比特幣:比特幣有效性匯總

TL;DR

行業一直在尋找解決方案來解決比特幣可編程性差，速度慢和不隱私的問題。在數十年的可擴展性研究和用戶體驗了可擴展有實質性好處之后，研究人員開始研究比特幣上構建有效性證明。比特幣的有效性證明可以在原生的圖靈不完備腳本上做更改來構建rollup，或者在已有的雙向支付通道上進行rollup。

比特幣自出現以來，一直存在幾個問題：可編程性差，速度慢，不隱私。行業也一直在尋找解決方案，比如通過可擴展性來提高速度。可擴展的研究已經進行了十多年，而且也在很多其他的區塊鏈上實行，確實也解決了一些問題，用戶們也看到了實質性的好處。現在有些研究人員就將注意力轉移到了將有效性證明放在比特幣上，比如這一套用在比特幣或者比特幣的二層會不會也有同樣的效果。主要通過技術層面，如何構建，構建之后的效果還有構建中可能存在的風險等方面討論。

擴容需要解決的基本問題是避免中心化，除了這個，網絡優化擴容主要有兩個目的：第一個是減少區塊傳播延遲，第二個就是降低作為全節點參與比特幣網絡的寬帶成本。Fibre協議就是通過減少區塊傳播延遲來實現可擴展性，由MattCorallo開發的協議，可以將塊傳播的時間降低到比光速慢幾毫秒；關于第二點，在BIP152中就有這樣的技術，叫做緊湊塊中繼，通過減少對網絡傳播塊時需要發送的數據量來降低了全節點的寬帶成本。也是由MattCorallo開發的，不過他并不是最早提出這個概念的，而是基于GregMaxwell更早期的工作之上進行開發，GregMaxwell是第一個提出在比特幣環境中建立zk證明的人。

距離萊特幣（LTC）減半剩余約1小時:金色財經報道，數據顯示，距離萊特幣（LTC）區塊獎勵減半時間還有約1小時（26個區塊），屆時區塊獎勵將從12.5LTC降至6.25LTC。[2023/8/2 16:14:26]

BTC上的擴容方案：鏈下交易執行協議

鏈下交易執行協議是希望減輕基礎層全節點網絡的資源負載，將交易執行轉移到一個單獨的更高層網絡，基礎層上的完整節點只需要執行一批交易中的第一個和最后一個交易。第一個鏈下交易執行協議是比特幣支付通道的一個版本。也是被中本聰提出的，在2011年的一封私人郵件里。2013年6月，MikeHearn和Mattcorallo通過bitcoinj實現，bitcoinj是使用比特幣協議的庫，可以維護錢包，發送，接受交易并且可以通過java實現一些高級功能。今年最流行的鏈下交易執行協議是閃電網絡。

其他鏈上解決方案

除了比特幣，以太坊鏈也有很多擴容的方法，在2017年以太坊上出現一款加密貓的游戲，造成了擁堵，交易確認延遲非常嚴重，開發人員才開始重新思考擴容這個路線，并且把它提上日程，提出的解決方案最早是側鏈這一類用犧牲安全性來換取吞吐量的方法，但犧牲安全性并不是可以長久的辦法，所以只是作為短期方案迅速實施。同時也在試著開發下一個解決方案：分片，可以在不放棄自我監管或者損害全節點去中心化的情況下實現更多的用法。

ETH總銷毀量突破300萬枚:金色財經報道，Ultrasound.money數據顯示，自去年8月實施EIP-1559以來，ETH總銷毀量突破300萬枚，目前暫報3031551.91枚。[2023/3/28 13:31:16]

狀態通道

在分片實現之前，有狀態通道可以擴容，即支付通道協議在btc上應用的一般化。下圖是以太坊官網給出的優缺點對比。

圖片來源：https://ethereum.org/zh/developers/docs/scaling/state-channels/

雖然可以達到預期的效果，但是缺點也是不可以忽略的，而且以太坊上構建了非常多的應用程序，狀態通道也很難作為通用的擴展解決方案，昂貴的資金鎖定，用戶需要在線接收更新和提交有爭議的交易都是問題。

分片

2014年10月，Vitalk在博客中第一次提到了分片，就是將加密貨幣的塊處理和存儲分成兩組或者兩組以上節點處理，而且共享安全性，不會有一個分片比其他分片更容易受到攻擊的情況。分片越多，吞吐量越大，不會增加全節點的計算負擔。第一個實現的是zilliqa，2017年創建，2019年1月上線。

與美聯儲政策利率掛鉤的掉期價格顯示，3月份加息50個基點的可能性更大:金色財經報道，市場受美聯儲主席鮑威爾講話影響，美股三大股指跌幅加深，道指跌0.5%，納指、標普500指數跌0.6%。美股三大股指跌幅加深，道指跌0.5%，納指、標普500指數跌0.6%。美元指數DXY短線走高70點，突破105，日內漲0.79%。

此外，與美聯儲政策利率掛鉤的掉期價格顯示，3月份加息50個基點的可能性更大。[2023/3/7 12:47:41]

Plasma

2017年8月在白皮書被提到的方案。同樣是交易執行轉移到鏈下的技術，同時安全性將依附于一層，這一點是比側鏈表現優秀，另外用戶也不需要鎖定資金和管理通道，這里是優于狀態通道的。但它依舊不能作為通用的解決方案，不支持通用計算并且也很難對圖靈完備的智能合約進行支持，對于想保證以太坊EVM保持靈活的開發人員來說并沒有什么吸引力。同時早期版本有大規模退出問題，不僅會導致擁堵和延遲幾周的提款，還造成一個數據可用性的問題，如果用戶沒有加密證明來保證自己的狀態正確，那么資金就會被凍結，一直到數據可用才可以恢復提款。后續的版本解決的大規模退出問題，但是對EMV兼容沒有很好解決。2019年開發人員開始尋找一個方案可以同時解決數據可用性和EVM兼容。

工業元宇宙公司Prevu3D完成1000萬美元A輪融資:金色財經報道，工業元宇宙公司Prevu3D宣布完成1000萬美元A輪融資，Cycle Capital領投，此前投資過該公司的Brightspark Ventures和Desjardins Capital參投。Prevu3D彌合了現實與數字世界之間的鴻溝，利用游戲技術、3D掃描和云計算構建的工業元宇宙可幫助企業進行數字化轉型，新資金將用于擴展和加速其工業環境3D數字孿生平臺的部署。（newswire）[2023/2/14 12:06:44]

圖片來源：https://ethereum.org/zh/developers/docs/scaling/plasma/

Rollup

匯總方案就是Plasma之后被提出，用來解決數據可用性，判斷狀態轉換是否有效。兩個變體，op和zk。以太坊不是第一個zk在區塊鏈的第一個應用，最早將zk技術部署到主網上的加密貨幣是Firo，2016年9月實現了zerocoin協議，隨后就是zcash。以太坊可以直接使用。zk的方案層出不窮，現在主要就是snark和stark，都在積極的發展。

綠色能源市場Reneum Institution完成410萬美元pre-seed輪融資:10月8日消息，基于區塊鏈的綠色能源市場Reneum Institution宣布完成410萬美元pre-seed輪融資，Ajeej Capital領投，MENA、APAC可再生能源投資基金Catalyst Investment Management和Sindicatum Sustainable Resources、以及一批來自Web3和可再生能源領域的天使投資人參投。

Reneum剛剛從Polygon支持的創業加速項目畢業，主要為可再生能源項目提供Token化支持。[2022/10/8 12:49:09]

有效性匯總的應用

2020年9月Ericwall發起了一個社交媒體游戲#tBTCzksynctorch，他將以太坊上的無信任BTC轉進zksync，告訴他的follwer，如果想收到這個火炬，就留下以太坊的地址，并且同樣發一條推特，看最后可以傳遞到哪里，活動有很多人參與。2022年2月俄烏戰爭，烏克蘭發布了ETH地址，向全球的人募集捐款，Wall決定使用torch進行捐款，最后在zksync上將tBTC提出來換成ETH捐給了烏克蘭。

圖片來源：https://bitcoinrollups.org/#fn:29?

圖片來源：https://bitcoinrollups.org/#fn:29

這個活動其實是基于社交媒體游戲LNTrustChain，在閃電網絡上進行，Hodlonaut在比特幣閃電網絡上以0.001BTC開始將火炬傳遞給其他人，其他人可以添加或者保留一部分BTC，傳遞給下一個。不同的是閃電網絡的支付通道需要保證足夠的流動性余額，而rollup不存在這個問題，對新用戶更友好。而且在有效性證明，如果需要添加新功能，只需要添加到父鏈全節點中，不需要額外的共識更改。全節點不需要了解rollup是怎么樣達成共識和執行交易，只需要驗證rollup的有效性證明。所以如果基于這一點，在比特幣的一層上建立二層，也可以實現靈活，更高級的智能合約。有兩種方法，一個是將比特幣本身的腳本進行擴展，或者是使用全新的智能語言來實現。如果用新的語言，就可以在BTC中構建對新語言的支持，或者是在其他鏈上構建支持。但是一些復雜的執行環境之間建立橋接都會收到比特幣共識規則的限制，而且大部分人認為使用橋接不如直接使用BTC更安全。而且因為btc本身的基礎層就帶有透明度，所以隱私協議建立在BTC上不太成立，長遠來看不足以保護隱私。可以實施的就是零知識，端到端加密技術。zerocash就是隱私協議，零知識加上端到端加密技術。第一個實現的應用是zcash，第一個實現zerocash的rollup是Aztec，2021年3月在以太坊啟動，開發人員將它稱為zk-zk-rollup，在提供隱私性的同時還可以將交易匯總，并且證明匯總的交易對一層上的Aztec智能合約具有有效性。所以比特幣用戶同樣可以轉向zk-zk-rollup，來替代直接在比特幣上進行交易，隱私的同時還可以節約成本。

用有效性匯總擴展閃電網絡

閃電網絡是一個雙向支付渠道的去中心化網絡，可以將支付轉移到鏈下，在比特幣基礎層上使用智能合約來提出和解決爭議。用戶先要確定另一個用戶打開通道，擁有足夠的流動性連接的通道才可以立即發送和接受，在開啟和結算的時候會占用比特幣區塊空間，導致了在給定時間內可以加入閃電網絡的用戶數量存在上限，但是如果使用不同方式的雙資金通道，rollup就可以將閃電網絡擴展到3.8倍的空間給交易者。

總結

在比特幣上建立有效性匯總，首先是要在原生的圖靈不完備腳本上做更改，才可以在上面用圖靈完備語言構建rollup智能合約，在2022年3月也有一篇文章描述了比特幣的有效性匯總如何工作，同樣是更改操作碼，改善大小的限制，但是要遵循兩個原則，就是遞歸契約和有效性證明的驗證。而且有效性匯總也不是唯一的方法，通過向比特幣添加其他rollup邏輯的擴展塊，也可以達到擴展的目的。雖然目前還沒有可以實現的版本，但是在論文中有數據對比，包括通過更改交易類型和加密方式，所得到的結果都顯示確實可以加速交易的進行并且減少占用空間，所以在理論和實驗上，比特幣上構建有效性證明是可行的。

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