原文標題：Layer by Layer: An In-Depth Exploration of Bitcoin's Evolving Ecosystem (3 of 4)

原文作者：Kyle Ellicott , Yan Ma, Darius Tan, Melody He，Spartan Group

原文編譯：0xNirvana

《比特幣生態層：拉開無須信任的金融時代帷幔》是一份關於比特幣生態系統各方面發展的研究報告。本報告由 Spartan Group 團隊、Kyle Ellicott 以及多位提供回饋和見解並慷慨花費時間對本文的最終版本進行審查的專家們共同撰寫。這份報告於 2023 年 12 月起草，其中的數據截至行文時為準。此篇為全系列四篇文章中的第三篇。

前兩篇請移步：《比特幣生態層: 拉開無需信任的金融時代帷幔》 《比特幣生態層二：比特幣經濟覺醒》。

比特幣生態層（Bitcoin Layers）概念於2018 年提出，旨在解決其擴容性的挑戰，這代表了比特幣演化的一個重要轉折點。 從歷史上看，各種希望增強比特幣 L1 效能的努力共享一個同樣的目標：促成鏈下交易，以提高網路的可擴展性。這些嘗試都圍繞著由 L1 提供的安全結算層進行。比特幣生態層從以太坊的分層架構中汲取了靈感，已經演變出一系列解決方案，包括 L2、L3、資料層和應用層等。這些創新體現了比特幣網路對其先天限制的自適應，展現了比特幣原生固有的進取態度，即朝著更強大、更多功能的區塊鏈基礎設施不斷邁進。

新興的比特幣生態層正在引入多種功能，從而使網路的效能獲得進一步的轉變。 這些生態層提供了：

●     智慧合約可程式性：使得在比特幣網路上直接執行複雜的金融和合約交易成為可能。

●     吞吐速度提高：顯著縮短交易處理時間，部分生態層的交易速度可以達到少於30 秒。

●     基於信任最小化的BTC 至L2 跨層轉移：促進了BTC在各生態層之間的安全、高效地轉移，對於比特幣採用的聯邦系統方式過於中心化的問題提供了一個解決方案。

●     成本效益：因交易成本的縮減，對於更廣泛的使用者群體而言，降低了比特幣交易的門檻和訪問難度。

●     資產發行和Rollups：為資產創造和打包交易提供了全新途徑，以提升效率。

●     互通性與隱私措施：增強網路與其他區塊鏈系統的互動能力，並保護使用者隱私。

●     虛擬機器（VMs）和其他特定功能：支援包括遊戲、金融、媒體和去中心化科學（DeSci）等各種應用。

這些基於比特幣 L1 而建構的生態層是具有戰略意義的，利用 L1 作為類似「冷儲存」存放 BTC 資產基礎平台。這種分層架構不僅允許BTC 資產在不同生態層之間無縫轉移，從而釋放比特幣超過8500 億美元的休眠資本，此外，那些基於這些生態層而構建的應用程式還將能夠得益於比特幣難以被比擬的安全性和穩定性。

比特幣生態層圖景（2024 年3 月）

截至 2023 年第四季度，比特幣生態層開發方面已取得了顯著進展，尤其體現在 L2 解決方案上。 比特幣的生態系統擴展到包括側鏈（Sidechains）、驅動鏈（Drivechains）、合併挖礦鏈（Merge-Mined Chains）以及權益證明鏈（Proof-of-Stake Chains）等多種形式。同期，我們也見證了多種協議、代幣標準、跨鏈橋、Rollups 以及其他創新解決方案的湧現。

這些發展不僅是技術上的飛躍，也彰顯了比特幣實用性的典範轉移，為用戶採納和應用部署開闢了新的路途。分層架構方式凸顯了比特幣擁有適應性和不斷進化的能力，因此，比特幣仍然在日新月異的數位世界中進一步鞏固了其地位。以下部分詳細描述了這些類別中的關鍵創新點，展示了比特幣分層生態系統的動態性和前瞻性。

比特幣L2：四大金剛

比特幣二層由「四大金剛」所引領：即Stacks、閃電網路（Lightning）、RSK 和Liquid。這四個主體承擔執行了大多數比特幣 L2 交易，塑造了比特幣可擴展解決方案的模式。每個 L2 解決方案都有其獨特的特點和功能，為比特幣生態系統的成長和可擴展性做出了獨特的貢獻。

比較比特幣L2「四大金剛」

1.比特幣L2 專案Stacks 始於2017 年，由普林斯頓的電腦科學家Ryan Shea 和Muneeb Ali 共同創建，旨在為比特幣啟用智慧合約。 Stacks 網路的初始版本於 2021 年 1 月啟動，允許智慧合約和去中心化應用程式使用比特幣作為安全的 L1 網路。 Stacks 比特幣L2 透過其轉移證明（ Proof-of-Transfer, PoX）共識機制啟動了比特幣經濟，該機制與比特幣的工作量證明（PoW）共識並行運行，並復用了比特幣的運算能力。

●     網路的安全性進一步透過「堆疊」（Stacking）來加強，其中Stacks 代幣持有者承諾將網路的原生STX 代幣（目前堆疊週期中價值2.5287 億美元）用於驗證交易，確保Stacks 網路的安全，並以BTC 形式獲得獎勵。

●     Stacks 上的智慧合約使用Clarity 編碼，這是一種人類可讀的原生語言，它可以回應比特幣交易和與BTC 的資產原生互換。

●     STX 代幣作為L2 上的燃料，是2019 年首個獲得美國證券交易委員會（SEC）認可的代幣，並在2021 年主網啟動前作為非證券資產進行了去中心化的SEC 更新備案。

●     STX 是整個加密產業排名前50 的項目，截至本文撰稿時，也是CoinMarketCap 前100 名中唯一的比特幣L2 原生代幣。在2022 年Electric Capital 開發者報告中，STX 上的開發者活動在整個產業中位列第38，其中，STX 月活躍開發者數量自2015 年起持續成長，截止至2023 年10 月，共有175 名活躍開發者。

在 Stacks 上的每月活躍開發者數量。資料來源：Electric Capital

●     未來潛在影響因素

○     Nakamoto 網路升級（2024 年第二季）將使Stacks 透過L2 實現快速且價格低廉的BTC 轉賬，同時也100% 擁有與比特幣網路一致的安全性（重組抵抗力）。此外，網路的交易速度將從目前的單次結算時間10 至30 分鐘以上，減少至大約5 秒鐘一個區塊，速度提升了約1000 倍，遠優於比特幣兩個區塊產出之間所需的時間。截至2023 年12 月，該升級開發已達成了兩個主要里程碑，即v0.1 版本的“Mockamoto”和v0.2 版本的Neon，這是一個“受控”的測試網，具有單一礦工、單一堆疊者和堆疊者簽章功能。

○     sBTC是一種去中心化的、與比特幣1:1 掛鉤的資產，可以在比特幣和Stacks（L2）之間部署和轉移BTC，並可在交易充當Gas，無需額外資產。 sBTC 轉帳由比特幣的哈希算力 100% 保障。要逆轉一筆交易，必須對比特幣本身進行攻擊。

○     

sBTC 發布計畫來源: sBTC

●     Stacks 層的成功運作讓比特幣成為了一種完全可編程的資產，而這種轉變是以去中心化的方式進行的。這將會促進對 Stacks 和比特幣更多需求的湧現。這種情況可以為快速發展的比特幣經濟提供發展沃土，釋放數千億美元的被動式比特幣資本，並使比特幣成為更安全的 Web3 網路的支柱。  

2.閃電網路（Lightning Network）於2018 年發布（白皮書在2016 年發布），它使得比特幣上的微額支付可以即時、不受地理位置限制地以極低成本完成。閃電網路顯著的交易處理能力和不斷增長的採用率凸顯了其在增強比特幣的可擴展性和交易效率方面的作用。

●     該協議利用智慧合約來創建支付通道，結合了鏈上結算和鏈下處理過程。

●     當一個通道關閉時，交易會被整合並發送到底層網絡，即比特幣網絡。閃電網路的原生資產是 Lightning Bitcoin。

●     截至2023 年8 月，該網路每天處理約21.3 萬筆路由交易，每月總計約660萬筆，佔網路公共容量的約52%。這些大致數字自 2021 年 8 月 K33 估算的 50.3 萬次閃電支付以來增加了 1,212%。

●     此外，平均而言，Lightning 網路每天處理了至少相當於47% 的比特幣鏈上交易量。

閃電網路正在提升比特幣的每日交易量。來源：River

3.Rootstock (RSK) 由RSK Labs 於2015 年創立，該網路透過其RSK 虛擬機（RVM）將與以太坊虛擬機（EVM）兼容的智能合約引入比特幣中。使用 RVM，開發者可以將以太坊合約移植到比特幣之上。 RSK 的原生資產是 Smart Bitcoin (RBTC)，與 BTC 保持 1:1 錨定，但並非無需信任。由於其區塊的安全性是基於「合併挖礦」，RBTC 仍然依賴中心化託管方，這突顯了 L2 解決方案在安全性與去中心化程度之間的一種折衷舉措。

4.Liquid Network 由 Blockstream 在 2018 年發布。 Liquid Network 作為比特幣側鏈，使用戶能夠在比特幣上進行快速、安全且保密的交易。 Liquid Network 獨立於比特幣運行，擁有自己的帳本，並放棄了利用比特幣的工作量證明（PoW）共識機制，轉而依賴由約60 名成員組成的Liquid 聯盟（Liquid Federation）來創建新的區塊。 Liquid Network 的原生資產是 Liquid Bitcoin（L-BTC），是 BTC 的「封裝」版本。 Liquid Network 的獨立運作展現了比特幣 L2 生態系統內部方法的多樣性。

今天，儘管沒有任何一個比特幣L2 解決方案持有超過10,000 個BTC 或擁有數百萬用戶，但其實現指數級增長的潛力仍然不容小覷，這些解決方案在比特幣未來提升可擴展性和功能性中的關鍵作用不斷強化。隨著比特幣 L2 技術的不斷精進，在保持核心網路的穩定性同時，開發者開始開闢多條途徑來使得比特幣相關的快速實驗成為可能。未來 L2 解決方案的成功將取決於它們是否具有提供完整執行環境（如 EVM）的能力來解決當前的開發局限性，以支援一種更包容的開發環境。

解析比特幣L2 的不可能三角

在探索提升比特幣生態層擴容性的過程中，一個新問題浮現：即L2 不可能的三角。在回顧區塊鏈的不可能三角並將其應用於比特幣的 L2 時，這些問題依舊存在，只是權衡的抉擇略有不同。在 L2 不可能三角中，選擇被限制在：

· 開放網路或聯盟網路。

· 是否引進新的代幣。

· 擁有完整/全域的虛擬機器（VM），還是僅有有限的鏈下合約。

業界已經嘗試過“方形化」這個「不可能三角」，讓現有的比特幣礦工轉而在L2 挖礦以實現資源的再利用。 RSK（原名 Rootstock）和 Drivechains 就是那些做出嘗試的先例。在這種方法中，礦工激勵成為一個懸而未決的問題，這與早期的以太坊情況類似，即鏈上的燃料費可能不足以為礦工提供激勵。

●     閃電網路（Lightning）選擇了A 和B，開放網路無代幣，但沒有全域狀態的完整虛擬機器（VM）。

●     Stacks 選擇了 A 和 C，擁有開放網路和完整的虛擬機，並引入了新的代幣（STX）。

●     Liquid 選擇了 B 和 C，無代幣但有完整虛擬機，以聯盟（Federation）的方式進行網路運作。

開發者在早期的討論中提到了在比特幣（L1）中加入新的操作碼，理論上這些新的操作碼可以幫助解決現有的問題。例如，op-snark-verify 這樣的操作碼可以被用於在比特幣（L1）中驗證 L2 網路的計算。然而，從歷史上看，實施軟分叉或硬分叉這樣的改動在比特幣中充滿挑戰，暗示著短期內這種解決方案可能並不可行。

展望未來，比特幣生態系統的版圖極大可能將超越目前僅存的幾種L2 解決方案，還需要增加數以百計的新方案來充分探索並發揮此網絡的潛能。目前，開發者們正在權衡 L2 三難問題中的抉擇，以盡可能達到一種平衡。一種趨勢正在形成，即利用任何人都可以自由進出並進行挖礦的開放網絡，為智能合約提供完整的虛擬機（VM）環境，並將全局狀態作為其核心屬性。這種做法模仿了以太坊和 Solana 等其他區塊鏈生態系統中的成功架構，預計將對塑造比特幣 L2 技術發展的未來軌跡產生巨大影響。

層出不窮的創新解決方案

除了現有的四大巨頭之外，比特幣生態上的快速實驗從未間斷，眾多項目湧現基礎設施工具、標準和協定等各個領域。隨著技術堆疊的形成，填補了應用需求中的現有技術空缺，這些創新正積極引入新的類別定義。

Ark 是一個在2023 年 5 月推出的實驗性 L2 協議。透過其始終在線的、無需信任的中介工具 Ark 服務提供者（ASP），Ark 使用戶能夠以低成本、匿名地進行比特幣的鏈下可擴展支付。隨著用戶在協議上進行交易，接收方可以在不需要獲取入站流動性的情況下收到款項，同時與閃電網路相比，保持接收者隱私的同時，也降低了成本。

Babylon，於2023 年Cosmoverse 大會上發布，是一個採用權益證明（PoS）機制的網絡，包括兩種安全共享協議，用於比特幣和其他PoS 網路之間：比特幣時間戳和無橋接質押。

Botanix（Spiderchain L2）是一個為比特幣設計的權益證明（PoS）以太坊虛擬機（EVM），利用分散式多簽網絡，實現與比特幣的雙向錨定，增強了其互通性。

Interlay 是一個連接比特幣和多鏈生態系統的模組化和可編程網絡，作為 Polkadot 的平行鏈運作。 Interlay 創建了一個去中心化的比特幣橋接工具，能夠鑄造 iBTC，或稱為「有價值的 BTC」（valuated BTC），即一種由比特幣 1:1 支援的多鏈資產。

MintLayer 是一個採用權益證明（PoS）機制的網絡，旨在作為比特幣的側鏈，並且為去中心化金融（DeFi）相關活動進行了有針對性的最佳化，包括原子交換等。透過MintLayer，用戶不需要使用比特幣的封裝版本或智慧合約語言（例如 Solidity 等）來建立代幣，因為該網路基於 UTXO 模型，只需建立包含額外資料的交易即可。該網路旨在使用可驗證隨機函數（Verifiable Random Functions）每 120 秒產生一個區塊，並在 1000 個區塊後達到最終確定狀態。

銘文（Ordinals）。 2022 年 6 月 30 日發布的創新框架「Ordinal Theory」即刻引發了一場關於在比特幣生態進行建設的文化浪潮。僅僅幾個月後，2023 年12 月，開發者紛紛開始轉向Ordinals (Ord)，它無需單獨側鏈、代幣或對比特幣核心網路的更新，就可以實現在比特幣上進行銘刻（Inscription ）。這些銘刻是不可變的、鏈上的、非貨幣化的數位工件（如比特幣NFT），包含了原始檔案資料（視訊、音訊、圖片、可執行軟體等），它們會永久記錄在比特幣上，並且可以被轉移或發送到比特幣地址、錢包等。

自從2022 年12 月14 日首次進行銘刻以來，Ordinals 的發展路徑一直呈現指數級的成長，新的實驗、基礎設施工具和標準不斷湧現。在最初的 90 天內，超過 46 萬次的銘刻被完成，而截至目前為止，全年的銘刻次數已超過 4,620 萬次，期間產生的費用約為 3,365 枚比特幣（價值約合 1.488 億美元）。

RGB 網路 (Really Good Bitcoin) 是一個基於比特幣的協議，利用了閃電網路技術，但並不是一個代幣協議。

Threshold Network 是一個注重隱私的合併網絡，它結合了Keep 和NuCypher 的功能，允許用戶利用Keep Network 透過鏈下容器以及NuCypher 提供的秘密管理和動態存取控制的隱私工具來保護私人資料。 Threshold 創建了 tBTC 比特幣橋，即一個去中心化且無需許可的跨鏈橋，橋接了比特幣和以太坊網路。

目前開發者們每週都在發布眾多的新協議和標準，這些協議實驗僅僅是其中的一小部分。新協議和標準的不斷推出象徵比特幣技術堆疊的活力與演進。這些發展所產生的動力，尤其是在 2024 年第二季即將到來的比特幣減半事件的背景下，預示著比特幣生態系統在進一步的創新和採納方面仍擁有廣闊的發展前景。

代幣標準的崛起

在多個新興協議相繼出現之後，社群也開始嘗試新的代幣標準，這為可能利用比特幣獨特架構的代幣設計提供了初步預覽。雖然這些標準還處於起步階段，但值得我們注意的是，開發者們已經開始認識並接受這些已推出的新工具，並意識到它們與以太坊生態系統中同類產品有著相似之處。

BRC-20是 DOMO 創建的一種實驗性代幣標準，於 2023 年 3 月初發布，旨在比特幣上創建可替代代幣。這種標準利用 Ordinal 銘刻和 JSON 數據，模仿了以太坊的 ERC-20 模型，但為比特幣生態系統量身定制，功能有限。隨後，多個平台迅速跟進，開發了支援此實驗性代幣標準的工具和 launchpad（ALEX、Bitget、Leather、OrdinalsBot、UniSat Wallet、Xverse等）。值得注意的是，作為該標準下部署的第一個代幣，ORDI 代幣到 2023 年 5 月市值超過 10 億美元，在 CoinMarketCap 上排名第52，截至撰寫時市值超過 13 億美元。

BRC-721E是一個類似於廣泛採用的 ERC-721 的實驗性代幣標準，由 Bitcoin Miladys、Ordinals Market 和 Xverse共同合作推出。在其初始狀態下，這項實驗性標準允許用戶將 NFT 從以太坊橋接到比特幣網絡，將一個精簡版的 NFT 及其指向原始以太坊版本的連結銘刻進去，並具備空投功能。一旦 NFT 被橋接過去，它將自動出現在Ordinals Market。這項實驗為兩個網路之間的跨鏈互動展開了多種可能性。

ORC-20是一個實驗性的開放代幣標準，旨在保持與BRC-20 向後相容的同時，提供更靈活的命名空間，並在未來的發展中引入UTXO 以防止雙花支付問題。

ORC-CASH 是一種基於Ordinals Protocol 的實驗性代幣標準，旨在最適合UTXO 安全模型，並作為ORC-20 標準的簡化版本。

RUNES 是Ordinals 創始人Casey Rodarmor 在2023 年9 月提出的，一種作為BRC-20 標準的替代方案，實驗性可替代代幣協議。 Runes 旨在不依賴鏈下資料或要求使用原生代幣，而是透過 UTXO 來持有餘額，且交易透過特定的腳本條件來識別。

SRC-20 是由Mike In Space 創建的一種代幣標準，被稱為比特幣郵票（Bitcoin Secure Tradeable Art Maintained Securely），它們是直接儲存在比特幣區塊鏈上的數位藝術品，由於存在於UTXO 集（未發送交易）中，因此它們無法被prune。

STX-20是一種實驗性的銘文協議標準，於2023 年12 月發布，旨在透過在STX 代幣轉移的元資料中嵌入協議訊息，來在Stacks 區塊鏈上建立和分享數位工件，其資訊限制為34 個符號。 STX-20 的發布導致 Stacks 網路出現了有史以來最大的區塊之一，含交易筆數超過 10,000 筆。

隱私權與安全解決方案

除了擴容性之外，開發者們還在致力於將rollup 技術引入比特幣，並也在為其添加至關重要的安全層方面做著巨大的努力。雖然這些技術還處於早期開發階段，但已經出現了一些值得注意的實驗項目，如Urbit、Rollkit、ZeroSync、Alpen Labs、Bison Labs、Chainway、Kasar Labs等等。

生態系中的其他實驗還包括專門設計的協定等，例如1btc、BNSx 和Rooch Network，隨之出現了新的分類定義，如Drivechains （驅動鏈）、Spiderchains（蜘蛛鏈）、Federated Chains（聯邦鏈）、Spacechains（空間鏈）和Softchains（軟鏈），每一個都見證了旨在為擴展技術堆疊做出貢獻的項目的發展。

這些創新提升了比特幣網路的內在價值，並將比特幣的定位升級為一個更多功能、更安全的平台。它們在提升網路擴容性和提高其支援各種應用程式的能力方面起著關鍵作用。隨著這些技術的不斷發展，預計它們將顯著增強網路處理更大交易量和多樣化應用的能力，同時也堅守隱私維護和安全保障等基礎原則。層出不窮的比特幣生態創新共享一個終極目標，即打造足夠流暢的用戶體驗，而無需擔憂基礎設施是否可以提供足夠的支援。

比特幣與金融未來

比特幣正透過其二層(L2) 解決方案的革新和隱私增強技術的發展，塑造一個無需信任的金融生態系統。這些進展標誌著比特幣在功能性上以及對金融業潛在影響上的重大轉變。由於提高的隱私性、安全性和擴展性，比特幣已經做好準備，以支撐從傳統金融交易到創新的去中心化金融（DeFi）方案的多樣化金融應用。這種轉型突顯了比特幣不再只是作為一種資產，而是作為建構更安全、高效和更包容的金融體系中的一個基本構件的角色不斷增強。隨著這些技術的不斷採納，比特幣在建構無需信任金融體系中的中心作用日益顯著，進一步鞏固了其作為未來金融體系關鍵支柱的地位。

作者更新（2024 年3 月1 日）

自我們的初步報告以來，比特幣生態系統已經見證了顯著的發展。值得注意的是，比特幣的價值自 2021 年 11 月以來首次突破了6 萬 3 千美元，標誌著市場的顯著反彈。同時，比特幣第二層解決方案（L2）的景觀正在迅速擴展，DWF 的 L2 追蹤清單現在列出了 28 個新的比特幣 L2 項目。那麼問題來了，如何準確評估這些 L2 的潛力？

比特幣雜誌已經建立了一套編輯政策，以三個標準來定義真正的比特幣L2：使用比特幣作為原生資產，使用比特幣作為交易結算的執行機制，並展示對比特幣的功能性依賴，這已經引起了不少討論。因為這個定義將許多新興平台，特別是那些朝向帶有自己代幣的去中心化擴展發展的平台，歸類為「元協議」或“寄生鏈”，而不是真正的 L2 解決方案。

儘管有這些分類，許多項目方或使用者並不是很在意，因為更廣泛的目標仍然是增強整個生態系統。以下是一些引起我們興趣的顯著創新：

●     Merlin Chain - 由BRC-420 和Bitmap 背後的團隊領導，這個以資產為中心的L2 旨在將顯著的L1 資產及其用戶基礎橋接到L2，截至2 月底，其鎖定的總價值（TVL）已超過20 億美元。

●     B-squared Network - 此平台採用模組化方法，將zk-rollup 作為執行層與B² Hub結合起來，與比特幣網路整合去中心化存儲，從而形成一個涵蓋共識、數據可用性和結算層的綜合生態系統。

●     BounceBit - 這是一個比特幣重新質押鏈，用戶可以在利用LSD 進行BTC 質押和鏈上農耕的同時，賺取原始的CeFi 收益，基本上在比特幣上進行「重新質押」。 TVL 本月也已經飆升到超過 5 億美元，並成功籌集了資金。

●     BOB - 此專案利用以太坊虛擬機器（EVM）來啟用智慧合約的建立和執行。

●     BEVM - 透過比特幣輕節點和Taproot 門檻合約的組合POS 共識來實現比特幣與BEVM 之間的去中心化互動。

●     Citrea - 在比特幣上的zkEVM，證明被記錄在比特幣上，並透過BitVM 進行驗證。

值得注意的是，許多新興的比特幣L2 計畫的興起，主要由中國團隊推動，並得到了龐大的中文社群的支持，這些社群帶來了大量的TVL，顯示了比特幣生態正在向東方回遷。

這些項目已經成功改善了比特幣的跨鏈功能，利用它們先前的建設經驗實現了顯著增長。然而，這種激增也引發了關於 L2 解決方案可能出現流動性碎片化的擔憂，正如以太坊所展示的那樣。相反，這為擴大比特幣資產的使用並吸引更多比特幣用戶使用這些新平台提供了機會。儘管這些產品中的許多存在相似之處，但比特幣 L2 的未來仍然充滿不確定性和動態變化，並期待進一步的發展。

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