以Rollup技术为核心,开启BTC Layer 2发展新篇章

2024-04-08 okx交易所

比特币扩容路线≠BTCL2。

我在新年伊始对BTCL2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,BTCL2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。

比特币扩容路线选择

由里到外,纷繁复杂,究竟什么是BTCL2众说纷纭,参考以太坊的发展史,我在此提出两个评判要点:

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;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。

BTCL2=闪电网络+侧链。

参考之前的标准,BTCL2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BTCL2方案都需要进一步发展,尤其是考虑到BTC的UTXO机制和Layer2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。

BTCL2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。

BTCL2≠Rollup。

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。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。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。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GasFee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BTCL2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L2BTCRollup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ETHOP,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ETHL2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BTCRollup,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,RollupBTC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ETHRollup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ETHPoS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BTCPoW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ETHL2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。

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BTCRollup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ETHRollup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BTCRollup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BTCRollup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:BTCL2横评纵论架构说明

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ZeusNetwork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ZeusNetwork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,MerlinChain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。

MerlinChain在暴力拉盘之外,机制上致力于生态发展,基于L1BTC多签和L2智能合约体系,进而搭建出L2上的使用场景,比如MerlinSwap、MerlinStarter等众多生态,是目前的Layer2中最会搞事情的,其和ETHL2ZKFair师出同门,都是Lumoz的产品,其和Cobo合作搭建L2资管体系,目前TVL36亿美元,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BNBChain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TVL7亿美元,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ETHL2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。

B²Network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ETHL2不同,BTCL2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。

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