技术解构B² Network:为什么BTC layer2需要“模块化”?

2024-02-27 13:37

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来源:链上查看

在以太坊L2领域,模块化已经成为挑战单体链的唯一法宝。 Celestia 发起了DA 战争,Espresso 使用了共享Sequencer 大招,Allayer 则抛出了Rollup AS A Service。

原本由用户和生态驱动的To C运营市场,通过Stack的战略规划,变成了具有无限想象空间的To B市场。我们不禁要问,如果在BTC Layer 2中实现“模块化”会发生什么?

为什么BTC网络更适合模块化? BTC Layer2的哪些组件适合模块化?模块化将为BTC Layer2带来哪些新的商业格局?本文将以@BSquaredNetwork为例进行讨论:

模块化之所以有效,主要是由于区块链公有链架构的可组合性。一条成熟的公链包括:

1)结算层负责资产的转移和交易状态的判定;

2)DA层(Data Availability)负责交易数据的状态变化数据可用性,用于交易验证:

3)执行层负责处理交易的执行逻辑,包括智能合约的调用和执行; 4)共识层负责所有节点在某个版本的交易历史上达成一致性;

5)跨链通信层(互操作层)负责不同区块链网络的消息通信和状态管理。

上述区块链各组成部分分工明确,各司其职,构成了区块链的可信、去中心化的特性。

以太坊该网络是一个智能合约网络,可以存储和验证历史状态。上面各层组件的功能都可以完成。然而,一些组件由于性能或容量限制而面临扩展问题,需要外包。而BTC网络是一个无状态的非智能合约网络。 UTXO模型是一种极简的资产转移和结算技术架构。除了结算功能外,其他执行层、DA层、共识层、跨链互操作层等都适合“模块化”封装组成。

以太坊通过内置的复杂功能层支持广泛的应用,而比特币仅通过极简的UTXO架构来支持其支付功能,更复杂的功能只能依靠外部模块化扩展。毫无疑问,BTC比以太坊更需要“模块化”。

那么,如果BTC Layer2(非UTXO结构)想要实现复杂的交易执行逻辑,如何将核心DA层、执行层、结算层组件模块化呢?为了适应BTC主网的特点,需要做出哪些调整?接下来我就围绕@BSquaredNetwork的解决方案给大家进行详细的技术分析:

1)DA层:BTC主网只能依靠Taproot Script中有限的空间进行存储,主网全节点无法对存储的数据进行复杂的状态验证。

为此,B Network 模块化构建了独立的DA 层,包括: 去中心化存储+ B 节点:

存储部分需要存储本地所有历史交易记录数据,为全节点验证数据提供权威、不可篡改的可信数据源,相当于以太系统的Calldata和Blob;节点部分负责处理Rollup数据,相当于以太坊L2的Procer系统会对这些数据进行Prove验证,以确认其交易数据和状态转换的正确性。

通过这两部分的配合,B Network实现了一个可以高效存储数据并实现计算+验证的DA网络,可以弥补BTC主网DA能力的不足。有趣的是,在充分验证了该架构的可行性后,B Network 将其升级为B Hub,相当于将DA 层作为模块化服务解决方案提供给其他需要DA 层的BTC Layer 2。

为什么其他layer2平台选择B Hub而不是直接使用IPFS存储解决方案或Celestia的DA外包服务?这主要得益于B针对比特币主网特点进行的特殊设计升级。例如:为了节省主网有限的空间,DA层会将Prover系统的数据验证结果压缩成电路,并生成Commitment承诺。

2)执行层:BTC主网所做的“执行”只是有条件的资产转移。 Layer2平台往往需要构建一个可以执行复杂合约逻辑的本地执行层来对其进行补充。

针对这一点,B Network 采用ZK-Rollup 作为执行层,通过零知识证明来处理链下数据和通信交互一致性。在此过程中,Sequencer收集并批量处理交易,然后通过ZKEVM系统生成各种证明,最后将数据聚合汇总到DA层。

B Network采用ZK作为核心技术来处理本地数据和交易状态的一致性。也可以看作是一个模块化的共享Sequencer执行层解决方案。毕竟,ZK 在连接多个主体之间的通信以及授予隐私信用方面具有独特性。

3)结算层:如果是UTXO结构,BTC主网可以基于轻节点+Schnorr签名+MAST等框架,通过状态通道+一次性封印等方式实现资产安全状态变化。是非UTXO结构,只能依赖本地共识。多重签名主体来与主网进行资产结算。这实际上是假设单靠多重签名并不能有效保证资产100%的安全。如果多重签名主体作恶怎么办?

因此,B Network的结算层设计包括两部分:BTC主网条件解锁+B Hub本地挑战:

为了保证第二层本地共识,减少作恶的可能性,BHub部分设计了基于BitVM技术的挑战机制,允许本地节点基于历史数据碎片挑战主网上的Commi。

tment承诺发起挑战:

1、B² Network的DA层会把最终数据变更状态,压缩成Commitment承诺,并以铭文形式上传到比特币主网。这里引入了铭文的创新输入数据机制,相当于把历史状态数据公告到BTC主网来当挑战的公正裁判。B² Nodes节点会有一个公共的去中心化indexer系统来解析并记录主网数据状态,让其他节点可以基于其本地数据记录对该提交到主网上数据进行差异挑战。

2、由于Inscribe后的铭文数据无法篡改,layer2本地下的indexer数据又很透明,一旦挑战者提交的挑战数据片段和已有的历史Commitment承诺结果不一致,全节点虽然无法直接验证承诺内容,但这种不一致性就可以触发主网结算状态确认,对伪造的承诺提供方进行Slash惩罚(其UTXO中锁定的BTC会转移给挑战者)。

在我看来,B² Network这套基于BitVM的Commitment承诺+挑战机制相当于一种有效的“结算层”安全共识补充方案,可以成为一种有效的模块化挑战方案,来补全layer2链在资产结算上不足的安全共识。毕竟单纯靠在主网搭建轻节点和多签名可能会存在节点作恶问题,若形成一套有效的作恶问责机制,问题不就迎刃而解了?

以上。

这两天围绕BTC layer2的标准之争又开始了,无论是东方力量在BTC layer2的百花齐放,还是西方主流试图在共识层塑造标准,到底都只是BTC layer2市场发展进程中的片段。

在我看来,BTC layer2当下最大的魅力全因其无限包容性给足了市场想象空间,还远没到树标准的时候。

反倒,BTC索引的去中心化问题,BTC DA层能力缺失问题,BTC结算层的挑战安全机制,BTC主流UTXO结构扩容方案发展缓慢问题等等,都是亟待解决的问题。

关键是,这些问题一旦被有效解决并进行模块化封装,其大概率会成为全生态的共同需要。换言之,解决问题并模块化商业输出,不就是在制定“标准”吗?

Note:本文解读以非UTXO结构 BTC layer2市场为中心,UTXO结构存在的问题以及发展的思路还不太一样,以后有机会再做详解。