作者：Mohamed Fouda，Medium；編譯：鄧通，金色財經
比特幣現貨ETF 主導了過去幾週的討論。一切塵埃落定後，社群的注意力又回到了比特幣的開發上。這意味著要回答一個永恆的問題：“如何提高比特幣的可編程性？”
比特幣L2 是目前這個問題最有希望的答案。本文將比特幣L2 與L1進行了比較，並討論了一些最有前途的比特幣L2 項目。然後，本文討論了與比特幣L2 相關的有趣的創業機會。
捍衛無需許可的比特幣
由於許多投資者現在可以透過受監管的產品獲得比特幣敞口，因此他們可以在槓桿交易、抵押貸款等眾多TradFi 產品中使用BTC。但是，這些產品並不使用原生BTC。相反，他們使用由發行者控制的BTC 的TradeFi ，而原生BTC 由託管人鎖定。隨著時間的推移，TradeFi BTC 可能成為持有和使用BTC 的主要方式，將其從去中心化的無需許可的資產轉變為華爾街控制的另一種資產。比特幣原生的免許可產品是抵抗舊金融體系捕捉比特幣的唯一出路。
建構比特幣原生產品
L1應用
人們曾多次嘗試在L1 上實現附加功能。這些努力的重點是利用比特幣交易的能力來攜帶任意資料。這些任意資料可用於實現附加功能，例如發行和轉移資產以及NFT。然而，這些功能並不是作為比特幣協議的一部分構建的，而是需要額外的軟體來解釋這些數據欄位並對其進行操作。
這些努力包括Colored Coins、Omni Protocol、Counterparty 以及最近的Ordinals。 Omni 最初用於在比特幣L1 上發行和轉移Tether (USDT)，然後擴展到其他鏈。 Counterparty 是比特幣郵票和SRC-20 代幣的底層技術。 Ordinals 目前是使用銘文在比特幣上發行NFT 和BRC-20 代幣的事實上的標準。
Ordinals 自推出以來取得了巨大成功，產生的費用超過2 億美元。儘管取得了成功，但Ordinals僅限於資產發行和轉讓。 Ordinals不能用於在L1 上實作應用程式。由於比特幣原生程式語言Bitcoin Script 的限制，更複雜的應用程式（例如AMM 和借貸）幾乎不可能建置。
BitVM
BitVM 是擴展比特幣L1 功能的獨特努力。這個概念建立在Taproot 升級到比特幣的基礎上。 BitVM 的概念是透過鏈下執行程式來擴展比特幣的功能，並確保可以透過詐欺證明在鏈上對執行提出質疑。儘管BitVM 似乎可以用於在鏈下實現任意邏輯，但實際上，在L1 上執行詐欺證明的成本隨著鏈下程序的大小而快速增長。這個問題限制了BitVM 對特定問題的適用性，例如信任最小化的BTC 橋接器。許多即將推出的比特幣L2 利用BitVM 進行橋接實作。
BitVM 操作簡化圖
Sidechains
解決比特幣有限可編程性的另一種方法是利用側鏈。側鏈是完全可編程的獨立區塊鏈，例如與EVM 相容，試圖與比特幣社群保持一致並為該社群提供服務。 Rootstock、Blocksteam 的Liquid 和Stacks V1 都是這些側鏈的範例。
比特幣側鏈已經存在多年，但在吸引比特幣用戶方面總體上取得了有限的成功。例如，Liquid 橋接至側鏈的BTC 不足4500 個。然而，一些構建在這些鏈之上的DeFi 應用已經取得了一些成功。例如Rootstock 上的Sovryn 和Stacks 上的Alex。
比特幣L2
比特幣L2 正在成為建立基於比特幣的無需許可應用程式的焦點。它們可以提供與側鏈相同的優勢，但具有源自比特幣基礎層的安全保證。關於什麼是比特幣L2 的真正代表一直存在爭論。在本文中，我們避免了這種爭論，而是討論瞭如何使L2 與L1 充分耦合的主要考慮因素，並討論了一些有前途的L2 項目。
比特幣L2 要求
L1 的安全性
比特幣L2 最重要的要求是從L1 的安全性中獲得其安全性。比特幣是最安全的鏈，用戶期望安全性擴展到L2。例如，閃電網路已經是這種情況。
這就是側鏈被分類的原因，它們有自己的安全性。例如，Stacks V1 的安全性依賴STX 代幣。
這種安全要求在實際上很難達到。為了讓L1 保護L2 的安全，L1 需要能夠執行某些計算來驗證L2 的行為。例如，以太坊rollup 從L1 獲得安全性，因為以太坊L1 可以驗證零知識證明（zk rollup）或驗證詐欺證明（optimistic rollup）。比特幣基礎層目前缺乏執行上述任一操作的運算能力。有人建議為比特幣添加新的操作碼，以允許基礎層驗證Rollup提交的ZKP。此外，BitVM 等提案試圖在不改變L1 的情況下實現詐欺證明。 BitVM 面臨的挑戰是詐欺證明的成本可能非常高（數百個L1 交易），限制了其實際應用。
L2 實現L1 級安全性的另一個要求是L1 擁有L2 事務的不可變記錄。這稱為資料可用性(DA) 要求。它允許僅監視L1 鏈的觀察者驗證L2 狀態。透過銘文，可以將L2 TX 的記錄嵌入到比特幣L1 中。然而，這產生了另一個問題，即可擴展性。由於每10 分鐘4MB 的區塊時間限制，比特幣L1 的資料吞吐量限制為約1.1 KB/s。即使L2 事務被高度壓縮到大約10 位元組/tx，假設所有L1 事務都用於儲存L2 數據，L1 也只能支援約100 tx/秒的組合L2 吞吐量。
來自L1 的信任最小化橋接
在以太坊L2 中，與L2 的橋接由L1 控制。橋接到L2，又稱為轉入，實際上意味著將資產鎖定在L1 上，並在L2 上鑄造該資產的副本。在以太坊中，這是透過L2 本機橋智能合約實現的。此智能合約儲存橋接至L2 的所有資產。智慧合約的安全性源自L1 驗證器。這使得得到L2 的橋接變得安全且信任最小化。
在比特幣中，不可能有由整套L1 礦工保護的橋。相反，最好的選擇是擁有一個儲存L2 資產的多重簽名錢包。因此，L2 橋的安全性取決於多重簽名的安全性，即簽署者的數量、他們的身份以及轉入掛鉤和轉出掛鉤操作的安全性。提高L2 橋接安全性的一種方法是使用多個多重簽名，而不是使用單一多重簽名來保存所有L2 橋接資產。這方面的例子包括TBTC，其中多重簽名者必須提供抵押品，如果作弊，抵押品可能會被削減。同樣，擬議的BitVM 橋要求多重簽署者提供安全保證。然而，在這種多重簽名中，任何簽署者都可以發起轉出掛鉤交易。轉出掛鉤互動受到BitVM 詐欺證明的保護。如果簽署者實施惡意行為，其他簽署者（驗證者）可以在L1 上提交詐欺證明，從而導致惡意簽署者被罰沒。
比特幣L2 圖景
比特幣L2專案總結對比
Chainway
Chainway 正在比特幣之上建立zk rollup。 Chainway rollup 使用比特幣L1 作為DA 層來儲存rollup 的ZKP 和狀態差異。此外，rollup利用證明遞歸，以便每個新證明都會聚合在前一個L1 區塊上發布的證明。該證明還聚合了“強制交易”，這些交易是在L1 上廣播的L2 相關交易，以強制將其包含在L2 上。這種設計有幾個優點。
強制事務保證rollup定序器無法審查L2 事務，並賦予使用者透過在L1 上廣播這些TX 來包含這些TX 的權力。
使用證明遞歸意味著每個區塊的證明者必須驗證先前的證明。這創建了一條信任鏈並保證無效證明不會包含在L1 中。
Chainway團隊也討論了使用BitVM來確保證明驗證和轉入/轉出交易的正確執行。使用BitVM 驗證橋接交易可以減少橋接多重簽章對誠實少數派的信任假設。
Botanix
Botanix 正在為比特幣建立EVM L2。為了提高與比特幣的一致性，Botanix L2使用比特幣作為PoS資產來達成共識。 L2 驗證器從L2 上執行的交易中賺取費用。此外，L2 使用銘文將所有L2 交易的Merkle 樹根儲存在L1 上。這為L2 事務提供了部分安全性，因為L2 交易日誌無法更改，但不能保證這些交易的DA。
Botanix 透過稱為Spiderchain 的去中心化多重簽章系統網路處理來自L1 的橋接。多重簽名的簽章者是從一組協調者中隨機選擇的。 Orchestrator 將用戶資金鎖定在L1 上，並簽署一份證明，在L2 上鑄造等量的BTC。指揮者需繳交保證金才有資格擔任此角色。如果出現惡意行為，保證金將被大幅削減。
Botanix 已經推出了公共測試網，主網計畫於2024 年上半年推出。
Bison Network
Bison 的比特幣L2 採用主權rollup風格。 Bison 使用STARK 實作zk rollup，並使用Ordinals 將L2 TX 資料和產生的ZKP 儲存到L1。由於比特幣無法在L1 上驗證這些證明，因此驗證工作將委託給在其設備中驗證ZKP 的用戶。
對於與L2 之間的BTC 橋接，Bison 使用Discreet Log 合約(DLC)。 DLC 由L1 保護，但依賴外部預言機。該預言機讀取L2 狀態並將訊息傳遞給比特幣L1。如果這台預言機是中心化的，預言機就可以惡意花費L1上鎖定的資產。因此，對於Bison 最終轉向去中心化DLC 預言機來說非常重要。
Bison 計劃支援基於Rust 的zkVM。目前，Bison OS 實現了許多合約，例如Token 合約，可以使用Bison 證明者進行證明。
Stacks V2
Stacks 是最早專注於擴展比特幣可編程性的項目之一。 Stacks 正在進行改造，以更好地與比特幣L1 保持一致。本討論聚焦於即將推出的Stacks V2，預計於2024 年4 月在主網上發布。 Stacks V2 實現了兩個新概念，這些概念正在改進與L1 的一致性。第一個版本是Nakamoto 版本，更新了Stacks 共識以遵循比特幣區塊和最終性。第二個是改良的BTC 橋接，稱為sBTC。
在Nakamoto 的發布中，Stacks 中的區塊是由在L1 上承諾BTC 債券的礦工開採的。當Stacks 礦工創建一個區塊時，這些區塊將錨定在比特幣L1 中，並接收L1 PoW 礦工的確認。當一個區塊收到150 個L1 確認時，該區塊被視為最終區塊，並且在不分叉比特幣L1 的情況下無法分叉。此時，開採該區塊的Stacks 礦工將獲得STX 獎勵，並且他們的BTC 債券將分配給網路Stackers。這樣，任何超過150 個區塊（約1 天）的Stacks 區塊都依賴比特幣L1 安全性。對於較新的區塊（< 150 個確認），只有70% 的Stackers 支援分叉時，Stacks 鏈才能分叉。
Stacks 的另一個升級是sBTC，它提供了更安全的方式將BTC 橋接到Stacks。為了將資產橋接到Stacks，使用者將其BTC 存入由L2 Stackers 控制的L1 位址。當存款交易被確認後，sBTC 將在L2 上鑄造。為了確保橋接BTC的安全，Stackers必須在STX中鎖定超過橋接BTC價值的債券。堆疊器也負責執行來自L2 的轉出請求。轉出掛鉤請求作為L1 交易進行廣播。確認後，Stackers 在L2 上銷毀sBTC，並協作簽署L1 tx，在L1 上釋放使用者的BTC。對於這項工作，Stackers 獲得了先前討論過的礦工保證金獎勵。這種機制稱為轉移證明（PoX）。
Stacks 與比特幣保持一致，要求許多重要的L2 交易（例如礦工PoX 債券、掛鉤交易）作為L1 執行。這項要求確實提高了橋接BTC 的一致性和安全性，但由於L1 的波動性和高額費用，可能會導致使用者體驗下降。總體而言，升級後的Stacks 設計解決了V1 中的許多問題，但仍存在一些弱點。這包括使用STX 作為L2 和L2 DA 中的原生資產，即L1 上僅提供交易和智慧合約程式碼的雜湊值。
BOB
Bulid-on-Bitcoin (BOB) 是一種旨在與比特幣保持一致的以太坊L2。 BOB 作為以太坊上的Optimistic rollup 運行，並使用EVM 執行環境來實施智慧合約。
BOB 最初接受不同類型的橋接BTC（WBTC、TBTC V2），但計劃將來採用使用BitVM 的更安全的雙向橋接。
為了與其他也支援WBTC 和TBTC 的以太坊L2 區分開來，BOB 正在建立允許用戶直接與BOB 的比特幣L1 進行互動的功能。 BOB SDK 提供了一個智慧合約庫，讓用戶可以在比特幣L1 上簽署交易。這些交易在L1 上的執行由比特幣輕客戶端監控。輕客戶端將比特幣區塊的哈希值添加到BOB，以允許簡單驗證(SPV)，即提交的交易已在L1 上執行並包含在區塊中。另一個功能是獨立的zkVM，它允許開發人員為比特幣L1 編寫Rust 應用程式。正確執行的證明可以在BOB rollup 上進行驗證。
BOB 目前的設計更適合用來描述為側鏈，而不是比特幣L2。這主要是因為BOB的安全性依賴以太坊L1，而不是比特幣的安全性。
Bulid-on-Bitcoin (BOB) 是一種旨在與比特幣保持一致的以太坊L2。 BOB 作為以太坊上的Optimistic rollup 運行，並使用EVM 執行環境來實施智慧合約。
BOB 最初接受不同類型的橋接BTC（WBTC、TBTC V2），但計劃將來採用使用BitVM 的更安全的雙向橋接。
為了與其他也支援WBTC 和TBTC 的以太坊L2 區分開來，BOB 正在建立允許用戶直接與BOB 的比特幣L1 進行互動的功能。 BOB SDK 提供了一個智慧合約庫，讓用戶可以在比特幣L1 上簽署交易。這些交易在L1 上的執行由比特幣輕客戶端監控。輕客戶端將比特幣區塊的哈希值添加到BOB，以允許簡單驗證(SPV)，即提交的交易已在L1 上執行並包含在區塊中。另一個功能是獨立的zkVM，它允許開發人員為比特幣L1 編寫Rust 應用程式。正確執行的證明可以在BOB rollup 上進行驗證。
BOB 目前的設計更適合用來描述為側鏈，而不是比特幣L2。這主要是因為BOB的安全性依賴以太坊L1，而不是比特幣的安全性。
SatoshiVM
SatoshiVM 是另一個計劃推出zkEVM 比特幣L2 的專案。隨著一月初測試網的推出，該項目突然出現。該專案的技術細節很少，也不清楚該專案背後的開發人員是誰。 SatoshiVM 的少數技術文件指出，使用比特幣L1 進行DA，透過支援在L1 上廣播交易的能力來抵抗審查，並使用BitVM 式的詐欺證明來驗證L2 ZKP。
鑑於其匿名性，該計畫存在著許多爭議。一些調查顯示該項目與Bool Network 有聯繫，Bool Network 是較舊的比特幣L2 項目。
比特幣L2 範式中的創業機會
比特幣L2 的空間帶來了一些創業機會。撇開為比特幣建立最好的L2 的明顯機會不談，還有其他幾個創業機會。
Bitcoin DA Layer
許多即將推出的L2 旨在增強與L1 的一致性。一種方法是將L1 用於DA。然而，考慮到比特幣區塊大小的嚴格限制以及L1 區塊之間的長延遲，L1 將無法儲存所有L2 交易。這為比特幣特定的DA 層創造了機會。現有網路（例如Celestia）可以擴展以填補這一空白。然而，創建依賴比特幣安全或BTC 抵押品的鏈下DA 解決方案可以改善與比特幣生態系統的一致性。
MEV提取
除了使用比特幣L1 進行DA 之外，一些L2 可能會選擇將L2 交易排序委託給BTC 綁定的排序器，甚至委託給L1 礦工。這意味著任何MEV 提取都將委託給這些實體。鑑於比特幣礦工不具備完成這項任務的能力，對於像Flashbot 這樣專注於比特幣L2 的MEV 提取和私人訂單流的公司來說，這是一個機會。 MEV 提取通常與所使用的虛擬機密切相關，並且鑑於比特幣L2 沒有商定的虛擬機，該領域可能存在多個參與者。每個都專注於不同的比特幣L2。
比特幣收益工具
比特幣L2 需要使用BTC 抵押品來選擇驗證者、DA 安全性和其他功能。這為持有和使用比特幣創造了收益機會。目前，有一些工具可以提供這樣的機會。例如，Babylon 允許質押BTC 來保護其他鏈的安全。隨著比特幣L2 生態系統的蓬勃發展，聚合BTC 原生收益機會的平檯面臨巨大的機會。