Bitcoin's popular second layer inventory (Part 1): Sidechain and UTXO+ client verification

撰文：Day

去年因为铭文的热度，导致大家都开始将注意力从以太坊转移到了比特币，尤其是机构，开始砸钱布局比特币生态基础设施，近期，BEVM、BOB 等比特币 Layer2 完成少则数百万，多则数千万的融资，再加上近期 Nervos 的 RGB++ 推出以及 Seal 的铸造，使得做比特币 Layer2 的 CKB（CKB，译公共知识库，是 Nervos Network 的第 1 层网络，负责存储所有交易数据和智能contract）热度飙升。

Today, let’s learn about Bitcoin Layer2.目前市面上的比特币 Layer2 较多，我们简单将其分为四类，分别是比特币侧链，UTXO+ 客户端验证、Roullp 以及 Taproot Consensus 等四大类，本文分为上下两部分，今天先介绍前两类。

01 比特币 Layer2 的目标

比特币作为 crypto 龙头，拿住比特币，一轮行情下来，可以跑赢 95% 的资产，但大家依然不满足现状，希望赋予比特币更多的东西。相对于其他公链来说，比特币存在交易速度慢、确认时间长、拥堵时交易手续费贵以及智能contract功能方面较为有限，无法直接构建复杂的应用等问题。

Bitcoin Layer 2 is an additional layer built on top of Bitcoin with the goal of increasing transaction speed, reducing transaction costs and increasing scalability.It achieves these goals by processing transactions and saving intermediate states off-chain. This speeds up transaction confirmation, reduces transaction fees, and increases the capacity and throughput of the entire system. Layer2 aims to improve the performance of Bitcoin and make it more suitable for a wide range of applications.

02 比特币侧链

比特币侧链是与比特币主链连接的独立Blockchain系统，一般是通过双向跨链桥连接到主链的独立Blockchain.It allows users to lock Bitcoin on the main chain and then conduct transactions and operations on the sidechain.

通过侧链，用户可以实现更灵活和多样化的功能，如支持其他加密资产支付、有状态的智能contract、更快的结算和更高的隐私性。然而，侧链因为需要一套独立的验证节点，需要侧链自己验证交易，会面临着节点过少、中心化、无法继承比特币Safety性等相关的问题。以下是一些侧链发代表项目：

• Stacks

Stacks 的定位是比特币的智能合约层，旨在为比特币系统引入智能合约和 Dapp，通过独特的 Proof of Transfer（PoX）共识机制将自身与比特币主链相连接。Stacks 允许开发者构建智能合约和 Dapp。在 Stacks 的技术架构中，有核心层和子网可供选择。核心层具有高度的去中心化程度，但吞吐量较低；而子网则具有较低的去中心化程度，但可以实现更高的吞吐量。

Stacks 使用 Clarity 智能合约语言用于创建 Dapp，进行 Nakamoto 升级来提升网络性能，Nakamoto 升级允许 Stacks 不仅结算比特币交易，还可以实现 100% 的比特币重组阻力，并加快出块速度。发行以 SBTC 为基础的稳定币，增加 DeFi 可组合性。Stacks 旨在实现高度去中心化和可扩展性，并为比特币系统带来智能合约功能和 Dapp 的能力。

Stacks 目前生态已经发展 5 年，但大多数项目都反响平平或处于停滞状态。Stacks 的 Nakamoto 升级已经开发了很长时间，预计月底在主网上推出。而其 Token STX 目前算比特币 Layer2 龙头，市值接近 50 亿美金。

• RSK

RSK（Rootstock）的定位是支持智能合约的比特币 Layer2，并专注于 DeFi。RSK 没有原生 Token，引入 RBTC 作为支付交易手续费，目标是成为金融包容性的基石。

RSK 通过合并生产区块，即比特币区块生产者同时开采比特币和 RSK 区块，以此来利用比特币的Safety性保护智能合约和交易。它兼容以太坊虚拟机（EVM），开发者可以使用 Solidity 编写智能合约，并将以太坊的 Dapp 移植到 RSK 上。此外，RSK 还建立了 RIF 网络，提供各种基础设施服务，如 DeFi、存储、域名服务和支付解决方案，以满足用户的需求。

目前除了 RIF 外，并无其他生态项目冒头，而且性能较弱，RSK 在上月启动第三批次资助计Xiaobai Navigation划，总金额为 250 万美元。

• Liquid Network

Liquid 是 Blockstream 推出的比特币侧链和交易结算网络。它的目标是提供快速结算、强隐私性和数字资产发行等功能，服务的对象为是机构和资产发行方，提供基于比特币侧链的资产发行和流通服务，促进更快速的比特币交易和数字资产 Token 化。Liquid 侧重于简便的协议、Safety性和隐私性。Liquid 与上面提到的 RSK 类似之处在于都是依赖于联盟多重签名发行锚定 Token，只是去中心化程度有所区别。另外，Liquid 更注重Safety性，而 RSK 则更注重可用性。

Liquid 由于面向机构服务的侧链，所以被认为是联盟链，另外它主要用于资产发行和交易，对智能合约功能也不友好。

• Lightning Network

The Lightning Network is a scaling solution built on top of the Bitcoin network that aims to increase the speed of Bitcoin transactions, but its network does not support smart contracts.它通过引入第二层支付通道来实现快速、廉价的小额支付。在闪电网络中，参与者可以打开一个特殊的支付通道，可以在通道内部进行多次交易，而无需将每笔交易都记录在比特币Blockchain上。只有在通道关闭时才会将最终的交易结果提交到比特币主链进行结算。

Through the Lightning Network, users can make almost instant payments without having to wait for confirmation from the Bitcoin main chain. This can greatly increase the speed of transactions and reduce transaction fees. The Lightning Network uses smart contract technology and a multi-signature mechanism to ensure transaction security between participants.

The application scenarios of the Lightning Network include micropayments and games. It provides users with a convenient, fast, and low-cost payment method, and also provides developers with a platform for building applications based on the Lightning Network.

4 月 3 日，Coinbase 与闪电网络支付解决方案提供商 Lightspark 合作，为其所有客户整合比特币闪电网络。目前，闪电网络支付通道中的美元容量近 3.2 亿美元。

整体看下来，比特币侧链这个赛道的二层，都是一些比较「老」的项目，而且虽然做了很长时间，但实际进展其实差强人意，在技术以及落地等方面，都相对落后一些。

03 UTXO+ 客户端验证

UTXO+ 客户端验证是一种比特币 UTXO 账户模型的扩容方案（UTXO：Unspent Transaction Output ，译为「未花费的交易输出」，可以简单理解为还没有用掉的收款），它试图基于比特币 UTXO 上进行链下账本计算，并通过客户端验证来确保账本的真实性。这个方案的目标是既保留比特币原有的特性，又能够实现二层账本共享和安全性。

But in reality, the implementation of this plan is very difficult.因为比特币的设计并不支持复杂的计算，将额外的任务整合到 UTXO 模型中变得非常复杂。This solution emphasizes the originality of Bitcoin, but may ignore the feasibility and difficulty of actual operation.

Currently, most projects in this field are still in the white paper stage and have not made much progress. The following are representative projects:

• RGB

RGB 是一个旨在构建基于比特币 UTXO 模型和闪电网络的比特币 Layer2 解决方案。它的目标是将数据压缩封装到比特币的每个 UTXO 中，并通过客户端验证来确保资产安全.

RGB 的设计思路是将链外的 RGB 交易与比特币交易的 UTXO 绑定在一起。它通过将 RGB 交易的证明和资产所有权密封在比特币的 UTXO 中，将 RGB 的资产所有权和状态与比特币的 UTXO 操作和控制相结合。然而，RGB 的开发进展较慢，因为其中涉及的多个技术要点具有较高的实现难度。虽然 RGB 被认为是一种正统的解决方案，但其实现困难和功能限制使得其开发进展缓慢。

• RGB++

RGB++ 协议是 Nervos 联创年初受到 RGB 协议启发而提出的协议，其主要思路与 RGB 类似，通过在链下进行计算、执行和验证交易，然后在比特币链上进行结算。不同的是，RGB++ 在对交易和资产进行的验证环节采用了不同的思路。

Nervos 利用了与比特币相同的 POW+UTXO 结构优势，并结合创新的「同构映射」技术，成功将 RGB 协议的客户端验证替换到 CKB 上，通过这种方式，Nervos 在保持安全性与比特币相同的同时，实现了对 RGB 协议的功能和灵活性的扩展。这种迁移并没有对隐私进行过多的牺牲，同时为用户提供了更多的使用和管理数字资产的方式。RGB++ 在复用了比特Binance全性同时，可以获取图灵完备的智能合约执行能力。

这样 CKB 就成了 RGB++ 资产的执行层和 DA 数据层，但它不仅仅可以支持 RGB++ 协议，也可以支持其他的比特币一层资产，比如 Runes、 Atomical，只要是基于 UTXO 记账模式都可以支持。

近期 CKB 热度较高，在这里也简单介绍下 UTXO Stack，由 Nervos 生态基金孵化的公司开发，UTXO Stack 是基于 UTXO 模型的比特币 Layer2 发行平台，旨在帮助开发者快速搭建基于 UTXO 架构的比特币 Layer2 链。它提供了一套模块化的工具包，使得开发者可以轻松构建自己的二层链，并将其集成到 Nervos 生态系统中。

UTXO Stack also natively supports the RGB++ protocol and uses CKB as a data availability layer, bringing more application scenarios and development opportunities to the Bitcoin ecosystem. This architecture enables the RGB++ protocol and UTXO Stack to work together, providing strong technical support for the development of the Bitcoin ecosystem.

• BitVM

BitVM 是 ZeroSync 项目负责人 Robin Linus 提出的比特币虚拟机概念解决方案。It aims to enhance the programmability of Bitcoin, enabling developers to run complex contracts on the Bitcoin network without changing Bitcoin's basic rules and consensus mechanism, and is still in the theoretical stage.

BitVM 提供了一种在比特币网络上实现复杂合约的方法，同时保持比特币的安全性和去中心化特性。它通过引入新的虚拟机概念和角色，为开发者提供了更多的编程能力和创新空间。为了提高灵活性，BitVM 需要将大多数计算过程转移到链外完成，只将相关的证明上链。它的核心思想是将复杂的智能合约抽象为欺诈证明，并在比特币脚本上执行这些证明。用户可以在资产交易出现问题时发起检举，并通过欺诈证明验证交易的真实性。

目前，BitVM 的实际可行性和技术细节仍存在争议，需要进一步观察和研究。

04 Summary

The above is today’s content. Although everyone is optimistic about the future development of Bitcoin Layer2, the old Bitcoin Layer2 projects are currently in a tepid state. As for new projects, due to the complexity of technology, most of them are in the white paper stage and are still some distance away from being truly implemented.

The article comes from the Internet:Bitcoin's popular second layer inventory (Part 1): Sidechain and UTXO+ client verification

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