BTC生态的技术进展:可编程性扩展方案

2024年第一季度以来，BTC生态在技术层面取得了显著进展，尤其是在可编程性扩展方案上。本文将介绍几个备受关注的BTC扩展方案，包括Fractal Bitcoin、AVM、OP_NET、BRC100以及可编程符文。

Fractal

Fractal是一个基于bitcoin core客户端软件虚拟化的可扩展框架。它通过递归创建树状结构,每一层区块链都能提高整个网络的性能。Fractal与比特币及其基础设施完全兼容,但激活了op_cat操作符,允许实现更多逻辑。

架构设计

Fractal将bitcoin core客户端封装成可部署和运行的区块链软件包(BCSP)。通过递归锚定在比特币主网上,独立运行多个BCSP实例。这类似于在一台计算机(BTC主网)上运行多个虚拟机实例(Fractal构建的BCSP实例)。

为提升用户体验,Fractal对bitcoin core做了一些修改:

• 区块确认时间缩短至30秒或更短
• 区块大小增加到20 MB
• 激活op_cat操作符

在资产跨链方面,不同实例链之间可以通信,通过构造通用资产转移接口实现不同层之间的无缝转移。

安全性保障

Fractal的安全性主要依赖其算力规模。为增强PoW机制的安全性,Fractal采取了以下措施:

1. 引入联合挖矿,每3个区块中有1个通过与BTC矿工合并挖矿生成
2. 剩余2个区块由Fractal网络自身算力产出
3. 新创建的虚拟化实例链在启动阶段会设置特定区块高度以提供保护

AVM

AVM(Atomicals Virtual Machine)是Atomicals Protocol的BTC智能合约实现。它创建了一个模拟BTC脚本的虚拟机,并开放了多个BTC原始操作码,让开发者可以通过比特币脚本组合实现智能合约。

AVM的主要特点:

• 通过双堆栈PDA实现图灵完备
• 指令集包含完整的BTC操作码
• 可适用于多种元数据协议,如BRC20、ARC20、Runes、CBRC等

OP_NET

OP_NET旨在为比特币网络引入类似以太坊的智能合约功能,但更符合比特币的特性和架构。它提供了一套完整、紧凑且易用的开发库,主要使用AssemblyScript编写。

OP_NET的核心功能与特性:

• 保留比特币的区块共识和数据可用性
• 通过执行虚拟机(OP_VM)在比特币区块上执行复杂计算
• 支持多种编程语言,如AssemblyScript、Rust和Python
• 利用Tapscript启用高级智能合约功能
• 与SegWit和Taproot兼容

OP_NET生态已涵盖去中心化交易、借贷、市场做市、流动性提供、跨链桥等多个领域。

BRC100

BRC-100是基于Ordinals理论构建的去中心化计算协议。它通过给brc20加入"销毁"、"铸造"等新操作,在索引器中记录不同地址持有的代币余额与状态,从而实现复杂的defi操作。

BRC-100提供了mint2/mint3和burn2/burn3等操作,使token可以在UTXO模型和状态机模型之间安全转换。该协议可通过扩展协议进行功能扩展,所有扩展协议相互兼容。

目前BRC-100生态中已有inBRC、100Swap和100Layer等项目。

可编程符文(Protorunes)

可编程符文是符文的扩展层,允许创建带有符文的可编程资产。其核心理念是在比特币区块链上利用数据,通过虚拟机或类似技术实现智能合约功能。

Proto-Runes Protocol是可编程符文中最主要的项目,它为可编程符文提供了框架,支持在子协议之间管理和转移符文资产。该协议已在比特币网络上实现了类似Uniswap的DEX功能。

Proto-Runes Protocol的关键机制包括Protoburn和Protomessage。Protoburn允许将符文销毁并转换为子协议使用的表示形式,而Protomessage则用于执行子协议中的操作指令。