比特幣有效性匯總_比特幣

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。

比特幣網絡平均交易費用升至1.842美元，創過去近三個月以來新高:金色財經報道，據 ycharts 數據顯示，比特幣網絡平均交易費用于本周五（2 月 3 日）觸及 1.842 美元，創下近三個月以來的最高記錄，分析認為比特幣平均交易費用上漲或與NFT協議Ordinals在比特幣主網上線有關。另據Hashrate Index數據顯示，1月21日比特幣網絡交易費用占礦工區塊獎勵的百分比為2.1%，但在1月24日這一數字升至3.44%，本周四2月2日則上漲到3.86%，當日Ordinals協議鑄造了420枚NFT，創下迄今為止單日最高鑄造記錄。（decrypt）[2023/2/4 11:47:05]

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。

《北京日報》發行數字藏品:金色財經報道，2022年10月1日值《北京日報》創刊70周年，北京日報報業集團將推出首款紀念版數字藏品。該藏品限量發行2022份，將于10月2日正式發布。公眾可通過下載北京日報APP免費領取，領取時間為10月2日8:00，其中500份將在星晝APP免費發放，領取時間10月2日12:00。繼續你，紀念版數字藏品由科大訊飛星晝平臺提供區塊鏈底層技術，實現數字作品的上鏈確權，具有唯一性、不可分割、難以篡改等特點。[2022/10/1 22:43:28]

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。

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。

NFT風險監測項目Rug Pull Finder自身的NFT合約漏洞被利用:9月5日消息，專注于NFT領域風險的調查項目Rug Pull Finder自身的NFT合約漏洞被利用，其中兩個地址在免費鑄造階段利用了該項目中的一個技術缺陷，從可能的1221枚NFT中竊取了450枚NFT，這些NFT原本限制為每個地址只能鑄造一個。

團隊在漏洞利用后不久向其中一名涉案人員提供交易，向他們支付2.5枚ETH的賞金以恢復330枚NFT，并被接受。（Cointelegraph）[2022/9/5 13:09:32]

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。

玩賺游戲Players' Lounge完成1050萬美元A輪融資:7月30日消息，玩賺游戲 Players' Lounge 宣布已完成 1050 萬美元的 A 輪融資，Griffin Gaming Partners 與 Comcast Ventures 領投，Samsung Next、Vice Ventures、WndrCo、Sharp Alpha Partners、True Capital、NFL 巨星 Myles Garrett、Josh Norman 和 Breanna Stewar 等參投。

Players' Lounge 幫助玩家通過玩 AAA 視頻游戲來獲取收益，且彼此之間不會存在競爭關系。此前該公司還獲得了 Drake、Strauss Zelnick、Merissa Mayer、Comcast、Macro Ventures、Canaaan、RRE 和 Courtside 等參投的 300 萬美元投資。[2022/7/30 2:46:50]

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。

ETH轉賬次數達到一個月高點:7月20日消息，Glassnode數據顯示，ETH轉賬次數 (7d MA) 達到一個月高點，為24,550.506。[2022/7/21 2:26:58]

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。

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。

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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