比特币十五年的进化：超越原始白皮书的展望

比特币十五年的发展：超越创始白皮书的展望

今天是比特币白皮书发布的十五周年纪念日。在这十五年里发生了许多事情。比特币经历了区块大小战争，一个国家采用了比特币。我们可能即将迎来比特币ETF的批准。如今的比特币与原始白皮书中描述的完全不同。

网络成长了，它变化了，它进化了。从社交层面、经济层面和技术层面来看，它与多年前完全不同。我感觉在这一天，每年人们倾向于关注2008年的比特币。人们对基本设计感到怀旧，没有提及挖矿池、ASIC或二层协议。今年，我想做点不同的事情，而不是对隐私（第10节）或工作量证明（第4节）进行吟咏。

在比特币上的发展超过了一个人轻易掌握的程度。自最初的比特币白皮书发布以来，已经有很多白皮书问世。那么为什么我们每年都只关注这一天的一个原始白皮书呢？仅在过去的一年里，过去十五年中，已经发布了五个重要的白皮书，这些白皮书完全可以改变人们与比特币的互动方式。

比特币本身只是继续以目前的形式存在，这是一个重大而世界性的成就，但这还不足以创造出许多人想要看到的世界。比特币目前尚无法满足按照目前的方式为整个世界提供服务所需的规模和功能。还有很多工作要做，很多问题需要解决，还有很多白皮书需要撰写。让我们来看看过去一年中一些重要的论文，试图解决比特币的一些突出问题。

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BitVM

在2023年10月9日发布的BitVM完全打破了人们对比特币能力的认知。Zerosync的Robin Linus发表了一篇论文，描述了一种离链方案，用于使用任意计算来确保对比特币的有条件转移。Robin提案的核心价值在于它不需要对比特币协议进行任何改动。

这个想法可行有两个新颖的见解。首先，使用现有的比特币脚本可以创建一个NAND逻辑门，以一种验证堆栈上的NAND操作是否正确的方式。例如，如果用户将0和1作为输入提供给脚本，如果他们提供的输出不是1，脚本会执行失败，因为NAND操作是无效的。

第二个见解是哈希锁可以用于以不可撤销的方式承诺用户要提供给计算的输入。用户通过揭示与1或0对应的一个或两个原像来承诺输入位，此后，用户无法更改承诺的输入，因为向任何一个逻辑密钥揭示两个原像将使对方能够提交罚金交易并领取所有资金。

从这一点开始，只是在离链上运行计算，如果一方试图撒谎或隐瞒输出，另一方可以简单地在链上进行挑战。在此之后，挑战方要么在锁定时间之后申领资金，要么在另一方试图作弊时揭示两个原像。这种设计允许通过激励离链计算来确保比特币的安全，并保证最终正确地在链上解决问题，即使可能需要一系列长时间的交易来将不诚实用户逼到只能揭示两个原像受罚或放弃并允许其他用户在锁定时间之后申领资金。

BitVM完全改变了比特币的可编程程度，而无需对比特币协议本身进行任何更改。

Timeout Trees

2023年9月8日，John Law在Lightning-dev邮件列表中发布了他的论文”Scaling Lightning With Simple Covenants“。在论文中，他提出了一个称为Timeout Tree的概念，以解决为普通闪电网络用户扩展通道的创建和关闭问题。闪电网络最著名的扩展限制之一是在任何给定区块中可以开启或关闭通道的用户数量。这对于长期将用户引入网络提出了巨大的挑战。一旦某人拥有闪电通道，可以在离链上尽情使用，但每十分钟只有有限的区块空间可供新用户开启通道。

即使最初的闪电网络白皮书计算出，如果地球上的70亿人每年只打开两个通道，比特币将需要133兆字节的区块才能将整个世界接入闪电网络。这不是未知的或最近发现的限制，它一直是已知的。超时树提供了一个替代方案来增加区块大小。

基本概念是一个LSP可以利用CHECKTEMPLATEVERIFY(CTV)以单个UTXO为一组用户批量打开通道，但有一个限制。所有通道都有过期时间，如果它们在过期后没有被单方关闭（或者至少资金交易实际在链上确认，而不是由CTV保留的），LSP可以清空所有通道中的资金。这样可以实现非常高效的通道开启方式，可能使用一个单个UTXO打开数千个通道，并且在协作情况下，使用闪电网络简单地将资金从即将过期的超时树路由到一个新的超时树，然后让LSP在过期后清空旧的超时树。

超时树是一个极其简单的想法，可以灵活地克服闪电网络最大的已知限制。

Ark

Ark是另一个第二层提案，于2023年5月22日由Burak Keceli发布。Ark提供了一种全新的第二层设计方案，试图解决闪电网络的一些限制。它在概念上与通道工厂非常相似，但关键区别在于使用方式。通道工厂托管一个常规的闪电通道，可以反复用于发送和接收，而Ark工厂允许用户控制一个只能一次性发送的离线UTXO，就像一张现金纸币。用户通过将其离线UTXO原子地与新的Ark的创建相链接来花费离线UTXO，以转移该UTXO。定期创建新的Ark以允许用户按照轮转方案从旧Ark转移币到新Ark。

这是通过使用称为ATLC的东西来实现的。在转移方案中，Ark服务提供商（ASP，类似于LSP）提供流动性来促进转移。当使用现有的Ark离线UTXO支付给ASP作为向接收者提供流动性的补偿时，使用来自接收者获得资金的新Ark的输入来签署该交易。这确保如果接收者获得资金的新Ark从未确认，ASP无法取走发送者的资金。

Ark是一个类似现金的系统，不需要特定用户提前具备接收能力才能花费资金，但因此它比传统LSP具有更高的流动性成本。然而，对于服务提供商来说，这可能值得付出更高的开销，以提供更类似现金的用户体验。

ZeroSync

于2023年5月12日，Robin Linus在bitcoin-dev邮件列表上发布了Zerosync提案。该方案是一种完全基于应用端的零知识证明系统，用于引导Bitcoin节点。Zerosync由三个单独的证明组成，它有潜力在不必实际下载和处理整个历史区块链的情况下，实现对新的Bitcoin节点的无需信任的引导。

这三个证明中的第一个证明涵盖了区块链中区块头的有效性，提供了关于每个区块头的难度要求成功满足的简明证明，其大小大约为几千字节。第二个证明通过使用Utreexo，验证了每个区块高度上的UTXO集，该提案可以让节点在不拥有完整UTXO集的情况下验证区块。最后，最终的证明将提供确保区块链中所有历史签名和其他见证数据的有效性的保证。

这三个证明的结合将使节点能够仅下载当前的UTXO集合，此外还有一个大小最多几千字节的小证明，并立即拥有一个完全无需信任且可验证的节点在运行。当与比特币进行交互时，这将彻底改变用户完全验证系统的成本。

Civ Kit

2023年5月1日，安托万·里亚德（Antoine Riard）在Bitcoin-dev邮件列表上发布了与尼古拉斯·格雷戈里（Nicholas Gregory）和雷·尤西夫（Ray Youssef）合作撰写的Civ.Kit：一种点对点电子市场系统白皮书。Civ Kit提出了一个建立在Nostr协议之上的用于交易从法定货币到比特币以及商品和服务的去中心化市场。由于对Nostr的依赖以及该协议的工作方式，Civ.Kit的每个用户本质上都拥有一个身份密钥，用于授权在市场上发布的信息，以及成为声誉系统的一部分。结合在区块链上被锁定的资金作为保证金，市场委员会运营者可以制定保证金要求政策，以允许用户发布订单。

凭借声誉系统的基础、弹性传播和通讯机制以及比特币本身作为交易的押金合约基础，Civ.Kit有潜力成为一个使用比特币作为交换手段促进点对点经济活动的强大协议。对于比特币长期成功的最重要基石之一是其在循环经济中的使用作为交换手段。如果缺乏这种点对点货币化，它可能面临监管捕获的陷阱。Civ.Kit可以成为防止这种结果的框架和基础。

展望未来十五年

这甚至还不是今年发布的所有提案；还有一些漂浮在外的甚至不是正式的白皮书。但这只是过去一年中比特币生态系统取得的巨大进展的一个小品味。还有发生在之前的那一年的所有事情。再加上之前的年份。更不用说再回到前面的十四年。

人们喜欢谈论比特币不会去任何地方，没有任何有趣的事情发生，或者没有技术发展而是一种停滞和濒临死亡的货币。经历了仅仅过去一年中的一些重大提案之后，你觉得比特币会像一个停滞不前和濒临死亡的项目吗？我们应该放弃、打包回家吗？经过十五年的时间，众多人的辛勤工作以及继续改进和扩展该项目的许多可能途径，你觉得它已经死了吗？

对我来说并非如此。

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