L2 资管体系,目前 TVL 36 亿美元,基本上是最高的一档。

而 BounceBit 更进一步,或者说更退一步。

进步处在于 BounceBit 基于交易所去生产再质押资产,用户直接在币安存入 BTC 并在 BNB Chain 兑换为包裹资产,并可参与 CeFi 和 DeFi 的交易活动,进一步而言,使用托管技术,BounceBit 可在保管比特币的同时发行 LRTfi 资产,进而搭建的 EVM 兼容体系可对接链上世界。

在整个网络运作中,CEX 和托管是运作的基础,而 BounceBit 的独特之处在于将锁定后的 BTC 再次流动性发行,投入资产增值的逻辑中,目前 TVL 7 亿美元,并且可将 BTC 或者自身代币存入质押网络,整体思路是运用更多中心化措施来降低 BTC 运转的风险。

更退一步在于这是 WBTC 的略微改进版本,甚至未经长期运行,其安全程度未必比得过 WBTC 的老字号。

接下来是链上计算环节,这里要解决两个问题,一个是排序器和排序器的去中心化,第二是兼容性和计算效率问题。

排序器的中心化是 ETH L2 上的痼疾,究其根本,使用中心化的排序器可以极大提高 L2 的运作效率,并可相当程度上防止 MEV 攻击,同时也有助于提升用户的交易体验,在这些好处之外,就是严重的中心化问题,会导致项目方成为事实上的运作实体。

B² Network 则尝试使用自己的 BSQ 主网代币去构建去中心化排序器网络,实际上相当于搭建出一个激励网,需要结合提交者、证明者和挑战者等更多角色去维持运作,即用治理的复杂性去降低中心化程度。

在兼容性上,EVM 或者 SVM 的兼容性容易解决,但是 L2 之间的跨链则会更为复杂,而计算效率则需要大规模引入并行或并发等手段,目前没有特别明显的实践项目。

另外是链上计算的隐私保护,目前虽然有使用 ZK-Rollup 的方案,但是主要是用于压缩数据,更多发生在 DA 的数据发布上,专门针对计算过程的隐私保护方案还没有很明显的项目。

最后是 DA 的数据发布方式,这个需要和 ZK 机制结合来论述,和 ETH L2 不同,BTC L2 使用 ZK 主要是压缩数据,比如 Bitlayer 即是如此。

Bitlayer 在执行上使用乐观验证机制降低复杂度,使用 ZK 压缩数据,并通过类似铭文的形势写入数据。具体而言是假设交易批次默认有效,除非有证据证明其无效。这样,交易可以在链下快速处理,并通过压缩格式提交到比特币网络,减少数据负载和成本。如果发现欺诈行为,参与者可以发起挑战,触发状态回滚和惩罚恶意行为者,确保系统安全。

但是如何基于比特币去建构状态回滚可能并没有那么简单,仍需要长期探索。

结语

从比特币扩容方案出发,尝试去勾勒比特币版的以 Rollup 为中心该长什么样,核心在于确保 BTC 的价值和安全性能迁移至 Rollup 之上,并且需要和现有的包裹资产方案区别开,在具体实现上,基于桥接资产和质押体系的方案成为共同选择,但是在如何确保去中心化和发挥 BTC、主网代币的作用上,仍然处于模糊地带。

但是 Rollup 为中心路线目前仍然是最完备的,相较于基于 UTXO 机制或者客户端验证方案都更为成熟,在中间的链上环节上,隐私计算和排序器去中心化是两个要点,在最终的 DA 上,铭文已经提供了较为成熟的借鉴思路,唯一的难点是成本问题。

声明:本文为入驻“MarsBit 专栏”作者作品,不代表MarsBit官方立场。
转载请联系网页底部:内容合作栏目,邮件进行授权。授权后转载时请注明出处、作者和本文链接。未经许可擅自转载本站文章,将追究相关法律责任,侵权必究。
提示:投资有风险,入市须谨慎,本资讯不作为投资理财建议。
免责声明:本文不构成投资建议,用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况,及遵守所在国家和地区的相关法律法规。