比特幣生態的可編程性探索

比特幣作爲流動性最強且安全性最高的區塊鏈，在銘文熱潮後吸引了大量開發者。他們迅速關注到比特幣的可編程性和擴容問題。通過引入ZK、DA、側鏈、rollup、restaking等不同方案，比特幣生態正迎來新的繁榮高峯，成爲當前牛市的主要焦點。

然而，許多設計延續了以太坊等智能合約平台的擴容經驗，且往往依賴中心化跨鏈橋，這成爲系統的薄弱環節。很少有方案基於比特幣本身的特點設計，這與比特幣的開發體驗不友好有關。比特幣難以像以太坊那樣運行智能合約，主要原因包括：

1. 比特幣腳本語言爲安全考慮限制了圖靈完備性，無法執行復雜智能合約。
2. 比特幣區塊鏈存儲針對簡單交易設計，未對復雜智能合約優化。
3. 比特幣缺乏運行智能合約的虛擬機。

2017年的隔離見證(SegWit)增加了區塊大小限制；2021年的Taproot升級使批量籤名驗證成爲可能，加快了交易處理速度。這些升級爲比特幣的可編程性奠定了基礎。

2022年，開發者提出的"Ordinal Theory"概述了聰的編號方案，允許將任意數據嵌入比特幣交易中，爲智能合約等應用程序開闢了新思路。

目前，大多數擴展比特幣編程性的項目依賴二層網路(L2)，這要求用戶信任跨鏈橋，成爲L2獲取用戶和流動性的挑戰。此外，比特幣缺乏原生虛擬機或可編程性，難以在無額外信任假設下實現L2與L1的通信。

RGB、RGB++和Arch Network嘗試從比特幣原生屬性出發，增強其可編程性，通過不同方法提供智能合約和復雜交易能力：

1. RGB是一種通過鏈下客戶端驗證的智能合約方案，將狀態變化記錄在比特幣的UTXO中。雖有隱私優勢，但使用繁瑣且缺乏合約可組合性。

2. RGB++基於UTXO綁定，將鏈本身作爲具備共識的客戶端驗證者，提供元數據資產跨鏈解決方案，支持任意UTXO結構鏈的轉移。

3. Arch Network爲比特幣提供原生智能合約方案，創建ZK虛擬機和驗證者節點網路，通過聚合交易將狀態變化記錄在比特幣交易中。

RGB採用鏈下驗證，將代幣轉移驗證從共識層移至鏈下，由特定交易相關客戶端驗證。這減少全網廣播需求，增強隱私和效率，但也導致第三方不可見，操作復雜且用戶體驗差。RGB引入單次使用密封條概念，每個UTXO只能被花費一次，智能合約狀態通過UTXO封裝並由密封條管理。

RGB++利用圖靈完備的UTXO鏈處理鏈下數據和智能合約，通過同構綁定BTC保證安全性。它擴展到所有圖靈完備的UTXO鏈，提升跨鏈互操作性和資產流動性。RGB++通過UTXO同構綁定實現無橋跨鏈，避免"假幣"問題。通過影子鏈進行鏈上驗證，簡化了客戶端驗證過程，優化用戶體驗。

Arch Network由Arch zkVM和驗證節點網路組成，利用零知識證明和去中心化驗證網路確保智能合約安全和隱私。Arch zkVM執行智能合約並生成零知識證明，由驗證節點網路驗證。系統基於UTXO模型運行，將智能合約狀態封裝在State UTXOs中，Asset UTXOs用於代表比特幣或其他代幣。驗證網路通過隨機選出的leader節點驗證ZKVM內容，使用FROST籤名方案聚合節點籤名，最終將交易廣播到比特幣網路。

這三種方案各有特色，都延續了綁定UTXO的思路。UTXO的一次性使用屬性更適合智能合約狀態記錄。然而，它們的劣勢在於用戶體驗不佳，性能未得到提升。隨着更多開發者加入比特幣社區，我們將看到更多擴容方案，如op-cat升級提案正在積極討論中。符合比特幣原生屬性的方案值得重點關注，UTXO綁定方法是不升級網路前提下擴展比特幣編程的有效方法。只要解決好用戶體驗問題，將爲比特幣智能合約帶來巨大進步。