BTC上的智能合約：探索Fractal Bitcoin和CAT20協議

近期,比特幣生態出現了一個值得關注的新發展。在經歷多輪測試後,Fractal BTC於9月正式上線主網。Fractal的一大亮點是具備智能合約能力,並在主網啓動時同步推出了新的代幣協議CAT20。讓我們來深入了解一下CAT20的技術設計及其帶來的啓示。

Fractal Bitcoin簡介

在介紹CAT20之前,我們需要先了解其運行環境Fractal Bitcoin。Fractal Bitcoin又稱分形比特幣,是一個完全兼容BTC的二層網路。相比BTC,它的區塊確認時間更短,僅需1分鍾。其基本原理是將BTC網路復制多份,每條鏈都可處理交易,從而提升整體處理速度。

Fractal的一大特色是啓用了BTC早期因安全考慮而棄用的操作碼OP_CAT。這一操作碼的重新啓用,賦予了Fractal Bitcoin智能合約的能力,爲其應用場景帶來更多可能性。

CAT Protocol概述

基於底層的OP_CAT支持,CAT Protocol應運而生。目前已經實際運行的是CAT20協議,某交易平台上也新增了相應的操作面板。

CAT20在名稱上與ERC20類似,實際上兩者在功能上也有諸多相似之處。相比成熟的ERC20,CAT20是如何實現類似的代幣生命週期的呢?

部署過程

在部署CAT20代幣時,用戶需要指定錢包地址和代幣基本信息。這些信息與ERC20相似,包括名稱、符號等。不同之處在於,CAT20允許設置預挖量和單次鑄造上限。

部署分爲"commit"和"reveal"兩個階段:

1. Commit階段:將代幣基本信息寫入交易輸出腳本。該交易的hashId作爲代幣的唯一標識。

2. Reveal階段:包含兩個輸入,對應commit階段的前兩個輸出。這筆交易會輸出一個OP_RETURN,保存CAT20初始狀態的哈希值,以及一個Minter,用於後續鑄造過程中維護狀態變化。

這種兩步式的部署方法在區塊鏈項目中較爲常見,可以在reveal階段才揭示項目的某些數據。

鑄造機制

CAT20的鑄造過程有以下特點:

• 輸入爲一個minter,最初由部署階段生成。
• 每次鑄造僅有一個minter作爲輸入,可有多個minter作爲輸出。
• 每次鑄造生成一個token。
• 輸出順序固定,minter後必須是token。

鑄造過程中,minter的數量變化會影響整個網路的運作。如果每次只輸出一個minter,可能導致鑄造過程擁擠。而輸出過多minter則會增加交易成本。在V2版本中,默認生成兩個狀態相近的minter,以平衡這一問題。

交易構建

CAT20的交易構建機制頗具特色。在reveal階段,通過巧妙修改腳本邏輯,使用者可以控制看似不同地址的UTXO。而在minter階段,所有人都能使用這些UTXO作爲輸入,這可能是借助了OP_CAT提供的智能合約能力。

狀態管理

CAT20在交易中維護狀態信息,存儲於OP_RETURN和智能合約(Minter和Token)中。OP_RETURN保存當前交易輸出狀態的哈希值,而合約中存儲剩餘的鑄造次數。每次鑄造後,新生成的Minter的鑄造數量爲剩餘可鑄造數量的一半。

值得注意的是,CAT20代幣並不直接存儲在用戶地址的UTXO上,這一點與BRC20或銘文有所不同。

轉帳和銷毀

轉帳時,交易的輸入和輸出token數量需保持一致。同一筆交易可包含多個不同token,只需各自的輸入輸出數量平衡即可。

要銷毀token,只需將其轉到普通地址即可完成。

總結

CAT20的設計讓用戶擁有極大的操作靈活性,這也要求合約部分需要嚴格的校驗邏輯。這種設計帶來了一些優勢:

1. 查詢token持有情況只需檢查token的UTXO,無需向上追溯。
2. 通過搜索OP_RETURN中含"cat"的交易,可輕鬆查看當前鑄造情況。

CAT20的出現爲比特幣生態帶來了新的可能性,展示了在傳統區塊鏈上實現智能合約功能的創新方法。隨着更多開發者和用戶參與,我們有望看到更多基於這一協議的有趣應用。