比特币生态的可编程性探索

比特币作为流动性最强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焦点。

然而，许多设计延续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，这成为系统的薄弱环节。很少有方案基于比特币本身的特点设计，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. 比特币脚本语言为安全考虑限制了图灵完备性，无法执行复杂智能合约。
2. 比特币区块链存储针对简单交易设计，未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)增加了区块大小限制；2021年的Taproot升级使批量签名验证成为可能，加快了交易处理速度。这些升级为比特币的可编程性奠定了基础。

2022年，开发者提出的"Ordinal Theory"概述了聪的编号方案，允许将任意数据嵌入比特币交易中，为智能合约等应用程序开辟了新思路。

目前，大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挑战。此外，比特币缺乏原生虚拟机或可编程性，难以在无额外信任假设下实现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，将状态变化记录在比特币的UTXO中。虽有隐私优势，但使用繁琐且缺乏合约可组合性。

2. RGB++基于UTXO绑定，将链本身作为具备共识的客户端验证者，提供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记录在比特币交易中。

RGB采用链下验证，将代币转移验证从共识层移至链下，由特定交易相关客户端验证。这减少全网广播需求，增强隐私和效率，但也导致第三方不可见，操作复杂且用户体验差。RGB引入单次使用密封条概念，每个UTXO只能被花费一次，智能合约状态通过UTXO封装并由密封条管理。

RGB++利用图灵完备的UTXO链处理链下数据和智能合约，通过同构绑定BTC保证安全性。它扩展到所有图灵完备的UTXO链，提升跨链互操作性和资产流动性。RGB++通过UTXO同构绑定实现无桥跨链，避免"假币"问题。通过影子链进行链上验证，简化了客户端验证过程，优化用户体验。

Arch Network由Arch zkVM和验证节点网络组成，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。Arch zkVM执行智能合约并生成零知识证明，由验证节点网络验证。系统基于UTXO模型运行，将智能合约状态封装在State UTXOs中，Asset UTXOs用于代表比特币或其他代币。验证网络通过随机选出的leader节点验证ZKVM内容，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。

这三种方案各有特色，都延续了绑定UTXO的思路。UTXO的一次性使用属性更适合智能合约状态记录。然而，它们的劣势在于用户体验不佳，性能未得到提升。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。符合比特币原生属性的方案值得重点关注，UTXO绑定方法是不升级网络前提下扩展比特币编程的有效方法。只要解决好用户体验问题，将为比特币智能合约带来巨大进步。