Bitcoin的完全去中心化跨鏈方案將引爆Layer2-ODAILY_BTC

01.BTCLayer2是什么？

BTCLayer2是位于BTC網絡之上的一層覆蓋網絡。它主要目的是為了解決BTC網絡交易吞吐量不夠和擴展困難的問題。目前比特幣網絡仍然無法每秒處理數千筆交易，需要更高的吞吐量才能有效和更廣泛地使用BTC網絡。在這種情況下，“Layer2”就是指針對區塊鏈可擴展性問題提出的多種解決方案。通俗來說，Layer1指的是比特幣公鏈，為了解決BTC網絡的吞吐量不高和手續費昂貴的問題，可以將交易移接到Layer2上去處理，處理完成以后再將結果返回給Layer1，從而緩解BTC網絡的壓力，進而也能拓展BTC的流動性和拓展性。

02.三大主流Layer2對比

比特幣和以太坊作為世界前兩大公鏈，現階段都在大力發展Layer2。目前BTCLayer2主要有LiquidNetwork、LightingNetwork、ChainX三大主流產品。

“LiquidNetwork”

三大主流|NO.1

Liquid是由Blockstream開發的比特幣主鏈的一條側鏈，是面向交易員和交易所的基于側鏈的結算網絡，其開發團隊Blockstream，是比特幣和區塊鏈科技的全球領跑者，負責BTC核心代碼的運營和維護。在Liquid網絡中，可實現更快，更隱私的比特幣交易和數字資產的發行，但Liquid功能單一，多簽托管過于中心化，手續費昂貴。

前Blockstream CSO：薩爾瓦多政府正運營一個Bitcoin Core完整節點:3月24日消息，前Blockstream首席戰略官Samson Mow（CSO）發布推文稱，薩爾瓦多政府目前正在運營一個Bitcoin Core完整節點和一個比特幣L2解決方案Liquid Network節點。[2022/3/24 14:15:28]

“LightingNetwork”

三大主流|NO.2

閃電網絡同樣也是由Blockstream開發的產品。閃電網絡作為比特幣的二層支付協議，在某種意義上解決了比特幣PoW機制下的效率低下問題。項目巧妙的運用了RSMC和HLTC搭建了鏈下支付網絡。閃電網絡是基于狀態通道實現的鏈上、鏈下協同，為用戶提供即時的，低成本的比特幣小額支付，但也同樣存在功能單一，手續費昂貴的問題，目前還不適合普通人使用。

“ChainX”

三大主流|NO.3

ChainX由PolkaX團隊開發，團隊一直致力于區塊鏈和隱私加密通訊領域的前沿技術的探索，致力于BTCLayer2拓展、數字資產網關及波卡二級中繼鏈的開發研究。ChainX通過采用輕節點+多簽托管實現的跨鏈技術，同時支持EVM/WASM合約擴展。ChainX可以讓用戶實現便捷的資產跨鏈、快速支付和安全交易。但是目前多簽過于中心化，結算手續費過于昂貴，EVM/WASM技術一直在測試網狀態，未在主網上應用。

聲音 | Bitcoin Unlimited首席科學家：如果IFP推行，BCH將不再是Bitcoin Cash:2 月 16 日，Bitcoin Unlimited（BU）首席科學家Peter Rizun針對Bitcoin AB官網發布的基礎設施融資計劃（IFP）發推點評稱，因為新推出的計劃，礦商和交易平臺必須在5月15日前進行升級，如果他們像往常一樣下載新版的ABC，那么這個計劃就默認成功了。此外，他還表示，這將檢驗 Bitcoin Cash是否能避免被一群開發者捕獲，比特幣在協議中沒有向第三方支付的代碼。如果交易平臺和礦商下載并運行了新版 ABC，BCH將是Bcash，沒有再繼續冠名“比特幣（Bitcoin）”名稱的權利。[2020/2/17]

03.Taproot升級將為BTC

帶來的技術性革命

比特幣改進提案是為比特幣引入新功能和信息的設計文檔，而Taproot升級則是三個BIPs的匯編，這三個BIPs分別是Schnorr簽名(BIP340)、Taproot(BIP341)和Tapscript(BIP342)，這三個升級統稱為BIPTaproot，它將為比特幣帶來了更高效、更靈活、更私密的傳輸方式，其核心在于使用了Schnorr簽名和Merkel抽象語法樹(MAST)。

Schnorr簽名是一種以其簡單性和安全性而聞名的數字簽名方案。Schnorr簽名在計算效率、存儲和隱私方面具有多項優勢。

聲音 | BitMEX CEO：比特幣價格在未來2到5年內可能會達到5萬美元:據Fxstreet消息，BitMEX CEO Arthur Hayes表示，比特幣價格在未來2 - 5年內可能會達到50,000美元。他認為，美聯儲和其他主要央行的貨幣政策將使得全球金融市場的投資者因追求收益率而更傾向于投資風險資產。這種風險偏好會影響加密市場，增加比特幣和其他數字資產的資金流入。[2019/4/15]

▲圖1

如圖1是Schnorr聚合簽名的交互流程。用戶通過公鑰確認簽名者身份，通過數據確認契約內容，從而來認證數字契約的有效性。Schnorr聚合簽名可以將多個簽名數據壓縮合并成單個聚合簽名。驗證者通過所有簽名相關的數據和公鑰組成的列表對單個聚合簽名進行驗證，若驗證通過，其效果等同于對所有相關簽名進行獨立驗證且全部通過。

▲圖2

當前大多數區塊鏈采用ECDSA多簽算法。針對區塊數據，每個節點用自身私鑰生成獨立的數字簽名，并廣播給其他節點。其他節點會驗證該簽名，并將其寫入下一區塊數據中。使用這種方式，當共識節點數較多時，會導致每輪共識區塊存儲的簽名數據不斷增加，占用存儲空間。每當新節點加入網絡，需要同步歷史區塊時，大量簽名數據會對網絡帶寬造成很大的挑戰。

Upbit向6名舉報欺詐項目人員支付獎金:據bitcoin.com報道，韓國大型交易所Upbit已向6名舉報加密貨幣相關欺詐項目人員支付了獎金。據悉，交易所獲得10例欺詐報告，其中6例被交易所確認，Upbit已于6月6日向申請人發放了100萬韓元的獎勵。Upbit最近還與湯森路透合作運營支持透明加密貨幣交易的系統。[2018/6/12]

使用聚合簽名技術后，每個節點會收集其他節點廣播的聚合簽名分片，然后將簽名分片聚合保存，如圖2。這樣，當新節點加入時，同步歷史區塊只需下載聚合后的簽名數據，大大減少對網絡帶寬的占用，同時減少交易費用的支出。

此外，密鑰聚合還使所有的Taproot輸出看起來類似。無論是多重簽名輸出、單簽名輸出或者其他復雜智能合約在區塊鏈上看起來都長得是一樣的，所以許多區塊鏈分析將不可用，從而為所有Taproot用戶保留隱私。

▲圖3

MAST(MerkleAbstractSyntaxTree)是使用默克樹來加密復雜的鎖定腳本，其葉子是一系列相互不重疊的腳本。支出時，只需披露相關腳本以及從該腳本通向默克樹根的路徑。如圖3，要使用script1，只需披露script1、script2以及hash3即可。

Youbit或將恢復交易:Youbit在上個月19號因黑客入侵導致全部財產的17%被盜宣布申請破產之后，已經過了20天，Youbit交易所也不申請破產也不提出補償，看起來想要恢復交易[2018/1/11]

MAST的主要優點包括：一是支持復雜的支出條件。二是不用披露未被執行的腳本或未被觸發的支出條件，提供更好的隱私保護。三是壓縮交易大小。隨著腳本數量的增加，非MAST交易大小是線性增長，而MAST交易大小是對數增長。

然而，在Taproot升級中有一個問題，那就是P2SH與常見的支付到公鑰的哈希在表現上不一樣，仍然有隱私保護問題。有沒有可能讓P2SH和P2PKH在鏈上看起來一樣？

為此，Taproot提出了一套解決方案，對于有限數量簽名者的腳本，可以分解成兩部分：第一部分是多重簽名，所有簽名者都同意某一支出結果，稱為「協作式支出」；第二部分稱為「非協作式支出」，可以有非常復雜的腳本結構。這兩部分是「或」的關系。

如圖3，Script3是一個2-of-2型多重簽名，需要Alice和Bob兩人都簽名才有效，是「協作式支出」；Script1和2是「非協作式支出」。「協作式支出」和「非協作式支出」，都能夠花費這筆輸出，其中：

對“非協作式支出”腳本，采取上述MAST的方式，用MerkleRoot表示默克樹根。

對“協作式支出”腳本，采取基于Schnorr簽名的多重簽名算法。用Pa和Pb分別表示Alice和Bob的公鑰，用Da和Db分別表示Alice和Bob的私鑰。因此，聚合公鑰公鑰是P=Pa+Pb，對應的私鑰是Da+Db。

將“協作式支出”與“非協作式支出”合在一起表示成P2PKH形式，其公鑰是：P=P+HG；對應的私鑰是Da+Db+H(P||MerkleRoot)。

當Alice和Bob同意“協作式支出”，他們用Da+Db+H(P||MerkleRoot)）即可。在鏈上，這表現得如同P2PKH交易，有一個公鑰和對應的私鑰，而不需要披露底層的MAST。

04.ChainX結合Taproot

設計的新型跨鏈方案

▲圖4

在新版本的方案中，會選取n個固定的托管人。當用戶A想將BTC跨鏈到ChainX，首先需要托管人和用戶共同提供公鑰并生成對應的Bitcoin/ChainX托管地址，然后用戶向Bitcoin托管地址轉賬BTC，最后在ChainX上向用戶A完成XBTC的發行。相應地，用戶A進行提現操作時，首先需要托管人和用戶共同提供聚合簽名，才能在Bitcoin上完成從托管地址到用戶A的轉賬，然后當轉賬完成后，會在ChainX上進行BTC的銷毀。

▲圖5

轉出聚合后的多簽地址的資產，需要發起多重簽名交易，多重簽名交易的執行需要達到指定的閾值，一般設為總占比的2/3。采用聚合簽名的形式，用戶和信托能夠共同發起一筆多重簽名交易，其中用戶的簽名占總權重的1/3，其他信托的簽名權重接近2/3。在這種設置下，托管的BTC完成轉賬的前提是用戶對這筆交易進行簽名，其他信托的總權重小于2/3，即使全部通過也無法完成多重簽名交易。因此，在用戶參與聚合簽名的情況下，用戶自身對托管資產進行了有效控制，削減了以往方案中信托的中心化管理。

采聚合簽名的方案，能有效壓縮交易腳本字節數從而顯著降低交易手續費，并且托管人沒有最大人數限制，隨著托管人數N的增加，ChainX的去中心化程度會不斷提高。

05.Layer2誰才是最大的市場？

作為加密貨幣龍頭的比特幣已經在朝著“數字黃金”的方向發展，接下來會將更多的重心放在BTC網絡的安全和去中心化上，而BTCLayer2的發展就是要增強比特幣的流動性，讓比特幣可以用于小額支付、日常消費使用，擴大比特幣的影響力。

但是BTCLayer2卻遲遲沒有發展起來，如致力于比特幣小額支付的閃電網絡，歷經了數年的努力，鎖定的比特幣數量相比起ETH上錨定發行的BTC數量，卻連零頭也比不上，究其原因還是比特幣技術層面的可拓展性差。但這次Taproot的升級，無比契合地解決了這一痛點，BTCLayer2應用數量必然會因此得到指數級的增長，與此同時，BTCLayer2的發展也會進一步穩固BTC作為全球貨幣的地位，使其在與“數字黃金”的定位競爭中更具優勢。

回看現階段的ETHLayer2,已經占領了大部分市場，因此BTCLayer2網絡發展前期會處于追趕階段，但發展到最后誰能拿下Layer2的最大市場，這一點是毋庸置疑的，BTCLayer2和ETHLayer2從技術上來說，差異并不大，但在市值上，很顯然比特幣處于絕對領先的地位。

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