《比特币层级：无信任金融时代的挂毯》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Kyle Ellicott，Yan Ma，Darius Tan，Melody He 不断发展的比特币议题自 2009 年 1 月比特币诞生以来，它的作用和潜力已经发生了显着的变化。许多人最初认为比特币是通胀对冲、价值存储以及金融体系民主化的希望灯塔。它在塑造去中心化应用程序 (dApps) 的未来方面的作用最近才成为焦点。到 2023 年，即发布近 14 年后，这种演变变得显而易见，因为以太坊在应用程序方面取得了越来越大的成功，比特币作为一种资产在以太坊上不断发展，占据了主导地位，开发人员在比特币核心网络之上引入了众多基础设施“层”（Layer-1 或 L1）。 ）。这些比特币层增强了可扩展性和可编程性，利用比特币的稳定性和安全性，同时利用其超过 850B+ 的价值并在不改变 L1 的情况下增加非生产性资本。我们现在看到比特币各层的显着进步，使它们能够对 BTC 资产起作用并继承比特币的重组安全性和最终性，同时克服其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程序的基石。 尽管取得了这些进展，许多必要的基础设施仍处于开发和实验阶段。这次旅程并非没有先例。2017年，早期的NFT和代币项目充斥以太坊网络，导致交易缓慢、交易费用高昂。这重新激发了开发人员社区构建更强大基础设施的雄心，为网络提供必要的可扩展性和灵活性，以支持甚至一小部分潜在应用程序的需求。以太坊社区对多种方法进行了辩论和实验，最终决定采用分层方法来提高性能和可扩展性，从而形成了利用良好的以太坊（第 2 层或 L2），锁定总价值达数十亿美元（TVL）。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。 与以太坊类似，随着序数的引入和向“基于比特币构建”的转变，比特币经历了一个关键时刻。近六年后，比特币最近也经历了类似的时刻，这要归功于序数的发布（基于序数理论和在比特币链上刻录数据的能力）以及“基于比特币构建”的新文化转变。这一转变引发了比特币 L1 之上的基础设施和扩展层的发展革命。我们现在不仅看到新的协议和代币标准（BRC-20 等），还看到新的比特币 L2 的开发，这些 L2 已经开始解锁比特币经济，并让我们一睹解锁 $850B+ 休眠状态的潜力。资本和业界迄今为止最稳定和经过考验的技术。因此，比特币理论正在被重新定义：比特币不再只是一种价值存储或资产，而是正在成为其自身不断扩张的经济中的基本基础设施。与以太坊的增长轨迹相似，比特币生态系统可能会经历病毒式使用案例推动的用户采用激增，从而启动飞轮。反过来，这将吸引更多的开发者并增加生态系统的应用程序 TVL。考虑到比特币 $850B 的市值约为以太坊 $270B 的 3.1 倍，而其应用 TVL 目前仅是以太坊 $76B 的一小部分，约为 3.2 亿美元，这种情况为比特币生态系统提供了潜在的 740 倍增长机会在应用程序方面达到与以太坊相似的成熟度，这还不包括生态系统获得动力后额外的流动性流入。 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采用大写比特币的标准，并使用 BTC 作为代币或数字资产。

• 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，比特币网络就上线了。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。
• 比特币这种数字资产传统上被认为是一种价值存储工具，是针对动荡的全球金融市场的通胀对冲工具。它的创建首次提供了一种数字化、无需许可、抗审查且稀缺的全球资产。它仍然是顶级的加密资产，市值超过 850B 美元，在 2021 年 11 月达到峰值时达到 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，几乎没有其他效用或能力。超越这一点而无需进一步发展。

比特币层提供了这个问题的解决方案。BTC，即资产，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。比特币不具有灵活的可编程性 ，因为它不提供智能合约，这阻碍了其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。

解决这些特征需要理解区块链三难困境。将其应用于比特币的 L1 揭示了一个去中心化 (a) 和安全 (b) 的网络，但缺乏直接的可扩展性 (c)，每秒仅处理约 3 至 7.8 笔交易 (TPS)。这一限制凸显了对替代解决方案或附加层的需求，以补偿网络固有的牺牲。 对可扩展解决方案的紧迫性导致了以太坊网络的早期创建，尽管缺乏比特币的安全性和去中心化性，但通过为 L2（即 Arbitrum、OP 主网等）、子网等应用程序开发提供必要的可扩展性解决方案，实现了显着增长（即 Avalanche 的Evergreen）等。整个行业也进行了类似的权衡，引发了专注于扩展解决方案的开发浪潮，例如分片、嵌套区块链、状态通道、超级网（即Polygon Edge）、应用链，和 L2（或侧链，如某些人喜欢的那样）。 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。这次升级标志着一个关键的变化，它将解锁代码分离到每个比特币交易的专用部分。这减少了交易时间并增加了区块容量，超出了中本聪在2010 年设定的最初 1MB 限制。 SegWit 引入了使用权重单位 (wu)的修订版块大小测量，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：

• 与交易数据相比，见证数据的每 vbyte 计数为 1wu 或每 vbyte 权重的 25%。
• 与见证数据相比，每 vbyte 的交易数据为 4wu，即每 vbyte 权重的四倍。

SegWit 有何不同？资料来源：Cointelegraph 继 SegWit 之后，下一个重大升级于 2021 年 11 月激活，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，通过Merkelized Alternative Script Trees (MAST) 增强了隐私性，并使用Schnorr实现了更高效的密钥签名。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。

• 由 Taproot 提供支持的Taro是一项提议的协议，用于在比特币 L1 和闪电网络上发行、发送和接收资产，该协议于 2023 年 10 月启动了其主网 alpha 发布。
• Schnorr签名通过引入将多个公钥和签名组合为一个的能力来解锁密钥聚合。简而言之，组合多个签名进行验证而不是单独聚合可以提供更高的交易效率。
• MAST隐藏与交易相关的任何预设条件。未使用的结果不会在链上发布，从而增加了隐私并压缩了交易规模，从而减少了数据使用。
• P2TR添加了一种使用 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，直到 2022 年，比特币的开发活动经历了一段停滞期。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，而关注较少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 的出现，比特币的发展格局发生了重大转变。Ordinals能够创建不可变的链上数字工件，不仅重振了比特币开发者社区，而且预计到 2025 年将发展成为一个规模高达 4.5B 美元的市场。越来越多的开发者正在超越他们对以太坊的唯一关注。这些开发人员正在不断扩大他们的范围，以纳入比特币 L2 的框架。这一关键发展标志着比特币生态系统内参与和创新的复苏，为增长和技术进步的新时代奠定了基础。 比特币每月活跃开发者。来源：电力资本 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。 由于序数，比特币平均交易费于 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加大，表现为交易成本更高，并对可承受性和实用性提出了挑战。当用户面临相对于交易金额不成比例的高额费用时，这种趋势尤其明显。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，从而显着降低其经济可行性。这种场景延伸到闪电网络通道，由于成本过高，关闭具有相似交易价值的通道变得不切实际。如果交易费用达到高达 1,000 sats/vB 的过高水平，网络将面临进一步复杂化的风险。这种情况凸显了比特币生态系统中迫切需要可扩展的解决方案，以适应不断增长的需求，同时保持交易可行性。 序数现象虽然重新点燃了开发者对比特币的兴趣，但也放大了这些限制。值得注意的是，Ordinals 缺乏对完全表达的智能合约的支持，这使得开发人员的注意力转向了其他平台。这强调了比特币生态系统内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 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开发的早期阶段，但有望实现显着增长。目前，比特币 L2 并未表现出与以太坊等已建立的替代 L1 网络和 Polygon 等 L2 网络的扩展解决方案相同的成熟度。这些网络自 2017 年以来受益于广泛的开发工作，为其平台配备了先进的工具（即 Starknet、ZKSync 等）和功能，这反映在其 TVL 数据中，约为其市值的 9.0% 至 12.5%。人们期望，随着时间的推移，通过持续创新，比特币的 L2 解决方案将达到类似的发展水平，从而解锁可比的或更大的 L2 经济。据估计，在可预见的未来，比特币 L2 将管理所有 BTC 交易的很大一部分，可能会处理所有 BTC 交易的 25% 以上，与比特币 L1 的使用相比，其目前的最小份额显着增加。 联系我们如果您正在建设或参与该行业，我们很乐意听到您的反馈并与您联系！如果您的项目未在报告或所包含的市场地图中提及，但希望包含在未来的版本中，请与我们任何人联系；Twitter/X DM 和电子邮件已开放。 作者注（2024 年 2 月 8 日）：比特币 L1 基础设施的一些最新发展旨在模拟智能合约功能，而无需建立专用的智能合约层。递归铭文 (BRC-4​​20) 和 OrdiFi 等创新，以及通过软分叉恢复“OP_CAT”功能的讨论，体现了绕过传统智能合约，促进类似于 DeFi 的复杂交易的努力。 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见证了智能合约集成的出现，并期望进一步扩展。 为了突出这些进步，BRC-4​​20 背后的团队最近推出了Merlin Chain，这是一种比特币原生 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。