UTXO 绑定：详解 BTC 智能合约方案 RGB、RGB++ 和 Arch Network

2024年8月15日 11:30

作者：TrustlessLabs；原文链接：https://www.chaincatcher.com/article/2137941

Bitcoin是目前流动性最好且最安全的Blockchain。在铭文爆发后，BTC生态吸引了大量开发者涌入，他们很快关注到了BTC的可编程性问题与扩容问题。通过引入不同的思路，如ZK、DA、侧链、rollup、restaking等方案，BTC生态的繁荣正迎来全新高点，俨然已经成为本轮牛市的主线剧情。

然而，在这些设计中，许多都延续了ETH等智能合约的扩容经验，且必须依赖一个中心化的跨链桥，这是系统的薄弱点。少有方案是基于BTC本身的特点设计的，这与BTC本身的开发者体验并不友好有关。由于一些原因使得它没法像Ethereum一样运行智能合约：

Bitcoin的脚本语言为了安全性而限制了图灵完备性，这使得没法像Ethereum一样执行智能合约。

同时BitcoinBlockchain的存储是针对简单的交易而设计，没有对复杂的智能合约进行优化。

最重要的是Bitcoin没有虚拟机来运行智能合约。

2017年隔离见证(SegWit)的引入增加了Bitcoin的区块大小限制；2021年的Taproot升级使得批量签名验证成为可能，从而更轻松、更快速地处理交易（解锁原子交换、多重签名钱包和有条件付款）。这都使得Bitcoin上的可编程性成为可能。

2022年，开发者CaseyRodarmor提出了他的“OrdinalTheory”，概述了聪的编号方案，可以将图像等任意数据放入Bitcoin交易中，为直接在Bitcoin链上嵌入状态信息和元数据开辟了新的可能性，这对于需要可访问和可验证状态数据的智能合约等应用程序来说，开辟了一条新的思路。

目前，大多数扩展Bitcoin编程性的项目依赖于Bitcoin的二层网络（L2），这使得用户必须信任跨链桥，成为L2获取用户和流动性的一大挑战。此外，Bitcoin目前缺乏原生的虚拟机或可编程性，无法在无需额外信任假设的情况下实现L2与L1的通信。

RGB、RGB++和ArchNetwork都尝试从BTC原生属性出发，增强Bitcoin的可编程性，通过不同的方法提供智能合约和复杂交易的能力：

RGB是一种通过链下客户端验证的智能合约方案，智能合约的状态变化被记录在Bitcoin的UTXO中。虽然具有一定的隐私优势，但使用起来繁琐，且缺乏合约的可组合性，目前发展非常缓慢。

RGB++是在RGB思路下的另一条扩展路线，依然基于UTXO绑定，但通过将链本身作为一个具备共识的客户端验证者，这提供了一种元数据资产跨链的解决方案，并允许其支持任意UTXO结构链的转移。

ArchNetwork为BTC提供了一个原生的智能合约方案，创建了一个ZK虚拟机和对应的验证者节点网络，通过聚合交易将状态变化与资产阶段记录在BTC交易中。

RGB

RGB是BTC社区早期的智能合约扩展思路，其通过UTXO封装的方式记录状态数据，为后续BTC原生扩容提供了重要思路。

除此之外，RGB++还可以扩展到所有图灵完备的UTXO链，不再局限于CKB，从而提升了跨链互操作性和资产流动性。这种多链支持允许RGB++与任何图灵完备的UTXO链结合，增强了系统的灵活性。同时，RGB++通过UTXO同构绑定实现无桥跨链，与传统的跨链桥不同，这种方式避免了“假币”问题，确保了资产的真实性和一致性。

通过影子链进行链上验证，RGB++简化了客户端验证过程。用户只需检查影子链上的相关交易，即可验证RGB++的状态计算是否正确。这种链上验证方式不仅简化了验证过程，还优化了用户体验。由于使用图灵完备的影子链，RGB++避免了RGB复杂的UTXO管理，提供了更加简化和用户友好的体验。

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Arch也使用了Bitcoin的UTXO模型，状态和资产被封装在UTXO中，通过单次使用的概念进行状态转换。智能合约的状态数据被记录为stateUTXO，而原数据资产被记录为AssetUTXO。Arch确保每个UTXO只能被花费一次，从而提供安全的状态管理。

Arch虽然没有创新Blockchain结构，但也需要一个验证节点网络。在每个ArchEpoch期间，系统会根据权益随机选择一个Leader节点，Leader节点负责将收到的信息传播到网络内的所有其他验证者节点。所有zk-proofs都由去中心化的验证节点网络进行验证，确保系统的安全性和抗审查性，并生成签名给Leader节点。一旦交易由所需数量的节点签署，就可以在Bitcoin网络上进行广播。

结论

在BTC可编程性设计方面，RGB、RGB++和ArchNetwork各有特色，但都延续了绑定UTXO的思路，UTXO的仅一次使用的鉴权属性更适合智能合约用于记录状态。

但其劣势也非常明显，即糟糕的用户体验，与BTC一致的确认延迟与低性能，即只扩展了功能，但没有提升性能，这在Arch与RGB中较为明显；而RGB++的设计虽然通过引入更高性能的UTXO链提供了更好的用户体验，但也提出了额外的安全性假设。

随着更多开发者加入BTC社区，我们会见到更多的扩容方案，如op_cat的升级提案也在积极讨论中。切合BTC原生属性的方案是需要重点关注的，UTXO绑定方法是不升级BTC网络的前提下，扩展BTC编程方式的最有效方法，只要能解决好用户体验问题，将是BTC智能合约的巨大进步。

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