比特币层：《编织一个无信任金融时代（Tapestry of a Trustless Financial Era）》 是一份关于整个比特币生态系统发展的研究报告。该报告由斯巴达集团 (Spartan Group) 团队凯尔·埃利科特 (Kyle Ellicott) 和多位专家撰写，他们提供了反馈和见解，并慷慨地花时间审查了您今天阅读的最终版本。本部分是该报告系列四篇文章中的第二篇。

作者/贡献者

凯尔·埃利科特 ,Yan Ma,达里乌斯·谭,何美乐

不断发展的比特币理论

自 2009 年 1 月比特币诞生以来，它的作用和潜力发生了显著变化。许多人最初认为比特币是通货膨胀的对冲工具、SoV 和金融系统民主化的希望灯塔。直到最近，比特币在塑造去中心化应用程序（dApps）未来方面的作用才成为焦点。到 2023 年，也就是比特币推出近十四年后，随着以太坊在应用方面取得越来越大的成功，比特币作为资产的优势逐渐超过以太坊，开发者在比特币核心网络（Layer-1 或 L1）之上引入了大量基础设施 “层”，这种演变变得显而易见。这些比特币 “层 “增强了可扩展性和可编程性，利用了比特币的稳定性和安全性，同时在不改变 L1 的情况下，开发了超过 8500 亿美元的非生产性资本，并且还在不断增长。我们现在看到比特币层取得了重大进展，使其能够作用于比特币资产，并继承比特币的重组安全性和最终性，同时克服其在可编程性和性能方面的限制。展望未来，这些比特币生态系统独有的附加基础设施层将成为许多人构建应用的基石。

尽管取得了这些进展，但许多必要的基础设施仍处于开发和试验阶段。这一历程并非没有先例。2017 年，早期的 NFT 和代币项目充斥着以太坊网络，导致交易速度减慢，交易费用高昂。这重振了开发者社区的雄心，他们希望构建更强大的基础设施，为网络提供必要的可扩展性和灵活性，以支持潜在应用需求的一小部分。以太坊社区对几种方法进行了讨论和实验，最终确定了一种分层方法来实现性能和可扩展性，从而使以太坊（第 2 层或第 2 层）的总价值锁定（TVL）达到数十亿，并得到了很好的利用。以太坊的经验为比特币在应用程序及其底层网络的扩展、增长和去中心化方面提供了宝贵的见解。

类似以太坊，比特币在引入序数（Ordinals）和转向“在比特币上构建”方面经历了一个关键时刻。近期，比特币也经历了一个类似的时刻，几乎六年后，得益于Ordinals的发布（基于序数理论和在比特币链上刻写数据的能力）以及“在比特币上构建”的新文化转变。这一转变引发了基础设施和在比特币L1之上的扩展层的发展革命。我们现在不仅看到了新的协议和代币标准（BRC-20等），还看到了新的比特币L2的开发，它们已经开始解锁比特币经济，并提供了对潜在资本8500亿美元+的沉睡和行业内最稳定、经过试验的技术的一瞥。因此，比特币的论题正在被重新定义：比特币不再仅仅是一种价值储存或资产，它正在成为自己不断扩大的经济体系中的基础设施。类比以太坊的增长轨迹，比特币生态系统很可能会经历用户采用激增，这是由引爆飞轮的病毒式用例驱动的。这反过来将吸引更多开发者并增加生态系统的应用总锁仓价值（TVL）。考虑到比特币的8500亿美元市值约为以太坊的2700亿美元的3.1倍，而其应用TVL目前仅约为3.2亿美元，相比之下，以太坊的TVL为760亿美元，这种情况为比特币生态系统提供了一个可能的增长机会，使其在应用领域达到与以太坊类似的成熟水平，而不计入生态系统获得动力后的额外流动性流入。

比特币智能合约的巨大市场潜力

网络与资产

为了理解不断变化的叙述，需要区分比特币、网络（即比特币核心、比特币 L1、比特币区块链）和 BTC（数字资产）。许多人一直感到困惑，因为“比特币”一词本身可以指代两者，虽然两者有很大不同，但又密切相关。为避免混淆，本报告在提及网络时会使用“比特币”，并使用 BTC 作为代币或数字资产的代表。

• 比特币网络 2008 年 10 月 31 日，著名的介绍点对点电子现金系统的白皮书发布后不久，该系统就上线了。它的创世区块于 2009 年 1 月 3 日被开采。自发布以来，该网络一直保持稳定，而其他网络则经历了停机、攻击等情况，证明了其作为终极 L1 的可行性。比特币已经表明，它可以在没有中心化中介的情况下提供信任，并充当交易、资产和未来应用的最终去中心化结算层。然而，由于比特币缺乏灵活的可编程性并且无法从外部以可信方式写入网络，因此在比特币上开发除 BTC 资产本身之外的应用程序一直很困难。比特币与以太坊有一个重要的不同之处：它本身并不支持智能合约，而智能合约使去中心化应用程序能够使用 BTC 作为资产或在比特币 L1 上结算交易。
• BTC 作为一种数字资产，历来被认为是一种价值储存和通胀保值工具，可以抵御动荡的全球金融市场。它的诞生首次提供了一种数字化、无许可、抗审查和稀缺的全球资产。它一直是顶级加密资产，市值超过 8500 亿美元，在 2021 年 11 月达到峰值时为 1.25 万亿美元。然而，即使在十多年后的今天，BTC 在很大程度上仍然是一种 SoV（价值储存）几乎没有其他效用，如果没有进一步的发展，也没有能力超越它。

比特币层提供了这个问题的解决方案。 BTC，是比特币 L1 的最初用例。如果比特币层（例如比特币 L2）可以运行可以使用 BTC 作为资产的智能合约，那么比特币 L1 可以保留其安全性、耐用性和去中心化的主要优势，同时允许在其他比特币层上进行无限的实验。使用 BTC 作为资产的应用程序可以运行 L2 轨道并在 L1 上结算交易。这些 L2 轨道还可以从 L1 继承越来越多的安全性，同时提供更快、更可扩展的交易。这使得“以比特币为基础”成为可能，并重新定义了比特币理论，使其成为不断扩张的比特币经济的资产和基础设施。

以比特币为基础

多年来，基于比特币区块链的构建带来了独特的机遇和挑战。与其他区块链不同，比特币最初是作为一种资产或“货币”，而不是作为应用程序平台，而其他区块链则明确地作为应用程序平台开始。为了理解为什么比特币相对于其他生态系统发展成成熟生态系统的时间较晚，有必要回顾一下它的起源：

• 比特币网络欢迎所有人，无论背景或技术知识如何。比特币的代码是开源的，可以复制和修改。这种开放性培育了一种实验文化，没有任何单一团体或个人决定区块链的方向。
• 网络的互操作性有限导致了独特的衍生品。比特币的衍生品是完全独立的网络，拥有自己独立的资产，并且缺乏与原始比特币网络的“向后兼容性”。因此，在目前的状态下，BTC资产仅限于比特币网络内，无法直接移除或转移到其他区块链网络。
• 缺乏可编程性给构建带来了重大障碍。比特币不具备灵活可编程性 由于它不提供智能合约，这阻碍了它作为应用程序开发平台的使用。当将比特币视为构建平台时，这一点及其严重的性能限制是一个关键挑战。
• 比特币 L1 需要速度和规模方面的帮助。比特币网络快速确认交易或在短时间内处理其平台上大量交易数据的能力非常有限。由于保持去中心化的迫切愿望，比特币区块链中的记录（称为区块）必然在大小和频率上受到限制。比特币网络的链上交易处理能力受到平均10分钟的区块创建时间和1兆字节的原始区块大小限制的限制，平均交易确认时间为10到30分钟以上，两者都无法接近足以满足大多数应用。

要解决这些问题，就必须理解区块链三难问题。将其应用于比特币的 L1 可以发现，该网络具有分散性（a）和安全性（b），但缺乏直接可扩展性（c），每秒只能处理约 3 到 7.8 笔交易（TPS）。这一局限性凸显出需要其他解决方案或附加层来弥补网络的固有缺陷。

尽管以太坊网络缺乏比特币的安全性和去中心化，但通过为 L2（即 Arbitrum、OP Mainnet 等）、子网（即 Avalanche 的 Evergreen）等应用开发提供必要的可扩展性解决方案，实现了显著增长。整个行业也做出了类似的权衡，从而引发了一股专注于扩展解决方案的开发浪潮，如分片、嵌套区块链、状态通道、超级网（即 Polygon Edge）、应用链和 L2s（或一些人喜欢称的侧链）。

多年来，焦点主要集中在以太坊和以太坊虚拟机（EVM）兼容的生态系统上。然而，截至 2023 年，随着最近对比特币 L1 和 Ordinals 的升级，出现了明显的转变。开发人员越来越多地将注意力转移回比特币，特别是解决其可扩展性——这是比特币 L1 特有的三角困境的重要组成部分。

扩展比特币：关键的 L1 升级

比特币可扩展性的重大进步始于 2017 年 7 月的隔离见证（SegWit）更新。通过将解锁代码隔离到每个比特币交易的专用部分，这次升级标志着一个关键性的变化。这缩短了交易时间，并使区块容量超过了中本聪在 2010 年设定的最初 1MB 限制。

SegWit 引入了修订后的块大小测量，使用 权重单位 (wu)，后来称为 vsize/vbyte，允许每个块最多 4M 权重单位 (4wu)，有效地将块大小扩展到大约 4MB。这一变化旨在向后兼容所有以前的比特币核心版本，显着提高了交易效率。

比特币：1MB 区块大小容量系数。来源：Glassnode

SegWit 通过分割数据结构实现了这一点，将交易中的“见证”数据（包括签名和脚本）分离到比特币区块的全新部分，称为“交易数据”，包含发送者、接收者等的详细信息该结构的介绍将新的4wu块大小拆分为：

• 见证数据 与交易数据相比，每个 vbyte 的计数为 1wu 或每 vbyte 权重的 25%。
• 交易数据 与见证数据相比，每个 vbyte 的计数为 4wu 或每 vbyte 权重的四倍。

SegWit 有何不同？来源: Cointelegraph

继 SegWit 之后，下一个重大升级于 2021 年 11 月启动，称为Taproot。它是一个软分叉，消除了对每笔交易见证数据足迹最大数量的限制，从而加快了交易速度，并通过以下方式增强了隐私性：默克尔化替代脚本树（MAST，Merkelized Alternative Script Trees），并使用 Schnorr 提高了密钥签名的效率。 Taproot 还促进了比特币 L1 上的资产交易，引入了Pay-to-Taproot (P2TR) 和 Taproot Asset Representation Overlay (Taro) 等协议。

• Taro由Taproot公司提供技术支持，是一个用于在比特币L1和闪电网络上发行、发送和接收资产的拟议协议。该协议于 2023 年 10 月激活了其主网的 alpha 启动。
• Schnorr 签名通过引入将多个公开密钥和签名合二为一的功能，解锁了密钥聚合。简而言之，结合多个签名进行验证，而不是单独聚合，可以提高交易效率。
• MAST 隐藏了与交易相关的任何预设条件。未使用的结果不会在链上公布，从而增加了私密性，压缩了交易规模，减少了数据使用量。
• P2TR 增加了一种使用 Taproot 地址消费比特币的新方法。

这些L1升级为比特币层的进一步发展奠定了基础，而比特币层的发展一直在后台悄然发生。直到 Ordinals 的发布，基于比特币的构建才再次成为人们关注的焦点，标志着比特币可扩展性和功能性的新时代。

Ordinals 复兴了比特币建造者文化

尽管进行了 L1 升级，但在 2017 年“区块大小战争”的保守结果之后，比特币的开发活动经历了一段停滞期，直到 2022 年。 这种相对缓慢的发展速度很大程度上归因于主要关注维护比特币核心 L1，而较少关注发展广阔的生态系统所需的更广泛的基础设施。在比特币的有限开发活动中，工作主要集中在诸如 Stacks（超过 175 名每月活跃开发者）和 Lightning 等新兴生态系统中，后者仅占行业开发者的一小部分。

随着2022年12月Ordinals的问世，比特币开发领域发生了重大变革。Ordinal 理论能够创建不可变的链上数字艺术品，它不仅振兴了比特币开发者社区，而且预计到2025年将发展成为一个价值45亿美元的巨大市场。越来越多的开发者不再只关注以太坊。这些开发者正在不断扩大自己的开发范围，将比特币 L2 框架也纳入其中。这一关键的发展标志着比特币生态系统中参与和创新的复苏，为新时代的增长和技术进步奠定了基础。

比特币每月活跃开发者。来源：Electric Capital

Ordinals的引入对比特币网络产生了深远的影响，尤其是交易费用的增加。与 2022 年 1-3 sats/vB 相对适中的费用形成鲜明对比的是，2023 年 5 月 Ordinals 首次登上舞台时，费用迅速上涨至 20 倍至 500 倍。截至 2023 年 12 月，费用继续上涨高达 280%。费用的上涨清楚地表明了比特币网络的活动和兴趣的增强，在振兴比特币建设者的文化和生态系统方面发挥着至关重要的作用。虽然更高的费用对比特币的长期安全预算做出了积极贡献，超过了当前的标准，但它们也反映出对比特币区块空间的需求不断增长。

由于Ordinal，比特币平均交易费用在2023年5月达到峰值。来源：ycharts

比特币网络使用量的激增导致其基础设施的压力增加，表现为交易成本提高，并在可负担性和实用性方面提出了挑战。这种趋势在用户面临相对于交易金额过高的费用时尤为明显。例如，价值 100 美元的比特币交易可能会产生高达 50 美元的费用，大大降低了其经济可行性。这种情况延伸到闪电网络通道，由于费用过高，关闭具有类似交易价值的通道变得不切实际。如果交易费达到过高的水平（高达 1000 瑞特/vB），网络将面临进一步复杂化的风险。这种情况突出表明，比特币生态系统迫切需要可扩展的解决方案，以满足不断增长的需求，同时保持交易的可行性。

Ordinals 现象在重燃开发者对比特币兴趣的同时，也放大了这些局限性。值得注意的是，Ordinals 缺乏对具有充分表现力的智能合约的支持，这使得开发者将注意力转向了其他平台。这凸显了比特币生态系统需要更复杂的扩展解决方案，以确保其在更广泛的区块链和金融领域的实用性和相关性。

L2解决方案的战略要务

因此，L2 解决方案对于比特币网络的功能和成功变得越来越重要。L2 在 L1 之上运行，通过促进链下交易渠道来增强可扩展性并降低交易成本。与以太坊的 L1 自主支持智能合约不同，比特币的 L1 依赖于 L2 来实现此功能，因为其原始设计优先考虑安全性和去中心化。这种依赖凸显了 L2 解决方案在将比特币的实用性扩展到基本交易之外的关键作用，从而增强其效率、可扩展性和在数字资产领域的整体吸引力。

比特币的 L2 解决方案虽然仍处于早期开发阶段，但已做好了大幅增长的准备。目前，比特币 L2 与以太坊等成熟的替代 L1 网络和 Polygon 等 L2 的扩展解决方案相比，并没有表现出相同的成熟度。自 2017 年以来，这些网络得益于广泛的开发努力，为其平台配备了先进的工具（如 Starknet、ZKSync 等）和功能，这反映在其 TVL 数字上，约占其市值的 9.0% 至 12.5%。预计随着时间的推移和持续创新，比特币的二级解决方案将达到类似的发展水平，释放出可比或更大的二级经济。据估计，在可预见的未来，比特币 L2 将在所有比特币交易中占据相当大的比重，可能处理超过 25% 的比特币交易，与比特币 L1 的使用相比，比特币 L2 目前所占的份额微乎其微。

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作者注（2024 年 2 月 8 日）：

比特币 L1 基础设施最近的一些发展是为了在不建立专门智能合约层的情况下模拟智能合约功能。递归铭文（BRC-420）和OrdiFi等创新，以及关于通过软分叉恢复’OP_CAT’函数的讨论，都是绕过传统智能合约，努力促进类似DeFi的复杂交易的例证。

与以太坊虚拟机（EVM）——EVM 兼容链的基石，通过通用 VM 促进可组合性——相比，比特币的框架缺乏这样的机制。这种根本差异需要部署额外的工具和更复杂的集成策略来提供同等的用户体验，这可能会导致类似于基础网络所面临的可扩展性挑战。该生态系统已经在不同程度上出现了智能合约集成，并有望进一步扩展。

为了突出这些进步，BRC-4​​20 背后的团队最近推出了梅林链（Merlin Chain），一种比特币原生 L2 解决方案，旨在缓解可扩展性问题。此外，Ordz Games 利用 BRC-20 代币 $OG 推出了首款基于比特币的游戏，该游戏在 ALEX Lab 的 $ORDG 启动板上进行了首次 DEX 发行（IDO），实现了 81 倍的超额认购。在本系列的后续部分中，我们将详细探讨更多这些创新，概述比特币生态系统不断发展的格局。

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