翻譯：白話區塊鏈

比特幣現貨ETF主導了過去幾周的討論。隨著一切的平息，社區的注意力回到了在比特幣上的建設上。這意味著要回答這個永恒的問題：“如何提高比特幣的可編程性？”

目前，比特幣第二層（L2）是這個問題最有前景的答案。本文比較了比特幣L2與之前的努力，并討論了一些最有前景的比特幣L2項目。

 

1、捍衛無許可的比特幣

由于許多投資者現在可以通過受監管的產品獲得比特幣暴露，他們可以將BTC用于各種傳統金融產品，例如杠桿交易、抵押借代等。然而，這些產品不使用原生的BTC。相反，它們使用由發行者控制的BTC的傳統金融表示，而原生的BTC則由托管人鎖定。隨著時間的推移，傳統金融BTC可以成為持有和使用BTC的主要方式，將其從一個去中心化的無許可資產轉變為另一個由華爾街控制的資產。比特幣原生的無許可產品是抵制比特幣被舊金融系統控制的唯一前進之路。

 

2、構建比特幣原生產品

1）L1 應用程序

已經有許多嘗試在 L1 上實現額外功能的嘗試。這些努力側重于利用比特幣交易攜帶任意數據的能力。這些任意數據可以用于實現額外功能，例如發行和轉移資產和 NFT。然而，這些功能并不是作為比特幣協議的一部分構建的，而是需要額外的軟件來解釋這些數據字段并對其進行操作。

這些努力包括彩色硬幣、Omni 協議、Counterparty，以及最近的 Ordinals。在擴展到其他鏈之前，Omni 最初用于在比特幣 L1 上發行和轉移 Tether（USDT）。Counterparty 是比特幣郵票和 SRC-20 Token的基礎技術。

Ordinals 目前是在比特幣上使用銘文發行 NFT 和 BRC-20 Token的標準。

自推出以來，Ordinals 取得了巨大的成功，導致超過 2 億美元的費用。盡管取得了成功，但 Ordinals 僅限于資產發行和轉移。Ordinals 不能用于在 L1 上實現應用程序。更復雜的應用程序，例如 AMM 和 Lending，幾乎不可能構建，因為比特幣 Script 的限制，這是原生的比特幣編程語言。

2）BitVM

BitVM 是擴展比特幣 L1 功能的一項獨特努力，該概念建立在比特幣的 Taproot 升級之上。BitVM 的概念是通過保證可以通過欺詐證明在鏈外執行程序來擴展比特幣的功能。雖然 BitVM 可能被用于在鏈外執行任意邏輯，但實際上，隨著鏈外程序的規模增長，在 L1 上執行欺詐證明的成本會迅速增長。這個問題限制了 BitVM 的適用性，只能用于特定問題，比如信任最小化的 BTC 橋接。許多即將到來的比特幣 L2 項目利用 BitVM 來實現橋接。

BitVM 操作的簡化圖解

3）側鏈

解決比特幣的有限可編程性的另一種方法是利用側鏈。側鏈是完全可編程的獨立區塊鏈，例如與以太坊虛擬機（EVM）兼容，試圖與比特幣社區保持一致，并為該社區提供服務。Rootstock、Blockstream 的 Liquid 和 Stacks V1 是這些側鏈的示例。

比特幣側鏈已經存在多年，通常在吸引比特幣用戶方面取得了有限的成功。例如，Liquid 僅有不到 4500 BTC 被橋接到側鏈。然而，一些在這些鏈上構建的 DeFi 應用程序取得了一定的成功。例如，在 Rootstock 上的 Sovryn 和在 Stacks 上的 Alex。

比特幣 L2

比特幣 L2 正成為構建基于 BTC 的無許可應用程序的焦點。它們可以提供與側鏈相同的優勢，但具有源自比特幣基礎層的安全性保證。關于什么才是真正代表比特幣 L2 的持續辯論。在本文中，我們避免了這種辯論，而是討論了如何使 L2 足夠地與 L1 聯系緊密，并討論了一些有前景的 L2 項目的主要考慮因素。

 

3、比特幣 L2 的要求

1）來自 L1 的安全性

比特幣 L2 最重要的要求是從 L1 的安全性中獲取其安全性。比特幣是最安全的鏈，用戶期望該安全性能延伸到 L2。例如，閃電網絡已經實現了這一點。

這就是為什么側鏈被歸類為側鏈的原因，它們有自己的安全性。例如，Stacks V1 依賴于 STX Token來確保其安全性。

在實踐中，安全性要求很難實現。為了使 L1 安全地保護 L2，L1 需要能夠執行某些計算以驗證 L2 的行為。例如，以太坊的滾動匯總從 L1 獲取其安全性，因為以太坊 L1 可以驗證零知識證明（zk 滾動匯總）或驗證欺詐證明（樂觀滾動匯總）。比特幣基礎層目前缺乏執行這些操作的計算能力。有提議在比特幣中添加新的操作碼，以允許基礎層驗證由滾動匯總提交的 ZKP。此外，諸如 BitVM 等提案試圖實現在不對 L1 進行更改的情況下實施欺詐證明的方式。BitVM 的挑戰在于欺詐證明的成本可能非常高（數百個 L1 交易），從而限制了其實際應用。

實現 L1 級別安全性的另一個要求是讓 L1 具有 L2 交易的不可變記錄。這被稱為數據可用性（DA）要求。它允許僅監視 L1 鏈的觀察者驗證 L2 狀態。通過銘文，可以將 L2 TXs 的記錄嵌入比特幣 L1。然而，這引發了另一個問題，即可擴展性。比特幣 L1 每 10 分鐘約有 4MB 的塊時間限制，數據吞吐量有限，約為每秒 ~ 1.1 KB/s。即使將 L2 交易高度壓縮到約 10 字節/交易，假設所有 L1 交易都用于存儲 L2 數據，L1 也只能支持約每秒 ~ 100 個交易的組合 L2 吞吐量。

2）從 L1 實現最小信任橋接

在以太坊的 L2 上，與 L2 的橋接由 L1 控制。橋接到 L2，即 Peg-in，實際上意味著在 L1 上鎖定資產，并在 L2 上鑄造此資產的復制品。在以太坊中，這是通過 L2 本地橋接智能合約實現的。該智能合約存儲所有橋接到 L2 的資產。智能合約的安全性來源于 L1 驗證者。這使得橋接到 L2 的過程安全且最小信任。

在比特幣中，不可能有一個由整個 L1 礦工集體擔保的橋接。相反，最佳選擇是使用一個多簽錢包來存儲 L2 資產。因此，L2 橋接的安全性取決于多簽安全性，即簽名者的數量、其身份以及如何保護 Peg-in 和 Peg-out 操作。改善 L2 橋接安全性的一種方法是使用多個多簽，而不是一個持有所有 L2 橋接資產的單一多簽。其中包括 TBTC，其中多簽簽名者必須提供可以在其作弊時被削減的抵押品。同樣，擬議的 BitVM 橋接要求多簽簽名者提供安全保證金。然而，在此多簽中，任何簽名者都可以發起 Peg-out 交易。Peg-out 交互由 BitVM 欺詐證明保護。如果簽名者進行惡意行為，其他簽名者（驗證者）可以在 L1 上提交欺詐證明，導致對惡意簽名者的削減。

 

4、比特幣 L2 格局

 

5、比特幣 L2 項目的主要比較

1）Chainway

Chainway正在構建一個基于比特幣的 zk rollup。Chainway rollup 使用比特幣 L1 作為數據可用性層，用于存儲 rollup 的 ZKP（零知識證明）和狀態差異。此外，該 rollup 利用證明遞歸，使每個新證明聚合了上一個 L1 塊上發布的證明。該證明還聚合了“強制交易”，這些交易是 L2 相關交易，通過在 L1 上廣播來強制它們包含在 L2 上。這種設計有幾個優點：

-通過強制交易，確保了 Rollup 的順序生成器無法審查 L2 交易，同時賦予了用戶通過在 L1 上廣播這些交易來包含它們的權利。

-使用證明遞歸意味著每個塊的證明者都必須驗證前一個證明。這創建了一條信任鏈，并保證了無效的證明不能包含在 L1 上。

-Chainway 團隊還討論了使用 BitVM 來確保證明驗證和橋接交易（peg-in/out）的正確執行。使用 BitVM 來驗證橋接交易減少了對橋接多簽的信任假設，使其只需誠實的少數人。

2）Botanix

Botanix正在為比特幣構建一個 EVM L2。為了提高與比特幣的一致性，Botanix L2 使用比特幣作為 PoS 資產來實現共識。L2 驗證者從在 L2 上執行的交易中獲得費用。此外，L2 使用銘文在 L1 上存儲了所有 L2 交易的 Merkle 樹根。這為 L2 交易提供了部分安全性，因為無法更改 L2 交易日志，但不能保證這些交易的數據可用性。

Botanix 通過名為 Spiderchain 的去中心化多簽系統的網絡處理從 L1 橋接。多簽的簽署者從一組編排者中隨機選擇。編排者在 L1 上鎖定用戶資金，并簽署一個聲明，以在 L2 上鑄造相應數量的 BTC。編排者需要提交一個安全保證金才能擔任這一角色。在發生惡意行為時，安全保證金是可被削減的。

Botanix 已經啟動了一個公共測試網，主網計劃于 2024 年上半年推出。

3）Bison Network

Bison 采用主權 Rollup 風格來實現其比特幣 L2。它利用 STARKs 技術實現了 zk rollup，并通過 Ordinals 將 L2 交易數據和生成的 ZKP 存儲到 L1 上。由于比特幣無法在 L1 上驗證這些證明，因此驗證被委托給用戶，在他們的設備上驗證 ZKP。

對于 L2 到/從 L2 的 BTC 橋接，Bison 使用 Discreet Log contracts（DLC）。雖然 DLC 受 L1 的保護，但卻依賴于外部 Oracle。這個 Oracle 讀取 L2 狀態并將信息傳遞給比特幣 L1。如果此 Oracle 是集中的，那么它可能會惡意花費在 L1 上鎖定的資產。因此，Bison 最終計劃轉向去中心化的 DLC Oracle 是非常重要的。

Bison 還計劃支持基于 Rust 的 zkVM。目前，Bison OS 實現了許多智能合約，例如 Token 合約，可以使用 Bison prover 進行驗證。

4）Stacks V2

Stacks 是最早專注于擴展比特幣可編程性的項目之一。Stacks 正在進行改建，以更好地與比特幣 L1 對齊。本文關注即將在 2024 年 4 月在主網上推出的 Stacks V2。Stacks V2 實現了兩個新概念，以改善與 L1 的對齊。第一個是 Nakamoto 發布，更新了 Stacks 共識以跟隨比特幣區塊和最終性。第二個是改進的 BTC 橋接，稱為 sBTC。

在 Nakamoto 的發布中，Stacks 中的區塊由在 L1 上提交 BTC 抵押品的礦工挖掘。當 Stacks 礦工創建一個區塊時，這些區塊將錨定在比特幣 L1 上，并從 L1 PoW 礦工那里獲得確認。當一個區塊獲得 150 個 L1 確認時，該區塊被認為是最終的，不能在沒有分叉比特幣 L1 的情況下進行分叉。此時，挖掘該區塊的 Stacks 礦工將獲得 STX 獎勵，并將其 BTC 抵押品分配給網絡中的 Stackers。這樣，任何早于 150 個區塊（約 1 天）的 Stacks 區塊都依賴于比特幣 L1 的安全性。對于更新的區塊（< 150 確認），只有在 70% 的 Stackers 支持分叉時，Stacks 鏈才能進行分叉。

另一個 Stacks 升級是 sBTC，它提供了一種更安全的方法來將 BTC 橋接到 Stacks。要將資產橋接到 Stacks，用戶將他們的 BTC 存入由 L2 Stackers 控制的 L1 地址。當存款交易確認后，sBTC 將在 L2 上鑄造。為了確保橋接的 BTC 的安全性，Stackers 必須在 STX 中鎖定一筆超過橋接 BTC 價值的保證金。Stackers 還負責執行來自 L2 的 Peg-out 請求。Peg-out 請求被廣播為 L1 交易。確認后，Stackers 在 L2 上燃燒 sBTC，并協作簽署一個釋放用戶在 L1 上 BTC 的 L1 交易。對于此工作，Stackers 獲得之前討論的礦工保證金作為獎勵。此機制稱為 Proof of Transfer (PoX)。

Stacks 通過要求許多重要的 L2 交易，例如礦工 PoX 保證金、Peg-out 交易等，都在 L1 上執行，與比特幣保持一致。這一要求確實提高了橋接 BTC 的對齊度和安全性，但由于 L1 的波動性和高費用，可能會導致用戶體驗下降。總體而言，升級后的 Stacks 設計解決了 V1 中的許多問題，但仍存在一些弱點。這包括將 STX 用作 L2 中的原生資產以及 L2 數據可用性，即在 L1 上僅可獲得交易和智能合約代碼的哈希值。

5）BOB

BOB（Build-on-Bitcoin）是一個旨在與比特幣對齊的以太坊 L2。BOB 在以太坊上作為一個樂觀的滾動Rollup運行，并使用 EVM 執行環境來實現智能合約。

BOB 最初接受不同類型的橋接 BTC（WBTC、TBTC V2），但計劃未來采用更安全的雙向橋接，使用 BitVM。

為了與其他也支持 WBTC 和 TBTC 的以太坊 L2 區分開來，BOB 正在構建功能，允許用戶直接與比特幣 L1 進行交互。BOB SDK 提供了一系列智能合約庫，允許用戶在比特幣 L1 上簽署交易。這些交易在 L1 上的執行由比特幣輕客戶端監視。輕客戶端將比特幣區塊的哈希添加到 BOB 中，以允許簡單驗證（SPV），確保提交的交易在 L1 上執行并包含在一個區塊中。另一個功能是單獨的 zkVM，允許開發人員為比特幣 L1 編寫 rust 應用程序。正確執行的證明可以在 BOB 滾動匯總上進行驗證。

BOB 的當前設計更好地描述為一個側鏈，而不是比特幣 L2。這主要是因為 BOB 的安全性取決于以太坊 L1，而不是比特幣的安全性。

6）SatoshiVM

SatoshiVM 是另一個計劃推出 zkEVM 比特幣 L2 的項目。該項目突然出現，并在一月初推出了 Testnet。關于該項目的技術細節很少，也不清楚背后的開發人員是誰。關于 SatoshiVM 的少數技術文檔說明了使用比特幣 L1 進行數據可用性、通過支持在 L1 上廣播交易來實現防審查，以及使用 BitVM 風格的欺詐證明來驗證 L2 ZKP。

鑒于其匿名性，該項目引發了很多爭議。一些調查顯示該項目與 Bool Network 有聯系，后者是一個較早的比特幣 L2 項目。

 

6、比特幣 L2 范式中的創業機會

比特幣 L2 領域提供了幾個創業機會。除了構建最佳的比特幣 L2 的顯而易見的機會之外，還有幾個其他的創業機會。

1）比特幣數據可用性層

許多即將推出的 L2 旨在增強與 L1 的一致性。實現這一目標的一種方式是利用 L1 進行數據可用性。然而，考慮到比特幣區塊大小的硬性限制和 L1 區塊之間的長時間延遲，L1 將無法存儲所有 L2 交易。這為比特幣特定的數據可用性層創造了機會。現有的網絡，例如 Celestia，可以擴展以填補這一差距。然而，創建一個依賴于比特幣安全或 BTC 抵押品的離鏈數據可用性解決方案將提高與比特幣生態系統的一致性。

2）MEV 提取

除了使用比特幣 L1 進行數據可用性外，一些 L2 可能會選擇將 L2 交易排序委托給以 BTC 抵押的順序生成器，甚至委托給 L1 礦工。這意味著任何 MEV 提取都將委托給這些實體。鑒于比特幣礦工沒有為這項任務配備，有一個類似于閃電網絡的公司，專注于比特幣 L2 的 MEV 提取和私人訂單流，存在機會。MEV 提取通常與使用的虛擬機密切相關，鑒于比特幣 L2 尚無共識的虛擬機，這個領域可能會有多個參與者。每個參與者專注于不同的比特幣 L2。

3）比特幣收益工具

比特幣 L2 需要使用 BTC 抵押品進行驗證者選擇、數據可用性安全和其他功能。這為持有和使用比特幣提供了收益機會。目前，有一些工具提供了這樣的機會。例如，Babylon 允許抵押 BTC 以保護其他鏈。隨著比特幣 L2 生態系統的繁榮，有一個平臺聚合 BTC 原生的收益機會的強大機會。

 

7、總結

總之，比特幣是最受認可、最安全、最流動性強的加密貨幣。隨著比特幣現貨交易基金（ETF）的推出，比特幣進入了機構采用階段，現在比以往任何時候都更重要的是，要保持 BTC 作為一個無需許可、抗審查的資產的基本性質。這只能通過擴展圍繞比特幣的無需許可應用空間來實現。比特幣 L2 和支持這些 L2 的創業生態系統是實現這一目標的基本要素。

 

 

來源：原文：https://medium.com/alliancedao/the-bitcoin-l2-opportunity-9d90517da6f8