比特币可编程性新突破:RGB、RGB++和Arch Network方案对比

比特币生态的可编程性发展

比特币作为流动性最佳且安全性最高的区块链,在铭文热潮后吸引了大量开发者。他们迅速关注到比特币的可编程性和扩容问题。通过引入ZK、DA、侧链、rollup、restaking等不同方案,比特币生态正迎来新的繁荣高峰,成为当前牛市的主要话题。

然而,许多设计沿用了以太坊等智能合约平台的扩容经验,且往往依赖中心化跨链桥,这成为系统的潜在弱点。很少有方案是基于比特币本身特点设计的,这与比特币的开发体验不友好有关。比特币难以像以太坊那样运行智能合约,主要原因包括:

  1. 比特币脚本语言为保证安全性而限制了图灵完备性。
  2. 比特币区块链存储针对简单交易设计,未针对复杂智能合约优化。
  3. 比特币缺乏运行智能合约的虚拟机。

2017年的隔离见证(SegWit)扩大了比特币区块大小限制;2021年的Taproot升级使批量签名验证成为可能,从而简化了交易处理。这些升级为比特币的可编程性铺平了道路。

2022年,开发者Casey Rodarmor提出"Ordinal Theory",概述了一种将任意数据嵌入比特币交易的方案。这为直接在比特币链上嵌入状态信息和元数据提供了新的可能性,为需要可访问和可验证状态数据的应用开辟了新思路。

目前,多数扩展比特币编程性的项目依赖二层网络(L2),这要求用户信任跨链桥,成为L2获取用户和流动性的主要障碍。此外,比特币缺乏原生虚拟机或可编程性,无法在不增加信任假设的情况下实现L2与L1的通信。

RGB、RGB++和Arch Network尝试从比特币原生属性出发,增强其可编程性,通过不同方法提供智能合约和复杂交易能力:

  1. RGB是一种通过链下客户端验证的智能合约方案,将合约状态变化记录在比特币的UTXO中。虽有一定隐私优势,但使用繁琐且缺乏合约可组合性,目前发展缓慢。

  2. RGB++是Nervos基于RGB思路的另一扩展路线,仍基于UTXO绑定,但将链本身作为具备共识的客户端验证者,提供了元数据资产跨链解决方案,支持任意UTXO结构链的转移。

  3. Arch Network为比特币提供原生智能合约方案,创建ZK虚拟机和验证者节点网络,通过聚合交易将状态变化与资产阶段记录在比特币交易中。

UTXO绑定:详解BTC智能合约方案RGB、RGB++和Arch Network

RGB

RGB是比特币社区早期的智能合约扩展思路,通过UTXO封装记录状态数据,为后续比特币原生扩容提供了重要思路。

RGB采用链下验证,将代币转移验证从比特币共识层移至链下,由特定交易相关客户端验证。这减少了全网广播需求,增强隐私和效率。然而,这种隐私增强方式也是双刃剑。虽增强隐私保护,但导致第三方不可见,使实际操作复杂且难以开发,用户体验较差。

RGB引入单次使用密封条概念。每个UTXO只能被花费一次,相当于创建时上锁,花费时解锁。智能合约状态通过UTXO封装并由密封条管理,提供有效的状态管理机制。

UTXO绑定:详解BTC智能合约方案RGB、RGB++和Arch Network

RGB++

RGB++是Nervos基于RGB思路的另一扩展路线,仍基于UTXO绑定。

RGB++利用图灵完备的UTXO链(如CKB或其他链)处理链下数据和智能合约,进一步提升比特币可编程性,并通过同构绑定BTC保证安全性。

RGB++采用图灵完备UTXO链作为影子链,能执行复杂智能合约,并与比特币UTXO绑定,增加系统编程性和灵活性。比特币UTXO和影子链UTXO同构绑定,确保两链间状态和资产一致性,保证交易安全。

RGB++扩展至所有图灵完备UTXO链,提升跨链互操作性和资产流动性。这种多链支持增强了系统灵活性。同时,通过UTXO同构绑定实现无桥跨链,避免"假币"问题,确保资产真实性和一致性。

通过影子链进行链上验证,RGB++简化了客户端验证过程。用户只需检查影子链相关交易,即可验证RGB++状态计算正确性。这种链上验证方式优化了用户体验。使用图灵完备影子链避免了RGB复杂的UTXO管理,提供更简化和用户友好的体验。

Arch Network

Arch Network主要由Arch zkVM和Arch验证节点网络组成,利用零知识证明和去中心化验证网络确保智能合约安全和隐私,比RGB更易用,且无需像RGB++那样绑定另一条UTXO链。

Arch zkVM使用RISC Zero ZKVM执行智能合约并生成零知识证明,由去中心化验证节点网络验证。系统基于UTXO模型运行,将智能合约状态封装在State UTXOs中,提高安全性和效率。

Asset UTXOs用于代表比特币或其他代币,可通过委托方式管理。Arch验证网络通过随机选出的leader节点对ZKVM内容验证,使用FROST签名方案聚合节点签名,最终将交易广播到比特币网络。

Arch zkVM为比特币提供图灵完备虚拟机,能执行复杂智能合约。每次合约执行后,生成零知识证明,用于验证合约正确性和状态变化。

Arch使用比特币UTXO模型,状态和资产封装在UTXO中,通过单次使用概念进行状态转换。智能合约状态数据记录为state UTXOs,原数据资产记录为Asset UTXOs。Arch确保每个UTXO只能被花费一次,提供安全状态管理。

Arch虽未创新区块链结构,但需要验证节点网络。每个Arch Epoch期间,系统根据权益随机选择Leader节点,负责传播信息到网络内所有验证者节点。所有zk-proofs由去中心化验证节点网络验证,确保系统安全性和抗审查性,并生成签名给Leader节点。交易一旦获得所需数量节点签署,即可在比特币网络广播。

UTXO绑定:详解BTC智能合约方案RGB、RGB++和Arch Network

总结

在比特币可编程性设计方面,RGB、RGB++和Arch Network各具特色,但都延续了绑定UTXO的思路,UTXO的一次性使用鉴权属性更适合智能合约记录状态。

然而,这些方案的劣势也明显,主要体现在糟糕的用户体验、与比特币一致的确认延迟和低性能上。它们仅扩展了功能,未提升性能,这在Arch和RGB中较为明显。RGB++通过引入高性能UTXO链提供了更好的用户体验,但也引入了额外的安全性假设。

随着更多开发者加入比特币社区,我们将看到更多扩容方案,如op-cat升级提案正在积极讨论中。切合比特币原生属性的方案值得重点关注。UTXO绑定方法是在不升级比特币网络的前提下,扩展比特币编程方式的最有效方法。只要能解决用户体验问题,将为比特币智能合约带来巨大进步。

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gas_guzzlervip
· 17小时前
又来抄作业啦 该解决的还得解决
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MetaDreamervip
· 17小时前
真就ETH啥都能抄呗
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币圈鸡汤哥vip
· 17小时前
又有人想玩花活儿啦
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无常损失爱好者vip
· 17小时前
btc内卷是这样的捏
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NFT_Therapyvip
· 17小时前
BTC的DNA就是纯粹呀
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BlockchainTherapistvip
· 17小时前
btc才是祖宗好吧 跟着eth玩啥玩
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LiquidityWizardvip
· 17小时前
从统计上看,这些解决方案中有73.4%没有抓住要点
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