前言

比特币的概念最初由中本聪于2008年11月1日提出，2009年1月3日比特币正式诞生。经过数十年的行业发展，比特币已经在价值存储和数字黄金的路上冲刺，其市值从过去的10000个比特币一块披萨涨到了如今的664.22美元。 BTC生态系统的角度这只是一个小小的尝试，除了BTC本身的价值之外，对于未来，我们还需要更加耐心的探索，本文将对BTC的其他应用生态系统做出分析。

比特币概述

2009年，密码学家中本聪发表了一篇题为《比特币：一种点对点电子现金系统》的论文，描述了一种通过点对点技术实现的电子货币系统，可以发起并支付在线支付直接从一方到另一方，无需经过任何金融机构。随后比特币逐渐在全球传播并受到广泛关注。它至少具有三个属性：技术、社会学和金融。

• 技术性能：

从比特币的技术角度来看，比特币的网络协议是一种去中心化的、点对点的传输协议，可以简单理解为是一个庞大的公共记账系统，不被任何第三方操纵，不受篡改，并且依靠区块链技术将所有交易记录在网络范围的数据库中，以确保不会发生重复或欺诈性付款；

• 社会学属性：

相比当今的互联网，区块链本身利用分布式账本技术记录通过网络共享的数字交易，具有去中心化、防篡改、不可篡改的特点，因此其互联网属性带来的信息自由化的思想也在影响着每个人。而比特币作为一种完全去中心化的电子货币，不依赖任何单一权威机构发行，跨境跨币种转账无需通过银行系统即可实现价值转移，信息自由化、跨币种流通。支付边界赋予其更多社会学属性；

• 财务属性：

从金融角度来看，比特币可以被视为数字黄金的投资或全球标准化数字资产。与黄金相比，它具有总量恒定、易于携带、交易成本低、受众群体年轻等特点，让越来越多的投资者和传统投资机构相信其投资价值。由于它依托互联网进行全球流通，因此在某些特定场景（如跨境支付、虚拟经济传输媒介）下可以作为高效、低成本的流通支付工具和流通手段。例如，2015年1月纽约证券交易所、纳斯达克首次涉足比特币领域，以及近期灰色基金、贝莱德（BlackRock）等都开始布局比特币相关ETF。

纵观目前整个区块链的发展，比特币的繁荣与以太相比，其生态项目可以说是屈指可数，2019年推出的闪电网络呈现出新的发展趋势，此外还有21年推出的Stacks，以及不久前Lightning Labs发布的Taproot Assets主网、图灵完备的比特币合约BitVM的实现等都成为比特币生态中的几大亮点。

比特币生态系统新格局

比特虚拟机：

图片来源：BitVM 白皮书

近日，ZeroSync 项目负责人 Robin Linus 发布了一份名为《BitVM：在比特币上计算任何东西》的白皮书，引发了人们对 BitVM（即“比特币虚拟机”）的热议。 BitVM 代表“比特币虚拟机”。它提出了比特币合约的图灵完备解决方案，可以在不改变比特币网络共识的情况下实现，使得任何可计算的函数都可以在比特币上进行验证，并允许开发者在比特币上运行复杂的合约，而无需改变比特币的基本规则。比特币。

然而，我们熟悉的比特币的可编程性非常有限，区块链有一个经典的不可能三角问题：去中心化、安全性、可扩展性，而比特币的设计只考虑了去中心化和安全性，在一定程度上抛弃了可扩展性。比特币的设计既是去中心化的又是安全的，在一定程度上它回避了可扩展性，因为它只提供三种形式的输入脚本：付费发布密钥、付费发布密钥哈希和付费脚本哈希。

• Pay to Publish Key：该合约用于将比特币发送到比特币地址；
• 付费发布密钥哈希：该合约用于将比特币发送到比特币地址；
• 支付脚本哈希：多重签名应用程序的一种形式。

比特币的编程能力非常有限，还因为它只支持简单的逻辑和 Script 脚本上的有限操作码，从而无法在比特币网络上开发复杂的智能合约，也因为比特币的图灵不完备性脚本不允许执行任意计算或循环，以显着确保安全性。与直接在比特币上执行计算不同，BitVM 仅验证计算（类似于许多不会破坏本地比特币系统的扩展），并且如白皮书中所述，主要通过 OP-Rollup、欺诈证明以及 Taproot Leaf 和比特币来验证计算脚本。

图片来源：BitVM 白皮书

比特币的设计对复杂计算和智能合约有许多限制，而 BitVM 通过其独特的解决方案实现了这一扩展，该解决方案由以下主要角色组成：

• 证明者和验证者：前者使用输入系统的信息创建证明，后者在不知道信息的确切内容的情况下验证证明的计算，从而确保计算的准确性；
• 链下计算和链上证明：在不改变比特币共识的情况下，BitVM 无疑需要将大量计算和扩展转移到链下以提高灵活性。对于有争议的链上证明，使用类似于 Optimistic Rollup 所采用的欺诈性数据有效性证明来确保安全性。 BitVM 的特殊之处在于，它通过 Taproot 地址矩阵或 Taptree 来实现类似于二进制电路的各类程序指令，它们相互组合来完成合约执行[1]。

图片来源：BitVM 白皮书

但争议在于：

BitVM 在 Taproot 地址处的 Script 脚本中写入“简单生成”，并将其作为 UTXO（如下所述）支出条件指令执行。 Script 是比特币网络本身支持的基本脚本，虽然它是 Output 的一种，但 BitVM 所指的智能合约只是一个自定义的“脚本”，它使用 Output，然后以集中的形式对其进行解析。虽然也是Output的一种，但BitVM提到的智能合约只是使用Output自定义的“脚本”后才进行集中解析，区别在于，一个是由比特币网络中的下一个区块来解析，另一个是由比特币网络中的下一个区块来解析。由定义区块的人来解析，因此为了实现智能合约的正常运行，BitVM 只能利用 Output 而不能利用 Script。这里是否存在中心化的运作方式值得思考。

闪电网络主根资产

主根资产：

2023年10月18日，闪电实验室发布了基于UTXO的Taproot Assets主网Alpha版本，随着主网版本的完成，比特币闪电网络将成为一个主要用于机构和资产发行的独立多链资产网络，允许用于通过闪电网络创建即时、低费用和高容量的交易应用程序协议。

在2021年萨尔瓦多使比特币成为法定货币的背景下，闪电社区经历了爆发式增长，全球用户享受即时结算、低廉费用以及无需金融中介的点对点比特币交易。闪电实验室不断放弃为用户提供服务，转而使用比特币基础设施将稳定币添加到他们的应用程序中。此外，开发商正在尝试使用黄金、美国国债和公司债券等现实资产进行程序化息票支付。 Taproot 资产中有两个关键元素，即闪电网络和 Taproot。

来源：闪电实验室网站

闪电网络：

目前，比特币系统中的比特币交易速度上限设置为2500笔交易，每次确认每10分钟可处理一次。这个数字是比特币社区和开发者讨论确定的，设置速度上限是为了保护比特币系统的去中心化和安全性，从而在一定程度上牺牲了可扩展性。

闪电网络最初由 Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 于 2015 年 2 月提出，并于 2018 年 3 月发布，是比特币的 Layer2 扩展。它允许感兴趣的参与者在比特币链外（链外）创建智能合约，并通过允许以很少甚至免费的方式进行交易，主要解决比特币的可扩展性和高费用问题。

闪电网络的核心思想非常简单：它允许所有参与者将资金存入链下的一个共同钱包地址（智能合约），然后在支付完成后立即将资金发送给同一合约上的另一个参与者，仅在链上确认交易的最终结果。闪电网络是比特币协议的重大升级，但它也为参与者中的资金接收者带来了新的流动性问题。

图片来源：CSDN@mutourend

直根

比特币创新的核心原因归功于 2017 年的隔离见证（SegWit）升级和 2021 年的 Taproot 升级，其中 SegWit 通过引入区块字段来保存“证明数据”（即签名和数据），帮助扩大了比特币的吞吐量。比特币交易的公钥，但潜在的漏洞迫使开发人员对该数据的大小进行限制，而 Taproot 升级通过解决两个主要的显着变化来解决这些安全问题：MAST+Schnorr 签名允许删除旧的 SegWit 限制 [5]。

Taproot Assets的核心特征点：

1. 发行稳定币：全球排名第一的支付应用 Paypal 在成为非常流行的支付网关后，发行了自己的美元稳定币 PYUSD，本质上从支付网关扩展为价值传输的工具。 Taproot Assets也有同样的目标，就是利用比特币自身的价值，在无国界的金融世界中为用户提供稳定币，从而可以用来创建新的稳定币taUSD，并将BTC和taUSD转移到闪电网络中使用单笔比特币交易进行 DeFi 操作的通道，这也是 Taproot Assets 在闪电网络上操作的核心；

2.多宇宙模式：Universe 是保存初始化 Taproot 资产钱包和同步特定 Taproot 资产状态所需的所有信息的存储库。因此，即使发行人的服务器崩溃，也可以通过多个Universe服务器来验证资产的合法性和有效性，而无需过度依赖链下存储的第三方数据；

3.资产发行与赎回API：与公司债券类似，这些销毁交易的证明可以上传到链上，让每个用户可以像在现实世界中投资股票和债券一样轻松地在比特币上交易所有类型的资产，从而映射到现实世界的发行资产，从而展开 RWA 赛道的想象力。不同时间铸造多套资产保持可互换性，资产销毁API方便资产发行者赎回；

4.异步接收能力： 为开发者提供向链上地址添加统一资源标识符（URI）的工具；

5.可扩展性：新功能build-loadtest命令允许开发者对软件进行压力测试，也许闪电网络并不是比特币的终极扩容方案，但与闪电网络的直接集成，在无国界的金融世界中完成快速交易，为用户提供稳定币支持已经非常广阔的想象力。

RGB协议

RGB是LNP/BP标准协会（闪电网络协议/比特币协议），一个非盈利组织，负责监督比特币各层的发展，涵盖比特币协议、闪电网络协议以及RGB等智能合约。 RGB 协议适用于可扩展且私有的比特币和闪电网络智能合约系统，旨在通过在 UTXO 上运行复杂的智能合约来引入比特币生态系统。官方描述是：针对比特币和闪电网络的可扩展且私密的智能合约协议套件，可用于更广泛地发行和转移资产和权利。该协议是基于Peter Todd于2016年提出的客户端验证和一次性密封概念的客户端验证和智能合约系统，运行在比特币第二层或链下。了解 RGB 协议需要了解以下四个关键要素：

一次性密封件：

简而言之，顾名思义，就是在物体上添加一层一次性密封件，通过使其仅打开和关闭来防止双重支付，从而确保内容仅使用一次。与以太坊账户不同，比特币网络只有钱包地址，其中未花费的交易输出（UTXO）充当印章。

所以在了解一次性封条之前需要先了解什么是UTXO，它是一种账本模型，在每笔交易中都会生成输入（Input）和输出（Output），其中转账交易的输出是接收者的比特币地址和转账金额，这些输出存储在UTXO集合中，用于记录未花费的交易输出，而输入则指向前一个区块的输出，因此这些交易是可以追溯的，所以这里比特币交易的输出可以用作一次性印章。

根据RGB官方文档，UTXO可以被认为是一个印章：当它被创建时，这个印章被锁定；当它用完时，密封就会打开。根据比特币的共识规则，一个输出只能被花费一次。因此，如果我们将其视为一个印章，那么确保比特币共识规则得到执行的激励措施将同样确保这样的印章只能打开一次[2]；

来源：RGB Docs中文官方

客户端验证和确定性比特币承诺：

客户端验证是 Peter Todd 于 2016 年在比特币 PoW 共识中提出的一个范式，其中状态验证不需要由参与去中心化协议的所有各方在全球范围内执行，而是通过特定转换的各个方面来执行，而是翻译为：例如，通过使用加密哈希函数，将其转化为简短的、确定性的比特币承诺，该承诺需要某种“发布证明”，并具有接收证明、非发布证明、和会员证明。总之，OpenTimeStamps 可以被认为是该领域的第一个协议，RGB 是第二个协议，其他协议可以利用和使用这些主题，并为这些协议形成一系列经过客户端验证的协议 [3]。

RGB 利用比特币区块链通过提交 RGB 状态转换来花费当前在给定比特币交易中持有转移权的 UTXO 来防止双花问题（双花）。这样，可以将多个状态转换提交给单个比特币交易，并且每个状态转换只能提交给一笔比特币交易一次（否则会出现双花问题）；

来源：RGB Docs中文官方

闪电网络兼容性：

当 RGB 网站中的比特币交易提交状态转换时，此类交易不需要立即在区块链上结算，因为它可以成为闪电网络支付通道的一部分，然后从中获得安全性，同时借款闪电网络的支付通道，让RGB的大量数字资产进入流通；

来源：RGB Docs中文官方

RGB v0.10更新：

据水滴资本解读，其升级变化主要在于灵活性和安全性升级，总结如下：

来源：水滴资本

RGB的概念早在2016年就被提出，但经过几年的发展历史仍未得到广泛的关注和应用，其主要原因可能是早期版本的功能相对有限以及开发者较高的学习门槛导致随着RGB v0.1的到来，未来的RGB能否给我们带来更多的想象空间值得期待。

比特币侧链：Stacks、Liquid、RSK、Drivechain

2016 年，Blockstream 提出挂钩侧链作为扩展比特币的一种可能方式，这通常指的是信任最小化的区块链，允许从外国加密资产（另一个区块链原生的）进行支付，以及通过侧链可以实现的最有意义的好处是用户资产发行、支持 DeFi 解决方案的有状态智能合约、链扩展的承诺、更快的结算终止和更大的隐私。

Stacks：

来源：Stacks中文官方

它的基本工作原理是：

首先介绍一下Stacks，虽然它没有直接称自己为侧链，但是否可以归入侧链仍有争议，旨在通过其独特的“证明”将自己链接到比特币链上，实现高度去中心化。转移”共识机制转移证明（PoX）和可扩展性，而不增加额外的环境影响。

Stacks 是一个开源的比特币两层区块链，为比特币带来了智能合约和去中心化应用程序。 Stacks 的基础工作始于 2013 年，最初称为 Blockstack。Stacks 的技术架构由核心层和子网组成，开发者和用户可以在两者之间进行选择，不同之处在于主网高度去中心化但吞吐量较低，而子网高度分散但吞吐量低，子网吞吐量低。吞吐量较低，而子网分散程度较低，但吞吐量较高。

图片来源：Stacks 白皮书

Stacks核心层与比特币层基于PoX机制进行交互。PoX是一个类似PoS的Stake系统，是燃烧证明（PoB）的变体，它赋予Stacks矿工通过“燃烧”一部分来开采区块的权利。他们的代币（原生资产或其他加密货币）。通过“燃烧”，Stacks 矿工可以挖掘更多区块，并通过帮助保护网络来获得 BTC 奖励。它们相互作用如下：

在 Stacks 中传输证明需要矿工将比特币发送给其他 Stacks 网络参与者（在比特币网络上，而不是在销毁地址），并且由于 Stacks 可以读取比特币网络状态，因此它可以验证这些比特币交易，之后 Stacks 协议会随机验证这些比特币交易选择该区块的获胜矿工，并用 Stacks 的本地代币 STX 奖励他们，并用 Stacks 的本地代币 STX 奖励他们。

与比特币交互时，也无需修改 Stacks 协议的底层，因为 Stacks 交易被捆绑在一起，比特币只是充当 Stacks 的最终结算层，然后将其发送到比特币进行验证和验证。 Stacks 区块的历史将始终记录在比特币区块链上。

图片来源：Stacks 白皮书

清晰的智能合约：

Stacks 使用一种名为“Clarity”的编码语言创建智能合约[4]，该语言是专为 Stacks 设计的，旨在优化可预测性和安全性，而 Clarity 则有意设计为图灵不完备，从而避免“图灵复杂性”。其智能合约代码是公开可用的，并且可以在链上访问，允许开发人员在运行任何智能合约之前测试代码，这意味着开发人员可以构建从比特币的安全性和稳定性中受益的去中心化应用程序，同时添加新的特性和功能。添加 Clarity 后，Stacks 可以进行哪些创新？有哪些优点和缺点？

可以做什么：

1. 在比特币上构建去中心化应用程序并迁移 DeFi 板；

2.可以在Stacks上创建原生资产。

优点：

1、安全性：集成了比特币强大的安全属性，具有极强的安全性和抗攻击性能；

2.交互性：Layer 1智能合约可以与其他区块链进行通信；

3.可扩展性：PoX共识机制利用比特币实现更快的交易确定和更高的可扩展性。

缺点：

1.其独特的设计架构对于开发者来说有一定的学习成本和门槛，能否在其潜力爆发之前吸引更多来自以太生态和MOVE生态的开发者也尤为重要。能否在潜力爆发之前吸引更多来自以太生态和MOVE生态的开发者也尤为重要；

2、STX挖矿和Stacking带来的监管不确定性是否会影响第二层网络的发展和运营也值得思考。其STX挖矿和Stacking是否会影响第二层网络的发展和运营也值得思考。

Liquid：

来源：LBTC官方

话题来到Liquid，它不仅是一条比特币侧链，更是一个连接全球加密货币交易所和机构的交易所结算网络，具有快速结算、强隐私、数字资产发行、锚定比特币等核心功能。更快的比特币交易和数字资产发行，允许会员将法定货币、证券甚至其他加密货币代币化。要代币化的货币。

Liquid 与 RSK 相同，两者都依赖联合多重签名来锁定侧链中发行的比特币作为侧链的原生货币，但挂钩的实际设计仍然有很大不同。两条侧链目前都有 15 个职能机构，Liquid 需要 11 个签名才能发行比特币，RSK 需要 8 个签名。Liquid 似乎优先考虑安全性而不是可用性，而 RSK 优先考虑可用性而不是安全性。

Liquid 是一个侧链平台，旨在为交易所提供共享流动性，专注于协议简单性、安全性和隐私性。

风险承受能力：

照片来源：Mtpelerin 官方

RSK 也是一个侧链，其原生代币是 RBTC，旨在成为金融普惠的基石，重点关注去中心化金融 (DeFi)。RSK 是一个由比特币矿工担保的有状态智能合约平台，通过扩展比特币生态系统的价值比特币货币的使用。可以使用 Solidity 编译器和 Web3 标准库编写去中心化应用程序，从而实现以太坊兼容性。此外，它还可以通过RIF Lumino支付通道网络提供的更多链上空间和链下交易来扩展比特币支付。

RSK 旨在解决更广泛的用例，通过使用有状态虚拟机以及与 Ether 兼容将 Ether dApp 和工具移植到 RSK 来提高开放性和可编程性，而 Liquid 则专注于成为极其高效的工具。

传动链

Drivechain是比特币开放侧链协议，可以根据不同需求定制不同类型的侧链。 BIP-300/301提出了“允许开发者在不实际修改比特币核心代码的情况下向比特币世界添加特性和功能”的想法。通过创建由比特币矿工保护的比特币侧链，可以在侧链中实现第 2 层的各种可扩展性用例，同时使用比特币作为第 1 层安全性。需要说明的是，BIP-300“算力托管”通过“容器 UTXO”将 3-6 个月的交易数据压缩为 32 字节，而 BIP-301“算力托管”则通过“容器 UTXO”将 3-6 个月的交易数据压缩为 32 字节。容器 UTXO”。 32字节，BIP-301“盲合并挖矿”（Blind Merged Mining），与RSK一样，网络的安全也是通过联合挖矿的方式来维护。

通过侧链创建自己的应用场景来满足区块链应用的需求，并且Drivechain侧链作为第二层完成扩展，从而避开比特币区块大小1MB的限制。目前，有7条基于BIP-300的侧链正在开发中，持续吸引着更多的比特币社区成员和爱好者，如下（简要说明，详见[6]）：

• EVM侧链：EthSide
• 数字资产/彩色币/NFT 侧链：BitAssets
• 高交易吞吐量侧链：迅雷网络
• 预测市场侧链：Hivemind
• 隐私侧链：zSide
• 分布式 DNS 侧链：BitNames
• 存储侧链：Filecoin

来源：LayerTwo Labs 亚洲社区

BRC-20 的序号协议

UniSat Wallet 是比特币生态系统中流行的 Chrome 插件钱包，可帮助用户实现存储、铸造和传输 BRC-20 代币等目的，并提供买卖 BTC、NFT、域名等比特币生态系统服务。

BRC-20 起源的简要概述

如上所述，UTXO 部分的计算将导致每笔交易产生无数的输入和输出（余额增加或减少），因为每个比特币都是由最小单位组成：一亿聪（1 BTC = 10 ^ 8） ，并且这些 sat 中的每一个都是唯一可识别且不可分割的，它根据 sat 的序数分配给每个比特币（每个 satoshi 都是唯一标识且不可分割的，根据其在比特币中的序数赋予每个 satoshi 特定的含义。例如，50 BTC 在网络中可以表示为 4,999,999,999 sat。

Source :十四君

尽管Ordinals协议和自称的BRC-20都具有过度中心化和缺乏验证机制的特点，但不可否认的是，市场的火热让比特币生态和第二层得到了更多的关注，并在一定程度上程度让公众的注意力再次回到了比特币上。

概括

比特币的设计之初就是为了摆脱可扩展性的属性，以此来大幅加强其自身网络的去中心化和安全性，而就相关的扩展性问题而言，比特币作为区块链最成功的网络的绝对压倒性的安全性也已经为许多极客开发者创造了巨大的想象空间。

因此，比特币生态系统的支持者也大致分为两派：保守派认为比特币必须保持其纯粹的货币本质，只作为价值储存手段，是纯粹的数字黄金，它不需要其他形式的可扩展性；激进派认为，比特币需要扩大容量，从而拥抱更多原创应用，将比特币的交易属性发挥到极致，有利于比特币的长期发展。发展。也许我们可以把这个重要的问题留给未来，让时间来证明一切。

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