Taproot VS Drivechain：比特幣擴容的不同探索

來源：LayerTwo Labs

2021年11月，比特幣進行了2017年後至今爲止唯一一次代碼升級：Taproot 升級。這次升級如同生石灰灑入平靜的湖泊，慢慢的加熱整片湖水，引起熱氣不斷冒泡。

Bitcoin 前7年 16次軟升級、Bitcoin 後7年 僅2次軟升級；SegWit 軟分叉升級花了20個月、Taproot 軟分叉升級花了46個月。

2023年，比特幣生態一反常態的活躍，相關創新如雨後春筍般遍地冒尖，從3月份的Ordinals協議，到9月份整個比特幣社區都在討論Drivechain ，10月份集中出現的BitVM、Taproot Asset等，比特幣生態似乎聚集着重回舞台中央的能量，也彰示着加密貨幣之王的強大吸引力和作爲开源軟件的可能性。

近期主要的比特幣生態

1、Ordinals

Ordinals是利用隔離見證升級，將圖片、文字、音視頻，甚至是代碼等數據，只要大小在 4MB 以下，寫入比特幣交易的隔離見證區當中，並通過一個編號、索引器來區別、追蹤每一個比特幣聰，從而實現在比特幣主網發行、交易NFT資產，隨後又出現了基於Ordinals的BRC20 token。在今年4月，基於Ordinals的NFT和BRC20 Token炒作達到了頂峰，吸引了整個加密圈的關注。

2、Babylon

Babylon旨在將比特幣安全性帶至 PoS 網絡和 DApp ，支持比特幣持有者通過質押比特幣，以提高 PoS 鏈和 DApp 的安全性並幫助用戶獲得收益。

Babylon 的比特幣質押協議通過密碼學技術，將比特幣質押者攻擊 PoS 網絡共識的行爲，轉換爲將其在比特幣網絡質押的比特幣全部或部分罰沒。並且該罰沒只會在攻擊確實產生時觸發，保證了誠實質押者資產的絕對安全，如此一來，就可以在不需要比特幣跨鏈的情況下，使得比特幣成爲和 PoS 原生代幣一樣的質押資產。

其中的核心技術叫做「可提取的一次性籤名」（EOTS, extractable one-time signature）技術，當使用該技術時，同一祕鑰只能籤一次名。如果籤名兩次，則該祕鑰可以被解碼。該技術底層籤名算法基於比特幣原生籤名算法，所以受現有比特幣網絡支持。

3、BitVM

不久之前由Zerosync團隊Robin linus剛剛發布的構想，被描述爲“不需要改變現有比特幣共識，甚至不需要任何升級，在比特幣上實現任何計算”，白皮書中表述，這通過Op-Rollup、欺詐證明和Taproot Leaf 和 Bitcoin Script來實現。

據加密分析師 @tmel0211 的看法，BitVM提案的核心點是，通過taproot地址矩陣或者說taptree實現了類似二進制電路的各類程序指令，組合起來就相當於完整的合約執行了。最小單元指令確實由比特幣全節點完成，而且無限疊加taproot地址，無限組合的可能性可以疊加很多復雜計算。某種程度上，說它爲圖靈完備機不爲過。但無限疊加taproot地址只會增加成本消耗，理論上是可以圖靈完備實現一切，但卻不切實際。

目前，BitVM依然處於討論階段。

4、Taproot Asset

日前剛剛由Lightning Labs團隊發布，Taproot Assets是一個基於比特幣區塊鏈的新協議，它利用了比特幣最新的升級—Taproot，以實現更高的隱私和可擴展性，爲开發者在比特幣區塊鏈上發行、發送、接收和發現資產提供了核心功能。這些資產可以被存入Lightning網絡的通道中，並可以通過現有的Lightning網絡進行轉移。

Taproot assets完全基於 UTXO，在Taproot地址的Script腳本中寫入“簡單的代碼”，把它當成UTXO花費條件指令來執行。在Taproot Assets的資產發行場景內，可以把這串簡單的操作碼指定爲Token發行總量、發行時間，發行對象等規則，可接入一組多籤地址來聯合觸發該操作碼。

不難發現，這些生態出現的重要基礎是Segwit與Taproot升級。

Segwit 與Taproot升級

Taproot是比特幣網絡的一次升級，於2021年11月14日上线。自SegWit問世以來，Taproot與Schnorr籤名一直是備受期待的比特幣技術升級。

Taproot升級由3項不同的比特幣改進提案(BIP340^[1]、BIP341^[2]、BIP342^[3])組成，其中包括：Taproot、Tapscript及其核心，即名爲“Schnorr籤名”的全新數字籤名方案。Taproot旨在改變比特幣腳本的運作方式，提升私密性、可擴展性與安全性，爲比特幣用戶帶來諸多好處，例如提升交易私密性和降低交易費用。還將讓比特幣執行更多復雜的交易，從而拓寬用例，與以太坊一較高下，尤其是智能合約功能和網絡對去中心化金融(DeFi)和非同質化代幣(NFT)的支持。

某種程度上，結合此前的Segwit升級，Taproot升級开啓了比特幣實現更復雜合約的大門。

Segwit是2017年的一個更新，通過增加一個可以支持任意數據的 "見證數據（witness data）" 部分，有效地將比特幣交易隔離成兩個部分。

在技術上，SegWit的實施意味着交易不再需要包括見證數據（不會佔用比特幣原本爲區塊安排的 1MB 空間）。取而代之的是，在一個區塊的末尾，爲見證數據創建了一個額外獨立的空間。它支持任意的數據轉账，並有一個折扣的 "區塊重量"，巧妙地將大量的數據保持在比特幣的區塊大小限制內，以避免硬分叉的需要。

隔離見證（SegWit）的實施給比特幣網絡帶來了兩個重大變化：

• 籤名數據通常佔存儲在塊中數據的 65%，從主“基礎”塊中刪除並存儲在單獨的塊中。這允許在每個基本塊中容納更多事務。

• SegWit 還引入了“塊權重”，在技術上將比特幣塊從 1 MB 增加到 4 MB；由 3 MB 的籤名數據和 1 MB 的交易數據組成。

Segwit & Taproot VS Drivechain

簡單而言Segwit與Taproot是通過對區塊數據、籤名方式的改變，讓UTXO或者區塊當中可以寫入更多樣的數據，然後通過鏈下的一些操作，實現特定的功能，一定程度上增強了比特幣網絡實現更復雜合約的能力。

但不可否認的基礎事實是，比特幣的能力受到其底層Script的限制，同時加上區塊大小、出塊時間因素，擴容潛力非常有限。

在Ordinals火爆期間我們已經看到了這個問題，大量的BRC20交易使比特幣網絡擁堵不堪，交易手續費飆升至數百美金一筆，引起了社區的不滿。

而BitVM憧憬的比特幣圖靈完備，應用單個taproot地址的腳本實施最小編程單位，不能超出比特幣的執行邏輯框架比如hashlock、timelock這些，不能超出限定的存儲條件，這個基礎上要實現復雜合約需要組合大量地址進行taptree構建，要花費的成本也越大，而且慢。

與Taproot這些鏈上擴容方案相比，Drivechain 的分層、“鏈下擴容”方案，有更大的可能性，並且更低廉的花費。

同樣不觸及比特幣的共識機制，Drivechain 只需要在區塊中添加BIP300中設計的6種新的區塊消息，使用算力托管地址，輔以BIP-301的盲合並挖礦方案，就可以低成本的實現比特幣大面積的側鏈擴容，側鏈擁有比特幣主網的安全性，和非常自由設計的高可拓展性。 在理論上，Drivechain 帶來的可能性是無限的。

邏輯上來說，Taproot Asset也是相同的思路，資產在比特幣主網，但交易在閃電網絡中。而實際上，他們都可以使用Drivechain 來實現，成爲Drivechain 架構裏的側鏈，能夠實現交易、轉账之外更多的功能。Layer 2 Labs團隊自身，就已經在推動7條Drivechain 側鏈的建設，RSK等側鏈也有意在Drivechain 激活之後轉入Drivechain 體系。

Blockstream創始人、POW共識發明者Adam Back[4]曾在Layer 2 Labs的推特Space中這么說到：“如果能夠在1層引入一些新的功能和擴展性，那么比特幣可以在某種程度上實現固化，同時在2層上繼續進行創新。比特幣需要可擴展性和模塊化，以便更快地創新和採納新功能。像閃電網絡這樣的技術已經有所幫助，但在解決可擴展性和用戶需求方面還有更多工作可以做，需要技術解決方案來爲用戶提供更好的選擇，比如在側鏈或驅動鏈上訪問真實的UTXO。他們認識到比特幣的採用可能會迅速增長，技術需要跟上以適應增加的需求，非常期待Drivechain 的表現。”

從Adam Back的角度看，Taproot是比特幣在一層的新功能和拓展，Drivechain 則是2層創新的方式。BIP300 由Bitcoin核心开發者Luke-jr 正式提交 PR。

比特幣是安全第一的加密貨幣，也是可編程的軟件應用程序。 BTC社區的探索有韌性，在多年的創新停滯之後，僅僅是开放了些許區塊空間和並支持更多數據類型，就帶來了社區的躍躍欲試和市場的高度關注，可以預見在擁有更大潛力空間之後，比特幣會以怎樣的規模席卷世界。

作爲比特幣的擁簇，Layer 2 Labs非常期待這一天的到來，熱切希望與比特幣生態的开發者們通力合作，實現比特幣的大規模採用。

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