Galaxy：从七大主题看2023年Q4比特币技术发展

作者：Gabe Parker，Guillaume Girard；来源：Galaxy；编译：松雪，金色财经

摘要：

本说明重点介绍了 2023 年 10 月和 11 月比特币生态系统中发生的重要技术发展。我们涵盖以下七个主题：

• BitVM 白皮书发布

• Taproot Assets在主网上线

• OP_CAT提案

• OP_TXHASH提案

• Lightning Timeout Trees提案

• MuSig2-PSBT 提案

• BIP-324 提案

前言：

2023 年 11 月，比特币链上交易数量环比 (MoM) 增长了 62%，这主要是由于 Ordinals 和 BRC-20 的复苏。 11 月份比特币转移的美元总价值超过 1470 亿美元，较上月大幅增长 21%。 这一增长主要归因于以美元计价的 BTC 价格升值，但现货市场的 BTC 交易量也环比增长了 18%，而期货交易量则分别环比下降了 1%。

比特币每月数据指标

自 2023 年 1 月 Ordinals 兴起以来，比特币开发社区在探索新的可替代代币协议、扩容解决方案和智能合约实施方面出现了显著的复苏。 总体而言，Ordinals后的比特币开发格局已经扩大，并且比多年来任何时候都更加努力地增强链上和链下应用程序用例。 本说明将重点介绍 2023 年第四季度比特币的七项主要发展和建议。这些发展凸显了比特币生态系统开发人员对扩大比特币应用范围和支持用例的新承诺。

技术发展

BitVM

BitVM 是什么：BitVM 在比特币上实现了富有表现力的智能合约。 考虑到比特币设计的性质，直接在比特币上执行智能合约既缓慢又昂贵。 使用 BitVM，智能合约是在链外执行的，参与者只有在发生争议时才能直接使用比特币上的代码，利用比特币的本机脚本来执行合约规则。 BitVM 的运行方式类似于以太坊生态系统中使用的optimistic rollups，包含欺诈证明和挑战响应协议等元素。

BitVM 合约的结构是让两方就导致事件的预签名交易序列达成一致。 与optimistic rollups类似，这些类型的合约假设您不作弊，但如果您作弊，诚实的一方就有机会挑战作弊者。 至关重要的是，BitVM 不需要升级比特币的Layer 1区块链。 BitVM 仅使用比特币中已经理解的原语，例如散列锁、时间锁和 Tapscript。

为什么重要：比特币经常因缺乏创新和与以太坊和 Solana 等其他更通用的 Layer 1 直接竞争的能力而受到批评。 比特币始终优先考虑分层扩展，而不是尝试扩展基础层的功能。 闪电网络是建立在比特币之上、以支付为中心的高性能网络的一个例子。 借助 BitVM，可以在比特币之上构建的层上执行更复杂的计算，从而继续通过层扩展比特币，而不是升级核心协议。

Taproot Assets 在主网上线

Taproot Assets 协议是什么：Lightning Labs 是一家为比特币闪电网络构建软件的区块链开发公司，发布了一项新协议，用于在闪电网络上发行稳定币和其他资产。 Taproot Assets 协议（以前称为 TARO）使开发人员能够发行、发送和接收基于比特币的资产。 多年来，闪电实验室一直在提出并致力于在闪电网络上发行资产的方式，这次主网的发布是一个重要的里程碑。

Taproot Assets 是通过将任意数据输入主根脚本（Tapscript）来创建的。 Tapscript 是一种脚本语言，用于在 Taproot 升级过程中启用各种新的交易类型。 Taproot 资产使用 Taptree（一种 Merkle 树数据结构）将代币数据存储在 Taproot 输出中。 所有 Taproot 资产均通过基础层的标准 Taproot 交易在链上发行。 尽管 Taproot 资产是在比特币基础层上发行和结算的，但闪电实验室专门设计了 Taproot 资产以与闪电网络兼容。 Taproot 资产的功能是通过部分签名的比特币交易 (PSBT) 的改进版本来实现的，该交易也用于交易 Ordinals 和 BRC-20，称为虚拟部分签名的比特币交易 (vPSBT)。 该机制是一种在闪电网络上以去信任的点对点方式交易 Taproot 资产的方式。

为什么重要：Taproot Assets 将提供一种在比特币上创建可替代代币的有效方法。 2023 年 4 月，Ordinals 开发人员创建了一个新的可替代代币标准，称为 BRC-20。 该代币标准使用铭文技术，允许用户将任意数据附加到单个 sat（比特币的最小单位）上。 BRC-20 的出现证明了比特币上存在对NFT的需求，尽管 BRC-20 标准的效率低下是出了名的。 随着 Taproot Assets 于 2023 年 10 月 18 日正式发布，比特币上的NFT有机会在闪电网络上蓬勃发展。 在闪电网络上拥有NFT的好处包括减少比特币本地链上的网络拥塞。 总的来说，Taproot Assets 是一个很有前景的解决方案，可以在比特币上引入NFT，并让更多用户加入闪电网络。

OP_CAT 提案

OP_CAT 提案是什么：比特币研究员 Ethan Heilman 向 Bitcoin-Dev 邮件列表提交了比特币改进提案 (BIP)，建议在比特币脚本语言中添加 OP_CAT 操作码。 该操作码将使开发人员能够在 Tapscript 中构建和评估 Merkle 树和其他哈希数据结构，Tapscript 是一种原生脚本语言，用于在 Taproot 升级过程中启用新的交易类型。

OP_CAT 并不是一个新想法。 比特币开发人员之前从比特币脚本中删除了操作码，因为它可以构建数据密集型脚本，从而增加比特币节点计算资源的负担。 然而，由于 Taproot 升级引入了 Taproot 脚本的大小限制（520 字节），因此 OP_CAT 将成为开发人员的有用工具，并且不会为节点操作员带来过多的计算开销。

为什么重要：在 2021 年 11 月 Taproot 升级之前，比特币完全依赖比特币脚本来实现可编程性。 然而，Taproot 升级显著扩展了比特币的交易可编程性能力。 启用 OP_CAT 将消除之前施加的限制，从而进一步增强比特币的可编程性，从而为不同的用例创造新的机会。

OP_TXHASH 提案草案

OP_TXHASH 提案草案是什么：比特币核心开发人员 Steven Roose 提出了一个 BIP，重点关注为比特币脚本语言实施两个新操作码 OP_TXHASH 和 OP_CHECKTXHASHVERIFY 的好处。 OP_TXHASH 操作码将直接与当今比特币的两个主要契约提案 BIP-118 和 BIP-119 竞争。 契约是对比特币交易施加的预先确定的支出条件。 例如，用户可以创建一个契约，以确保交易接收者只能在 200 个区块后花费发送到其地址的 BTC。

为什么重要：启用契约可能会成为比特币下一次重大升级的动力。 TXHASH 是领先的 BIP 之一，开发者希望在 1-2 年内激活。 TXHASH 允许在比特币交易中自定义交易字段，从而提供了一种更具适应性的契约表达方式。 这种灵活性使用户能够调整交易费用，这是处理不确定且波动的费率时的一个关键功能，而 BIP-119 等其他契约提案不支持这一点。 此外，当与 OP_CAT 等其他 BIP 结合时，OP_TXHASH 有可能复制 BIP-118 的功能，这是比特币社区目前正在评估的另一个领先的契约提案。

Lightning Timeout Trees 提案

Lightning Timeout Trees 提案是什么：闪电网络是比特币的主要第 2 层，在过去几年中得到了广泛的采用。 进一步采用的一个关键障碍在于，用户在使用闪电网络时需要启动至少一项链上比特币交易，才能将资金转移到链外。 这一限制限制了可以将资产迁移到链下的用户数量，特别是在链上交易费用较高的情况下。

一个长期探索的解决方案是一个名为“通道工厂”的概念，它允许多个用户在一次比特币交易中加入闪电网络。 通道工厂的实施有可能通过降低在多个用户之间打开闪电通道的成本来显着降低闪电网络的进入门槛。

为什么重要：尽管比特币的理论已经存在多年，但它的脚本限制使得任何人都很难想出一个令人信服且安全的解决方案来启用通道工厂。 然而，约翰·劳的“Lightning Timeout Trees”提案可能已经找到了使用契约（即 BTC 交易输出的支出条件）的解决方案。 该提案引入了协调员（或闪电服务提供商 - LSP）的概念，该协调员将监督用户通道的打开和关闭。 通过使用契约，协调员将被限制在未经适当授权的情况下花费用户的 BTC。 虽然该提案并非没有局限性，但它是第一个利用契约的通道工厂架构，契约是一种在 BTC 上添加支出条件的强大机制，在比特币开发者中越来越受欢迎，适用于包括 BTC 托管在内的各种用例（请参阅 BIP 345） ）。

更新的 Musig2 提案

MuSig2提案是什么：MuSig2 是 MuSig1 的升级版本，MuSig1 是比特币上的多重签名方案，可实现隐私性和可扩展性。 MuSig 允许多方用各自的密钥控制一把私钥。 共享私钥看起来不像链上的多重签名交易，因此留下了最小的链上足迹。 MuSig1 是基于 Schnorr 签名的一项进步，与依赖 ECDSA 的比特币传统多重签名方案相比，它具有显著的增强。

MuSig2 (BIP-327) 是 MuSig1 的改进迭代，通过作为两轮多重签名方案运行，提供卓越的安全性、效率和隐私功能，只需签名者之间的两轮通信即可生成有效签名，而不是三轮 。 10 月，Bitcoin Core 开发者 Andrew Chow 提出了两个专注于 MuSig2 开发的新 BIP。 提议的 BIP 是 MuSig2-PSBT 和 MuSig2-描述符。

为什么重要：MuSig2-PSBT 是一种标准轨道 BIP，将为部分签名的比特币交易 (PSBT) 启用私有多重签名方案。 除了其他用户之外，这一进步还将有利于 Ordinals 和 BRC-20 用户和市场，它们使用 PSBT 来促进资产的销售。 将 MuSig2 集成到 PSBT 总体上将有助于通过使多重签名交易看起来像单签名交易来隐藏这些类型的链上交易。 第二个 BIP，MuSig2-descriptiors，是一个信息性 BIP，它将通过提供一种描述由 MuSig2 钱包控制的交易输出的方法来帮助钱包提供商实施 MuSig2-PSBT。 值得注意的是，MuSig2-PSBT的BIP仍在初步审查中，需要分配BIP编号，因此，该BIP短期内（6-12个月）不会准备好发货。

BIP-324 – V2传输

BIP-324是什么：BIP-324 是对比特币 P2P 层的面向隐私的改进。 比特币上的这一层促进了比特币节点之间的数据传输。 比特币 P2P 层充当数据的高速公路，尽管大部分数据都是明文信息，容易受到多种类型的攻击。 潜在的攻击者可能会采用被动方法，例如监视节点活动以收集有关 IP 地址和交易来源的信息，也可能采用主动技术，包括拦截节点传输的数据并进行审查等篡改活动。 这些攻击称为 MITM（中间人）攻击。 BIP-324，以前被称为BIP-151，主张对比特币P2P层上的数据进行加密，以增强对比特币被动和主动攻击的抵抗力。

为什么重要：最新版本的Bitcoin core (v0.26) 添加了对 BIP-324 中指定的版本 2 加密 P2P 传输的支持。 该功能默认处于禁用状态，但允许任何人打开它并从附加保护中受益。 这是比特币 P2P 级别隐私的重要一步，标志着自 2021 年以来 BIP 首次在比特币上激活（尽管 BIP-324 不需要软分叉）。