BTC生態的技術進展:可編程性擴展方案

2024年第一季度以來，BTC生態在技術層面取得了顯著進展，尤其是在可編程性擴展方案上。本文將介紹幾個備受關注的BTC擴展方案，包括Fractal Bitcoin、AVM、OP_NET、BRC100以及可編程符文。

Fractal

Fractal是一個基於bitcoin core客戶端軟件虛擬化的可擴展框架。它通過遞歸創建樹狀結構,每一層區塊鏈都能提高整個網路的性能。Fractal與比特幣及其基礎設施完全兼容,但激活了op_cat操作符,允許實現更多邏輯。

架構設計

Fractal將bitcoin core客戶端封裝成可部署和運行的區塊鏈軟件包(BCSP)。通過遞歸錨定在比特幣主網上,獨立運行多個BCSP實例。這類似於在一臺計算機(BTC主網)上運行多個虛擬機實例(Fractal構建的BCSP實例)。

爲提升用戶體驗,Fractal對bitcoin core做了一些修改:

• 區塊確認時間縮短至30秒或更短
• 區塊大小增加到20 MB
• 激活op_cat操作符

在資產跨鏈方面,不同實例鏈之間可以通信,通過構造通用資產轉移接口實現不同層之間的無縫轉移。

安全性保障

Fractal的安全性主要依賴其算力規模。爲增強PoW機制的安全性,Fractal採取了以下措施:

1. 引入聯合挖礦,每3個區塊中有1個通過與BTC礦工合並挖礦生成
2. 剩餘2個區塊由Fractal網路自身算力產出
3. 新創建的虛擬化實例鏈在啓動階段會設置特定區塊高度以提供保護

AVM

AVM(Atomicals Virtual Machine)是Atomicals Protocol的BTC智能合約實現。它創建了一個模擬BTC腳本的虛擬機,並開放了多個BTC原始操作碼,讓開發者可以通過比特幣腳本組合實現智能合約。

AVM的主要特點:

• 通過雙堆棧PDA實現圖靈完備
• 指令集包含完整的BTC操作碼
• 可適用於多種元數據協議,如BRC20、ARC20、Runes、CBRC等

OP_NET

OP_NET旨在爲比特幣網路引入類似以太坊的智能合約功能,但更符合比特幣的特性和架構。它提供了一套完整、緊湊且易用的開發庫,主要使用AssemblyScript編寫。

OP_NET的核心功能與特性:

• 保留比特幣的區塊共識和數據可用性
• 通過執行虛擬機(OP_VM)在比特幣區塊上執行復雜計算
• 支持多種編程語言,如AssemblyScript、Rust和Python
• 利用Tapscript啓用高級智能合約功能
• 與SegWit和Taproot兼容

OP_NET生態已涵蓋去中心化交易、借貸、市場做市、流動性提供、跨鏈橋等多個領域。

BRC100

BRC-100是基於Ordinals理論構建的去中心化計算協議。它通過給brc20加入"銷毀"、"鑄造"等新操作,在索引器中記錄不同地址持有的代幣餘額與狀態,從而實現復雜的defi操作。

BRC-100提供了mint2/mint3和burn2/burn3等操作,使token可以在UTXO模型和狀態機模型之間安全轉換。該協議可通過擴展協議進行功能擴展,所有擴展協議相互兼容。

目前BRC-100生態中已有inBRC、100Swap和100Layer等項目。

可編程符文(Protorunes)

可編程符文是符文的擴展層,允許創建帶有符文的可編程資產。其核心理念是在比特幣區塊鏈上利用數據,通過虛擬機或類似技術實現智能合約功能。

Proto-Runes Protocol是可編程符文中最主要的項目,它爲可編程符文提供了框架,支持在子協議之間管理和轉移符文資產。該協議已在比特幣網路上實現了類似Uniswap的DEX功能。

Proto-Runes Protocol的關鍵機制包括Protoburn和Protomessage。Protoburn允許將符文銷毀並轉換爲子協議使用的表示形式,而Protomessage則用於執行子協議中的操作指令。