UTXO 綁定：詳解 BTC 智能合約方案 RGB、RGB++ 和 Arch Network
作者：TrustlessLabs；原文鏈接：https://www.chaincatcher.com/article/2137941
Bitcoin是目前流動性最好且最安全的Blockchain。在銘文爆發(fā)后，BTC生態(tài)吸引了大量開發(fā)者涌入，他們很快關(guān)注到了BTC的可編程性問題與擴容問題。通過引入不同的思路，如ZK、DA、側(cè)鏈、rollup、restaking等方案，BTC生態(tài)的繁榮正迎來全新高點，儼然已經(jīng)成為本輪牛市的主線劇情。
然而，在這些設(shè)計中，許多都延續(xù)了ETH等智能合約的擴容經(jīng)驗，且必須依賴一個中心化的跨鏈橋，這是系統(tǒng)的薄弱點。少有方案是基于BTC本身的特點設(shè)計的，這與BTC本身的開發(fā)者體驗并不友好有關(guān)。由于一些原因使得它沒法像Ethereum一樣運行智能合約：
Bitcoin的腳本語言為了安全性而限制了圖靈完備性，這使得沒法像Ethereum一樣執(zhí)行智能合約。
同時BitcoinBlockchain的存儲是針對簡單的交易而設(shè)計，沒有對復雜的智能合約進行優(yōu)化。
最重要的是Bitcoin沒有虛擬機來運行智能合約。
2017年隔離見證(SegWit)的引入增加了Bitcoin的區(qū)塊大小限制；2021年的Taproot升級使得批量簽名驗證成為可能，從而更輕松、更快速地處理交易（解鎖原子交換、多重簽名錢包和有條件付款）。這都使得Bitcoin上的可編程性成為可能。
2022年，開發(fā)者CaseyRodarmor提出了他的“OrdinalTheory”，概述了聰?shù)木幪柗桨福梢詫D像等任意數(shù)據(jù)放入Bitcoin交易中，為直接在Bitcoin鏈上嵌入狀態(tài)信息和元數(shù)據(jù)開辟了新的可能性，這對于需要可訪問和可驗證狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能合約等應用程序來說，開辟了一條新的思路。
目前，大多數(shù)擴展Bitcoin編程性的項目依賴于Bitcoin的二層網(wǎng)絡（L2），這使得用戶必須信任跨鏈橋，成為L2獲取用戶和流動性的一大挑戰(zhàn)。此外，Bitcoin目前缺乏原生的虛擬機或可編程性，無法在無需額外信任假設(shè)的情況下實現(xiàn)L2與L1的通信。
RGB、RGB++和ArchNetwork都嘗試從BTC原生屬性出發(fā)，增強Bitcoin的可編程性，通過不同的方法提供智能合約和復雜交易的能力：
RGB是一種通過鏈下客戶端驗證的智能合約方案，智能合約的狀態(tài)變化被記錄在Bitcoin的UTXO中。雖然具有一定的隱私優(yōu)勢，但使用起來繁瑣，且缺乏合約的可組合性，目前發(fā)展非常緩慢。
RGB++是在RGB思路下的另一條擴展路線，依然基于UTXO綁定，但通過將鏈本身作為一個具備共識的客戶端驗證者，這提供了一種元數(shù)據(jù)資產(chǎn)跨鏈的解決方案，并允許其支持任意UTXO結(jié)構(gòu)鏈的轉(zhuǎn)移。
ArchNetwork為BTC提供了一個原生的智能合約方案，創(chuàng)建了一個ZK虛擬機和對應的驗證者Node網(wǎng)絡，通過聚合交易將狀態(tài)變化與資產(chǎn)階段記錄在BTC交易中。
RGB
RGB是BTC社區(qū)早期的智能合約擴展思路，其通過UTXO封裝的方式記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)BTC原生擴容提供了重要思路。
除此之外，RGB++還可以擴展到所有圖靈完備的UTXO鏈，不再局限于CKB，從而提升了跨鏈互操作性和資產(chǎn)流動性。這種多鏈支持允許RGB++與任何圖靈完備的UTXO鏈結(jié)合，增強了系統(tǒng)的靈活性。同時，RGB++通過UTXO同構(gòu)綁定實現(xiàn)無橋跨鏈，與傳統(tǒng)的跨鏈橋不同，這種方式避免了“假幣”問題，確保了資產(chǎn)的真實性和一致性。
通過影子鏈進行鏈上驗證，RGB++簡化了客戶端驗證過程。用戶只需檢查影子鏈上的相關(guān)交易，即可驗證RGB++的狀態(tài)計算是否正確。這種鏈上驗證方式不僅簡化了驗證過程，還優(yōu)化了用戶體驗。由于使用圖靈完備的影子鏈，RGB++避免了RGB復雜的UTXO管理，提供了更加簡化和用戶友好的體驗。
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Arch也使用了Bitcoin的UTXO模型，狀態(tài)和資產(chǎn)被封裝在UTXO中，通過單次使用的概念進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。智能合約的狀態(tài)數(shù)據(jù)被記錄為stateUTXO，而原數(shù)據(jù)資產(chǎn)被記錄為AssetUTXO。Arch確保每個UTXO只能被花費一次，從而提供安全的狀態(tài)管理。
Arch雖然沒有創(chuàng)新Blockchain結(jié)構(gòu)，但也需要一個驗證Node網(wǎng)絡。在每個ArchEpoch期間，系統(tǒng)會根據(jù)權(quán)益隨機選擇一個LeaderNode，LeaderNode負責將收到的信息傳播到網(wǎng)絡內(nèi)的所有其他驗證者Node。所有zk-proofs都由Decentralization的驗證Node網(wǎng)絡進行驗證，確保系統(tǒng)的安全性和抗審查性，并生成簽名給LeaderNode。一旦交易由所需數(shù)量的Node簽署，就可以在Bitcoin網(wǎng)絡上進行廣播。
結(jié)論
在BTC可編程性設(shè)計方面，RGB、RGB++和ArchNetwork各有特色，但都延續(xù)了綁定UTXO的思路，UTXO的僅一次使用的鑒權(quán)屬性更適合智能合約用于記錄狀態(tài)。
但其劣勢也非常明顯，即糟糕的用戶體驗，與BTC一致的確認延遲與低性能，即只擴展了功能，但沒有提升性能，這在Arch與RGB中較為明顯；而RGB++的設(shè)計雖然通過引入更高性能的UTXO鏈提供了更好的用戶體驗，但也提出了額外的安全性假設(shè)。
隨著更多開發(fā)者加入BTC社區(qū)，我們會見到更多的擴容方案，如op_cat的升級提案也在積極討論中。切合BTC原生屬性的方案是需要重點關(guān)注的，UTXO綁定方法是不升級BTC網(wǎng)絡的前提下，擴展BTC編程方式的最有效方法，只要能解決好用戶體驗問題，將是BTC智能合約的巨大進步。