比特币现货 ETF 主导了过去几周的讨论。一切尘埃落定后，社区的注意力又回到了比特币的开发上。这意味着要回答一个永远不变的问题 “如何提高比特币的可编程性？”
比特币 L2 是目前这个问题最有希望的答案。本文将比特币 L2 与早期的工作进行了比较，并讨论了一些最有前途的比特币 L2 项目。然后，本文讨论了与比特币 L2 相关的有趣的创业机会。
我们鼓励有兴趣建立比特币项目的初创企业创始人与我联系并申请加入联盟 (Alliance)。
捍卫无需许可的比特币
由于许多投资者现在可以通过受监管的产品获得比特币的投资机会，他们可以在众多传统金融产品中使用比特币，如杠杆交易、抵押借贷等。然而，这些产品并不使用原生的比特币，而是使用由发行方控制的比特币的交易表示形式，而原生比特币则由保管人锁定。随着时间的推移，比特币的交易表示形式可能成为持有和使用比特币的主要方式，将其从分散的无许可资产转变为受华尔街控制的另一种资产。比特币的原生无许可产品是抵抗旧金融体系对比特币控制的唯一出口。
构建比特币原生产品
L1应用
人们曾多次尝试在 L1 上实现附加功能。这些努力的重点是利用比特币交易的能力来携带任意数据。这些任意数据可用于实现附加功能，例如发行和转移资产以及 NFT。然而，这些功能并不是作为比特币协议的一部分构建的，而是需要额外的软件来解释这些数据字段并对其进行操作。
这些努力包括彩色硬币（Colored Coins），Omni协议, Counterparty，以及最近的 Ordinals。 Omni 最初用于在比特币 L1 上发行和转移 Tether (USDT)，然后扩展到其他链。 Counterparty是底层技术 比特币邮票（Bitcoin Stamps） 和 SRC-20 代币。 Ordinals 目前是使用铭文在比特币上发行 NFT 和 BRC-20 代币的事实上的标准。
Ordinals 自推出以来取得了巨大成功，产生的费用超过 2 亿美元。尽管取得了成功，但序数仅限于资产发行和转让。序数不能用于在 L1 上实现应用程序。由于比特币原生编程语言 Bitcoin Script 的限制，更复杂的应用程序（例如 AMM 和借贷）几乎不可能构建。
比特虚拟机 (BitVM, Bitcoin Virtual Machine)
扩展比特币 L1 功能的一项独特努力是比特虚拟机。这个概念建立在 Taproot 升级到比特币的基础上。 BitVM 的概念是通过链下执行程序来扩展比特币的功能，并确保可以通过欺诈证明在链上对执行提出质疑。尽管 BitVM 似乎可以用于在链下实现任意逻辑，但实际上，在 L1 上执行欺诈证明的成本随着链下程序的大小而快速增长。这个问题限制了 BitVM 对特定问题的适用性，例如信任最小化的 BTC 桥。许多即将推出的比特币 L2 利用 BitVM 进行桥接实现。
BitVM 操作简化图
侧链
解决比特币有限可编程性的另一种方法是利用侧链。侧链是完全可编程的独立区块链，例如与 EVM 兼容，试图与比特币社区保持一致并为该社区提供服务。Rootstock、Blocksteam 的 Liquid 和 Stacks V1 都是这些侧链的例子。
Bitcoin 侧链已经存在多年，并且一般来说在吸引比特币用户方面取得了有限的成功。例如，Liquid只有不到4500 BTC与侧链相连。然而，一些建立在这些侧链之上的DeFi应用已经取得了一些成功。例如，在Rootstock上的Sovryn和在Stacks上的Alex。
比特币 L2
比特币 L2 正在成为构建基于 BTC 的无需许可应用程序的焦点。它们可以提供与侧链相同的优势，但具有源自比特币基础层的安全保证。关于什么才是比特币 L2 的真正代表一直存在争论。在本文中，我们避免了这种争论，而是讨论了如何使 L2 与 L1 充分耦合的主要考虑因素，并讨论了一些有前途的 L2 项目。
比特币 L2 要求
L1 的安全性
比特币 L2 最重要的要求是从 L1 的安全性中获得其安全性。比特币是最安全的链，用户期望安全性扩展到 L2。例如，闪电网络已经是这种情况。
这就是侧链被分类的原因，它们有自己的安全性。例如，Stacks V1 的安全性依赖于 STX 令牌。
这种安全要求在实际中很难达到。为了让 L1 保护 L2 的安全，L1 需要能够执行某些计算来验证 L2 的行为。例如，以太坊 rollup 从 L1 获得安全性，因为以太坊 L1 可以验证零知识证明（zk rollup）或验证欺诈证明（optimistic rollup）。比特币基础层目前缺乏执行上述任一操作的计算能力。有人建议向比特币添加新的操作码，以允许基础层验证汇总提交的 ZKP。此外，BitVM 等提案试图在不改变 L1 的情况下实现欺诈证明。 BitVM 面临的挑战是欺诈证明的成本可能非常高（数百个 L1 交易），限制了其实际应用。
实现L1级别的L2安全的另一个要求是，L1必须对L2交易有一个不可变的记录。这被称为数据可用性（DA）要求。它允许仅监视L1链的观察者验证L2状态。通过铭记，可以将L2 TX的记录嵌入到比特币L1中。然而，这产生了另一个问题，即可扩展性。由于每10分钟约有4MB的区块时间限制，比特币L1的数据吞吐量有限，约为每秒1.1KB。即使将L2交易高度压缩到每个交易约10字节，假设所有L1交易都用于存储L2数据，L1也只能支持每秒约100个L2的吞吐量。
从L1进行最小化信任桥接
在以太坊的第二层解决方案中，与第二层之间的桥接由第一层控制。桥接到第二层，也就是称为”Peg-in”，实际上是在第一层上锁定资产，并在第二层上铸造该资产的副本。在以太坊中，通过第二层的原生桥接智能合约来实现这一目标。该智能合约存储了所有桥接到第二层的资产。智能合约的安全性是由第一层验证器提供的。这使得桥接到第二层的过程安全且具有最小化信任的特性。
在比特币中，不可能拥有由整个L1矿工集合保护的桥接。相反，最好的选择是拥有一个存储L2资产的多签钱包。因此，L2桥接的安全性取决于多签安全性，即签名者的数量、身份以及如何保护桥入和桥出操作。改进L2桥接安全性的一种方法是使用多个多签，而不是持有所有L2桥接资产的单个多签。其中一个例子是TBTC，其中多签签名者必须提供可在其作弊时被削减的抵押品。类似地，提议的BitVM桥接要求多签签名者提供安全保证金。然而，在这个多签中，任何一个签名者都可以发起桥出交易。桥出交互由BitVM欺诈证明保护。如果签名者进行恶意行为，其他签名者（验证者）可以在L1上提交欺诈证明，导致恶意签名者被削减。
比特币 L2 市场格局
比特币L2项目总结对比
Chainway
Chainway 正在比特币之上构建 zk rollup。 Chainway rollup 使用比特币 L1 作为 DA 层来存储 rollup 的 ZKP 和状态差异。此外，汇总利用证明递归，以便每个新证明都会聚合在前一个 L1 块上发布的证明。该证明还聚合了“强制交易”，这些交易是在 L1 上广播的 L2 相关交易，以强制将其包含在 L2 上。这种设计有几个优点
- 强制交易保证汇总定序器无法审查 L2 事务，并赋予用户通过在 L1 上广播这些 TX 来包含这些 TX 的权力。
- 使用证明递归意味着每个块的证明者必须验证先前的证明。这创建了一条信任链并保证无效证明不会包含在 L1 中。
Chainway团队还讨论了使用BitVM来确保证明验证和peg-in/out交易的正确执行。使用BitVM来验证桥接交易减少了对桥接多签的信任假设，使其仅需少数诚实的参与者。
Botanix
Botanix正在为比特币建立一个EVM L2。为了与比特币更好地对齐，Botanix L2使用比特币作为PoS资产来实现共识。L2验证者从在L2上执行的交易中获得费用收入。此外，L2使用铭文将所有L2交易的Merkle树根存储在L1上。这为L2交易提供了部分安全性，因为无法更改L2交易日志，但不能保证这些交易的DA。
Botanix 通过称为Spiderchain的分散式多重签名系统来处理从L1到L2的桥接。多重签名的签署者是从一组协调员中随机选择的。协调员在L1上锁定用户资金，并签署一个声明以在L2上铸造相应数量的BTC。协调员需要缴纳一笔安全保证金才能担任这个角色。安全保证金在发生恶意行为时可以被削减。
Botanix 已经推出了公共测试网，主网计划于 2024 年上半年启动。
Bison网络
Bison采用了主权Rollup的方式来实现其比特币第二层解决方案。Bison使用STARKs实现了零知识Rollup，并使用Ordinals来存储第二层交易数据和生成的零知识证明（ZKP）发送到第一层。由于比特币无法在第一层验证这些证明，验证工作被委托给用户，在他们的设备上验证ZKP。
对于与 L2 之间的 BTC 桥接，Bison 使用离散对数合约(DLC, Discreet Log Contract)。 DLC 由 L1 保护，但依赖于外部预言机。该预言机读取 L2 状态并将信息传递给比特币 L1。如果这个预言机是中心化的，预言机就可以恶意花费L1上锁定的资产。因此，对于 Bison 最终转向去中心化 DLC 预言机来说非常重要。
Bison 计划支持基于 Rust 的 zkVM。目前，Bison OS 实现了许多合约，例如 Token 合约，可以使用 Bison 证明者进行证明。
Stacks V2
Stacks 是最早专注于扩展比特币可编程性的项目之一。 Stacks 正在进行改造，以更好地与比特币 L1 保持一致。本讨论重点关注即将推出的 Stacks V2，预计将于 2024 年 4 月在主网上发布。Stacks V2 实现了两个新概念，这些概念正在改进与 L1 的一致性。第一个版本是 Nakamoto 版本，更新了 Stacks 共识以遵循比特币区块和最终性。第二个是改进的 BTC 桥接，称为 sBTC。
在 Nakamoto 的版本中，Stacks中的块由在L1上承诺以BTC作为保证金的矿工进行挖掘。当Stacks矿工创建一个块时，这些块将锚定在比特币L1上，并从L1工作量证明矿工那里获得确认。当一个块获得150个L1确认时，该块被视为最终块，不能在没有分叉比特币L1的情况下进行分叉。此时，挖掘该块的Stacks矿工将获得STX奖励，并将他们的BTC保证金分配给网络中的Stackers。这样，任何早于150个块（约1天）的Stacks块都依赖于比特币L1的安全性。对于较新的块（<150个确认），只有70%的Stackers支持分叉时，Stacks链才能进行分叉。
另一个 Stacks 升级是 sBTC，它提供了一种更安全的将 BTC 连接到 Stacks 的方式。要将资产连接到 Stacks，用户需要将他们的 BTC 存入由 L2 Stackers 控制的 L1 地址。当存款交易得到确认后，sBTC 将在 L2 上铸造出来。为了确保桥接的 BTC 的安全性，Stackers 需要锁定一笔超过桥接 BTC 价值的 STX 作为保证金。Stackers 还负责执行 L2 上的 peg-out 请求。Peg-out 请求将作为 L1 交易广播。确认后，Stackers 在 L2 上销毁 sBTC，并合作签署一个释放用户在 L1 上 BTC 的 L1 交易。Stackers 通过之前讨论过的矿工保证金获得奖励。这个机制被称为 Proof of Transfer（PoX）。
Stacks 与比特币保持一致，要求许多重要的 L2 交易（例如矿工 PoX 债券、挂钩交易）作为 L1 执行。这一要求确实提高了桥接 BTC 的一致性和安全性，但由于 L1 的波动性和高额费用，可能会导致用户体验下降。总体而言，升级后的 Stacks 设计解决了 V1 中的许多问题，但仍然存在一些弱点。这包括使用 STX 作为 L2 和 L2 DA 中的原生资产，即 L1 上仅提供交易和智能合约代码的哈希值
BOB
Build-On-Bitcoin (BOB) 是一个旨在与比特币保持一致的以太坊 L2。 BOB 作为以太坊上的 Optimistic rollup 运行，并使用 EVM 执行环境来实施智能合约。
BOB 最初接受不同类型的桥接 BTC（WBTC、TBTC V2），但计划将来采用使用 BitVM 的更安全的双向桥接。
为了与其他也支持 WBTC 和 TBTC 的以太坊 L2 区分开来，BOB 正在构建允许用户直接与 BOB 的比特币 L1 进行交互的功能。 BOB SDK 提供了一个智能合约库，允许用户在比特币 L1 上签署交易。这些交易在 L1 上的执行由比特币轻客户端监控。轻客户端将比特币区块的哈希值添加到 BOB，以允许简单验证 (SPV)，即提交的交易已在 L1 上执行并包含在区块中。另一个功能是独立的 zkVM，它允许开发人员为比特币 L1 编写 Rust 应用程序。正确执行的证明可以在 BOB rollup 上进行验证。
BOB 目前的设计更适合描述为侧链，而不是比特币 L2。这主要是因为BOB的安全性依赖于以太坊L1，而不是比特币的安全性。
SatoshiVM
SatoshiVM是另一个计划推出zkEVM比特币L2的项目。该项目在一月初突然出现了一个Testnet的发布。关于该项目的技术细节很少，并且不清楚是谁在该项目背后开发。SatoshiVM的少数技术文件说明使用比特币L1进行DA，通过支持在L1上广播交易来实现抗审查，并验证L2的ZKPs 使用BitVM风格的欺诈证明。
鉴于其匿名性质，该项目引起了很多争议。一些调查显示该项目与Bool Network有关联，该网络是一个较早的比特币第二层项目。
比特币 L2 范式中的创业机会
比特币 L2 的空间带来了一些创业机会。撇开为比特币构建最好的 L2 的明显机会不谈，还有其他几个创业机会。
比特币 DA 层
许多即将推出的 L2 旨在增强与 L1 的一致性。一种方法是将 L1 用于 DA。然而，考虑到比特币区块大小的严格限制以及 L1 区块之间的长延迟，L1 将无法存储所有 L2 交易。这为比特币特定的 DA 层创造了机会。现有网络（例如 Celestia）可以扩展以填补这一空白。然而，创建依赖于比特币安全或 BTC 抵押品的链下 DA 解决方案可以改善与比特币生态系统的一致性。
MEV提取
除了使用比特币 L1 进行 DA 之外，一些 L2 可能会选择将 L2 交易排序委托给 BTC 绑定的排序器，甚至委托给 L1 矿工。这意味着任何 MEV 提取都将委托给这些实体。鉴于比特币矿工不具备完成这项任务的能力，对于像 Flashbot 这样专注于比特币 L2 的 MEV 提取和私人订单流的公司来说，这是一个机会。 MEV 提取通常与所使用的虚拟机密切相关，而且鉴于比特币L2尚未就虚拟机达成一致，可能会有多个参与者在该领域中。每个参与者专注于不同的比特币L2。
比特币收益工具
Bitcoin L2s将需要使用BTC作为验证器选择、DA安全和其他功能的抵押品。这为持有和使用比特币创造了收益的机会。目前，有一些工具提供这样的机会。例如，巴比伦(Babylon Chain) 允许质押BTC来保护其他链。随着比特币L2生态系统的蓬勃发展，存在着一个强大的平台机会，可以汇集BTC原生的收益机会。
总之，比特币是最受认可、最安全、最具流动性的加密货币。随着比特币现货 ETF 的推出，比特币进入机构采用阶段，保持 BTC 作为无需许可和抗审查资产的基本性质比以往任何时候都更加重要。这只能通过扩大比特币周围的无需许可的应用程序空间来实现。比特币 L2 和支持这些 L2 的初创生态系统是实现这一目标的基本要素。在 联盟（Alliance），我们希望为正在创建这些初创公司的创始人提供支持。
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