比特幣生態系統的未來發展

隨着香港新成立的實驗室專注於比特幣生態系統研究，加密市場對這一領域的討論熱度正在升溫。在比特幣腳本上構建智能合約,同時結合具備無限擴展性的閃電網絡進行交易,可能成爲在保證安全性、去中心化和可擴展性三個方面都達標的區塊鏈大規模應用方案。

本文將介紹一些比特幣生態的基礎概念,包括阻礙大規模應用的"區塊鏈不可能三角"、克服這一難題的閃電網絡,以及目前對比特幣腳本的解決方案和UTXO模型原理。

區塊鏈大規模應用的障礙

長期以來,"區塊鏈網路無法同時實現安全性、去中心化和可擴展性"這一"不可能三角"難題阻礙了區塊鏈的大規模應用。以太坊過去十年在保障安全性的基礎上,將重心放在發展去中心化,並不斷創新底層公鏈基礎設施以提升可擴展性。

然而,從以太坊及其Layer2的嘗試來看,只要解決方案局限在區塊鏈上,性能就會存在上限。即便是目前可見性能最強的區塊鏈,也難以突破TPS(每秒交易量)上限,離百萬級TPS的大規模商業應用要求和全球工業級數億級TPS的目標仍有巨大差距。對主流公鏈而言,不論是以太坊還是比特幣,都面臨如何解決可擴展性這一瓶頸。

閃電網絡的運作機制

閃電網絡通過鏈下計算的"支付通道"方式,徹底解決了"不可能三角"中的可擴展性問題 - 只要建立足夠多的通道,就可以處理任意多的並發交易。

閃電網絡模仿了銀行清算的方式:用戶A和B通過閃電網絡開通閃電通道。通道開啓後,A和B可直接在閃電網絡進行清算,無需在比特幣區塊鏈上結算。只有當通道關閉時,才需要在比特幣區塊鏈上進行最終結算。

閃電通道的操作流程包括:

1. 繳納準備金
2. 鏈下交易記帳
3. 鏈上結算記錄

爲避免鏈上欺詐,如果一方試圖提前關閉通道進行欺詐性結算,另一方可以觀察到這筆欺詐交易,並用提前籤訂的懲罰協議進行懲罰,沒收對方所有準備金。

盡管理論上閃電網絡實現了無限的可擴展性,但阻礙其大規模應用的關鍵問題是:閃電網絡使用與比特幣相同的腳本,而比特幣鏈上沒有智能合約,只有簡單的腳本,無法承載復雜應用。因此,閃電網絡面臨的最大挑戰是"如何在比特幣上實現智能合約"。

提升比特幣區塊鏈功能的現有方案

1. 側鏈:通過做一條具有智能合約功能的鏈並與比特幣主鏈雙向掛鉤,但目前缺乏足夠去中心化的雙向掛鉤技術。

2. 彩色幣:利用比特幣腳本的OP_RETURN指令增加有限字節的任意字符,但空間有限,難以實現復雜功能。後續的"Ordinals"銘刻技術和BRC-20雖然功能更豐富,但會佔用"隔離見證"空間,影響比特幣性能。

3. 客戶端驗證:通過模擬傳統合同籤約方式,保證合約內容的隱私性,無需第三方參與,實現完全去中心化。採用交易發起方提供完整交易歷史數據,另一方自行驗證的方式防止欺詐。

爲解決客戶端驗證中的雙花問題,引入了"一次性密封"機制,將每個合約的每個狀態與特定比特幣的未使用交易輸出(UTXO)綁定。

UTXO模型簡介

未花費的交易輸出(UTXO)是從一個地址發送到另一個地址但尚未被接收方贖回的加密貨幣總和。UTXO模型可以有效防止雙花問題,因爲驗證者可以通過檢查UTXO餘額來確認交易的有效性。

比特幣生態的未來展望

比特幣生態正在迎來一系列全新協議的誕生。其中,RGB協議不僅採用了客戶端驗證的理念,還提出與閃電網絡兼容,爲無限可擴展性奠定基礎。盡管RGB協議與閃電網絡的兼容性尚未完善,但未來有望突破長期以來的"區塊鏈不可能三角"局限。

我們期待下一個週期區塊鏈指數型增長將源於比特幣生態的爆發帶動的區塊鏈大規模採用。相信比特幣將突破原有的單一價值存儲功能,在彰顯其貨幣屬性的同時,通過多樣化的解決方案爲生態系統帶來更多應用,促進生態的可擴展性和可持續發展,爲區塊鏈世界帶來無限可能。