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区块链/等级 V · 分层扩展/5.2 其他扩展层/课程 1

比特币缺少什么,又该信任谁来补足

去除了管理员的账本,以及其上每一层的信任模型

材料带有交易关系图可视化的区块浏览器比特币白皮书(2008年)Taproot 的 BIP-341 文档一个包含以下列的电子表格:协议、托管人、退出触发条件、串通风险

好奇

  1. 为什么比特币没有与代币“授权”(approval)相对应的机制?
  2. 当一种脚本语言的表达能力强到足以编译任何程序时,它会失去什么?
  3. 如果没有一个掌握密钥或制定规则的中心方,市场如何能够存在?

探索

    部分 I比特币已经消除了什么,又缺乏什么

  1. 比特币去除了管理员。它没有管理密钥,没有代币授权,也没有可升级合约。发行量上限为2100万枚,按既定时间表可以预测,区块补贴每210,000个区块减半。规则只能通过数千个独立节点之间的广泛共识来改变。这种设计杜绝了其他系统中存在的一类攻击:既然没有可窃取的密钥,也没有可升级的合约,管理员就无从利用,公司也无从夺取。
  2. UTXO模型使每一笔支出都是明确的。一笔交易会消耗特定的先前输出,并创建新的输出。不存在可供合约日后扣款的账户余额。这种结构能防止“盗币”(drainer)类授权,即用户签署一项宽泛的许可,允许另一方日后转走无限量的资金。在默认签名类型(SIGHASH_ALL)下,签名会锁定这些确切的输入和输出;其他签名模式可能让输出保持开放,诈骗者曾利用过这一点。只要用户不签署下一笔交易,资金就不会移动。
  3. 比特币缺少的是表达能力和速度。脚本被刻意限制,无法执行任意计算,也无法无限循环。区块大约每十分钟产生一个,这意味着与几秒钟就出块的链相比,结算速度较慢。基础层协议本身不原生支持代币或市场。这些限制是有意为之的权衡:限制脚本的能力可以防止漏洞演变为破坏共识的攻击,而较慢的出块速度则让去中心化的全节点网络能够进行稳健的验证。
  4. 设计上的问题在于:如何在引入市场的同时,不重新带回比特币所避免的那些弱点。加入复杂的脚本语言会招致智能合约漏洞;加快出块往往需要中心化或许可制验证者来维持最终性;引入原生代币可能为增发或操纵带来新的攻击面。任何扩展都必须保持这一特性:没有任何单一实体能够控制资产的发行或规则,即使这意味着要接受更慢的结算或更高的手续费。
  5. 二层网络(L2)方案和元协议试图弥合这一差距。它们在将安全性锚定于比特币共识的同时,增加了快速支付或代币发行等功能。然而,这些层引入了新的信任模型:有的依赖签名者联盟,有的依赖乐观验证博弈,其中至少要有一名诚实的运营者对欺诈提出挑战。每种方案都在去中心化与速度的不同方面之间进行取舍。目标并不是把比特币变成通用计算机,而是在不损害使其具备韧性的核心安全模型的前提下,扩展其用途。
  6. 打开区块浏览器,查找任意一笔近期交易,查看其输入和输出。注意每个输入是如何通过交易ID和索引来引用某个特定的先前输出的。现在将其与基于账户的链进行比较——在那里,余额只是全局状态中的数字。两者的区别是结构性的:比特币的模型要求每一次价值转移都是明确的、可审计的,并与特定签名绑定,不给隐藏的管理干预或宽泛的权限留下任何空间。
  7. 部分 II比特币二层网络(L2)及其信任模型

  8. 闪电网络(Lightning Network)通道在不把币转交给托管方的情况下扩展了比特币的支付能力。Joseph Poon 和 Thaddeus Dryja 的白皮书于2015年首次起草,2016年发布最终版本;主网使用始于2018年。每个通道将资金锁定在双方共有的状态中;如果一方作弊,另一方会向比特币网络广播一笔惩罚交易。由于没有第三方持有密钥,这一模型是信任最小化的,但它仍是点对点的。它解决的是支付最终性,而不是共享流动性或做市。
  9. Liquid 由 Blockstream 于2018年推出,是一条联盟侧链。一组固定的“功能节点”(functionaries)负责签署区块,并管理 Liquid 资产与基础层比特币之间的锚定。区块每分钟产生一个,约两分钟即可达成最终结算,并且可以原生发行资产。其代价很明确:用户必须相信功能节点中的绝大多数(锚定采用 11-of-15 多重签名)不会串通盗取存款或暂停赎回。它速度很快,却重新引入了一个受信任的群体。
  10. Stacks 运行自己的链,通过在比特币交易中提交其区块的哈希值来锚定到比特币(转移证明,Proof of Transfer)。其 sBTC 锚定自2024年12月开放存入、自2025年4月开放提取,发行由一组签名者管理的锁定原生比特币作为支撑的代币。这种方式使 Stacks 上可以运行表达能力强的智能合约(使用 Clarity,一种刻意设计为可判定的语言),而比特币则由签名者集合持有,提取需经其中达到门限数量的签名者批准。用户以对签名者集合诚信度和跨链桥持续运营的依赖,换取执行上的灵活性。
  11. BitVM 代表了一种不同的架构选择,目标是在无需软分叉的情况下为比特币带来通用计算。Robin Linus 在2023年提出的方案采用双方之间的乐观验证;BitVM2(2024年)则允许任何人发起挑战。自2026年1月上线的 Citrea 等项目便基于这一模型构建,其中众多参与者中只要有一个诚实者就能阻止欺诈。这种“1-of-n 诚实”模型将信任从多数共识转移到单个保持警觉的挑战者的存在上,但运营者必须锁定或垫付资金,且提款需要等待挑战期结束。
  12. 对比这些模型可以看出截然不同的风险特征。闪电网络无需第三方,但对共享市场的用途有限。Liquid 和 Stacks 依赖联盟或签名者集合,串通是主要威胁。BitVM Rollup 依赖运营者之间相互竞争的诚实性。每种情况下的关键变量都是托管:谁持有底层比特币的私钥,以及如果该主体出现故障、遭到黑客攻击或选择欺诈,会发生什么。
  13. 退出机制决定了真正的信任模型。在闪电网络中,退出意味着在链上关闭通道;如果对方没有响应,资金会在时间锁到期后返还。在 Liquid 或 Stacks 中,退出需要联盟或签名者处理赎回请求;如果他们拖延或拒绝,用户就会被困住。对于 BitVM 桥,退出依赖于至少一名在线的运营者向用户付款;运营者随后的偿付申请需经过挑战期。无论网络看起来多么去中心化,一个不信任第三方就无法退出的用户,都不是真正的自托管。

关键事实

  • 比特币没有管理密钥、代币授权,也没有可升级合约。
  • 总发行量上限为2100万BTC,每210,000个区块后补贴金额减半。
  • UTXO模型使每笔支出都是明确的,并能防止利用宽泛授权的盗币(drainer)攻击。
  • 为防止任意计算漏洞,脚本被刻意限制。
  • 区块大约每十分钟生成一个,优先保障安全性而非速度。
  • 规则只有通过独立节点间的广泛共识才能改变。
  • 闪电网络通道是信任最小化的,但仅限点对点,不适合共享的市场流动性。
  • Liquid(2018年)由功能节点(functionaries)组成的联盟签署区块并管理比特币锚定。
  • Stacks sBTC(2024年12月)由一组掌控底层抵押品的签名者管理。
  • Citrea 等 BitVM Rollup 依赖“1-of-n 诚实”假设,任何一个诚实的运营者都可以对欺诈发起挑战。
  • 联盟侧链以去中心化换取速度,要求用户相信功能节点不会串通。
  • 退出权决定了实际的信任模型;如果赎回由第三方控制,自托管就会打折扣。

练习 九、六、三、一

9收集列出其他区块链平台(如以太坊、Solana)所具备的9项功能或机制。说明每种机制的作用以及由谁来控制它。
6归类按比特币如何满足同样的需求(如果它能满足的话),将这9项归为6组。
3提炼将这6组归纳为比特币缺乏这些功能的3个原因。
1凝结用1句话写出:为了消除对价值转移的管理控制,比特币牺牲了什么。

事实核查

日期、数字及数据均依据下方列出的已发表资料进行核实。

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