Galaxy：從七大主題看 2023 年 Q4 比特幣技術發展

撰文：Gabe Parker、Guillaume Girard

編譯：松雪，金色財經

摘要：

本文重點介紹了 2023 年 10 月和 11 月比特幣生態系統中發生的重要技術發展。我們涵蓋以下七個主題：

• BitVM 白皮書發布
• Taproot Assets 在主網上線
• OP_CAT 提案
• OP_TXHASH 提案
• Lightning Timeout Trees 提案
• MuSig2-PSBT 提案
• BIP-324 提案

前言

2023 年 11 月，比特幣鏈上交易數量環比 (MoM) 增長了 62%，這主要是由於 Ordinals 和 BRC-20 的復甦。 11 月份比特幣轉移的美元總價值超過 1470 億美元，較上月大幅增長 21%。 這一增長主要歸因於以美元計價的 BTC 價格升值，但現貨市場的 BTC 交易量也環比增長了 18%，而期貨交易量則分別環比下降了 1%。

比特幣每月數據指標

自 2023 年 1 月 Ordinals興起以來，比特幣開發社區在探索新的可替代代幣協議、擴容解決方案和智能合約實施方面出現了顯著的復甦。 總體而言，Ordinals後的比特幣開發格局已經擴大，並且比多年來任何時候都更加努力地增強鏈上和鏈下應用程序用例。 本說明將重點介紹 2023 年第四季度比特幣的七項主要發展和建議。這些發展凸顯了比特幣生態系統開發人員對擴大比特幣應用範圍和支持用例的新承諾。

技術發展

BitVM

BitVM 是什麼：BitVM 在比特幣上實現了富有表現力的智能合約。 考慮到比特幣設計的性質，直接在比特幣上執行智能合約既緩慢又昂貴。 使用 BitVM，智能合約是在鏈外執行的，參與者只有在發生爭議時才能直接使用比特幣上的代碼，利用比特幣的本機腳本來執行合約規則。BitVM 的運行方式類似於以太坊生態系統中使用的 optimistic rollups，包含欺詐證明和挑戰響應協議等元素。

BitVM 合約的結構是讓兩方就導致事件的預簽名交易序列達成一致。 與 optimistic rollups 類似，這些類型的合約假設您不作弊，但如果您作弊，誠實的一方就有機會挑戰作弊者。 至關重要的是，BitVM 不需要升級比特幣的 Layer 1 區塊鏈。 BitVM 僅使用比特幣中已經理解的原語，例如散列鎖、時間鎖和 Tapscript。

為什麼重要：比特幣經常因缺乏創新和與以太坊和 Solana 等其他更通用的 Layer 1 直接競爭的能力而受到批評。 比特幣始終優先考慮分層擴展，而不是嘗試擴展基礎層的功能。 閃電網絡是建立在比特幣之上、以支付為中心的高性能網絡的一個例子。 借助 BitVM，可以在比特幣之上構建的層上執行更複雜的計算，從而繼續通過層擴展比特幣，而不是升級核心協議。

Taproot Assets 在主網上線

Taproot Assets 協議是什麼：Lightning Labs 是一家為比特幣閃電網絡構建軟件的區塊鏈開發公司，發布了一項新協議，用於在閃電網絡上發行穩定幣和其他資產。 Taproot Assets 協議（以前稱為 TARO）使開發人員能夠發行、發送和接收基於比特幣的資產。 多年來，閃電實驗室一直在提出並致力於在閃電網絡上發行資產的方式，這次主網的發布是一個重要的里程碑。

Taproot Assets 是通過將任意數據輸入主根腳本（Tapscript）來創建的。 Tapscript 是一種腳本語言，用於在 Taproot 升級過程中啟用各種新的交易類型。 Taproot 資產使用 Taptree（一種 Merkle 樹數據結構）將代幣數據存儲在 Taproot 輸出中。 所有 Taproot 資產均通過基礎層的標準 Taproot 交易在鏈上發行。

儘管 Taproot 資產是在比特幣基礎層上發行和結算的，但閃電實驗室專門設計了 Taproot 資產以與閃電網絡兼容。 Taproot 資產的功能是通過部分簽名的比特幣交易 (PSBT) 的改進版本來實現的，該交易也用於交易 Ordinals 和 BRC-20，稱為虛擬部分簽名的比特幣交易 (vPSBT)。 該機制是一種在閃電網絡上以去信任的點對點方式交易 Taproot 資產的方式。

為什麼重要：Taproot Assets 將提供一種在比特幣上創建可替代代幣的有效方法。 2023 年 4 月，Ordinals 開發人員創建了一個新的可替代代幣標準，稱為 BRC-20。 該代幣標準使用銘文技術，允許用戶將任意數據附加到單個 sat（比特幣的最小單位）上。 BRC-20 的出現證明了比特幣上存在對 NFT 的需求，儘管 BRC-20 標準的效率低下是出了名的。 隨著 Taproot Assets 於 2023 年 10 月 18 日正式發布，比特幣上的 NFT 有機會在閃電網絡上蓬勃發展。 在閃電網絡上擁有 NFT 的好處包括減少比特幣本地鏈上的網絡擁塞。

總的來說，Taproot Assets 是一個很有前景的解決方案，可以在比特幣上引入 NFT，並讓更多用戶加入閃電網絡。

OP_CAT 提案

OPCAT 提案是什麼：比特幣研究員 Ethan Heilman 向 Bitcoin-Dev 郵件列表提交了比特幣改進提案 (BIP)，建議在比特幣腳本語言中添加 OPCAT 操作碼。 該操作碼將使開發人員能夠在 Tapscript 中構建和評估 Merkle 樹和其他哈希數據結構，Tapscript 是一種原生腳本語言，用於在 Taproot 升級過程中啟用新的交易類型。

OPCAT 並不是一個新想法。 比特幣開發人員之前從比特幣腳本中刪除了操作碼，因為它可以構建數據密集型腳本，從而增加比特幣節點計算資源的負擔。 然而，由於 Taproot 升級引入了 Taproot 腳本的大小限制（520 字節），因此 OPCAT 將成為開發人員的有用工具，並且不會為節點操作員帶來過多的計算開銷。

為什麼重要：在 2021 年 11 月 Taproot 升級之前，比特幣完全依賴比特幣腳本來實現可編程性。 然而，Taproot 升級顯著擴展了比特幣的交易可編程性能力。 啟用 OP_CAT 將消除之前施加的限制，從而進一步增強比特幣的可編程性，從而為不同的用例創造新的機會。

OP_TXHASH 提案草案

OPTXHASH 提案草案是什麼：比特幣核心開發人員 Steven Roose 提出了一个 BIP，重點關注為比特幣腳本語言實施兩個新操作碼 OPTXHASH 和 OPCHECKTXHASHVERIFY 的好處。OPTXHASH 操作碼將直接與當今比特幣的兩個主要契約提案 BIP-118 和 BIP-119 競爭。 契約是對比特幣交易施加的預先確定的支出條件。 例如，用戶可以創建一個契約，以確保交易接收者只能在 200 個區塊後花費發送到其地址的 BTC。

為什麼重要：啟用契約可能會成為比特幣下一次重大升級的動力。 TXHASH 是領先的 BIP 之一，開發者希望在 1-2 年內激活。 TXHASH 允許在比特幣交易中自定義交易字段，從而提供了一種更具適應性的契約表達方式。 這種靈活性使用戶能夠調整交易費用，這是處理不確定且波動的費率時的一個關鍵功能，而 BIP-119 等其他契約提案不支持這一點。 此外，當與 OPCAT 等其他 BIP 結合時，OPTXHASH 有可能複製 BIP-118 的功能，這是比特幣社區目前正在評估的另一個領先的契約提案。

Lightning Timeout Trees 提案

Lightning Timeout Trees 提案是什麼：閃電網絡是比特幣的主要第 2 層，在過去幾年中得到了廣泛的採用。 進一步採用的一個關鍵障礙在於，用戶在使用閃電網絡時需要啟動至少一項鏈上比特幣交易，才能將資金轉移到鏈外。 這一限制限制了可以將資產遷移到鏈下的用戶數量，特別是在鏈上交易費用較高的情況下。

一個長期探索的解決方案是一個名為「通道工廠」的概念，它允許多個用戶在一次比特幣交易中加入閃電網絡。 通道工廠的實施有可能通過降低在多個用戶之間打開閃電通道的成本來顯著降低閃電網絡的進入門檻。

為什麼重要：儘管比特幣的理論已經存在多年，但它的腳本限制使得任何人都很難想出一個令人信服且安全的解決方案來啟用通道工廠。 然而，約翰·勞的「Lightning Timeout Trees」提案可能已經找到了使用契約（即 BTC 交易輸出的支出條件）的解決方案。 該提案引入了協調員（或閃電服務提供商 - LSP）的概念，該協調員將監督用戶通道的打開和關閉。 通過使用契約，協調員將被限制在未經適當授權的情況下花費用戶的 BTC。 儘管該提案並非沒有局限性，但它是第一個利用契約的通道工廠架構，契約是一種在 BTC 上添加支出條件的強大機制，在比特幣開發者中越來越受歡迎，適用於包括 BTC 托管在內的各種用例（請參閱 BIP 345）。

更新的 Musig2 提案

MuSig2 提案是什麼：MuSig2 是 MuSig1 的升級版本，MuSig1 是比特幣上的多重簽名方案，可實現隱私性和可擴展性。 MuSig 允許多方用各自的密鑰控制一把私鑰。 共享私鑰看起來不像鏈上的多重簽名交易，因此留下了最小的鏈上足跡。 MuSig1 是基於 Schnorr 簽名的一項進步，與依賴 ECDSA 的比特幣傳統多重簽名方案相比，它具有顯著的增強。

MuSig2 (BIP-327) 是 MuSig1 的改進迭代，通過作為兩輪多重簽名方案運行，提供卓越的安全性、效率和隱私功能，只需簽名者之間的兩輪通信即可生成有效簽名，而不是三輪。 10 月，Bitcoin Core 開發者 Andrew Chow 提出了兩個專注於 MuSig2 開發的新 BIP。 提議的 BIP 是 MuSig2-PSBT 和 MuSig2- 描述符。

為什麼重要：MuSig2-PSBT 是一種標準軌道 BIP，將為部分簽名的比特幣交易 (PSBT) 啟用私有多重簽名方案。 除了其他用戶之外，這一進步還將有利於 Ordinals 和 BRC-20 用戶和市場，它們使用 PSBT 來促進資產的銷售。 將 MuSig2 集成到 PSBT 總體上將有助於通過使多重簽名交易看起來像單簽名交易來隱藏這些類型的鏈上交易。 第二個 BIP，MuSig2-descriptiors，是一個信息性 BIP，它將通過提供一種描述由 MuSig2 錢包控制的交易輸出的方法來幫助錢包提供商實施 MuSig2-PSBT。 值得注意的是，MuSig2-PSBT 的 BIP 仍在初步審查中，需要分配 BIP 編號，因此，該 BIP 短期內（6-12 個月）不會準備好發貨。

BIP-324 -- V2 傳輸

BIP-324 是什麼：BIP-324 是對比特幣 P2P 層的面向隱私的改進。 比特幣上的這一層促進了比特幣節點之間的數據傳輸。 比特幣 P2P 層充當數據的高速公路，儘管大部分數據都是明文信息，容易受到多種類型的攻擊。 潛在的攻擊者可能會採用被動方法，例如監視節點活動以收集有關 IP 地址和交易來源的信息，也可能採用主動技術，包括攔截節點傳輸的數據並進行審查等篡改活動。 這些攻擊稱為 MITM（中間人）攻擊。 BIP-324，以前被稱為 BIP-151，主張對比特幣 P2P 層上的數據進行加密，以增強對比特幣被動和主動攻擊的抵抗力。

為什麼重要：最新版本的 Bitcoin core (v0.26) 添加了對 BIP-324 中指定的版本 2 加密 P2P 傳輸的支持。 該功能默認處於禁用狀態，但允許任何人打開它並從附加保護中受益。 這是比特幣 P2P 級別隱私的重要一步，標誌著自 2021 年以來 BIP 首次在比特幣上激活（儘管 BIP-324 不需要軟分叉）。