最終 BTC L2 會成為 BTC 生態中 DeFi 的最佳解決方案。
作者：IOSG Ventures
原用標題：BOB：BTC 與 ETH 強強聯手下的 Hybrid L2 #248
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摘要
BOB 屬於一種全新的 L2 類型：Hybrid L2。 BOB 由 BTC L1 這個最安全的 L1 來確保安全，並用此安全性創建去信任化的橋樑，以此連接 BTC、ETH 和其他 L1 區塊鏈。 因此 Hybrid L2 不依賴第三方橋接工具實現互操作性，同時解決了分散的 BTC 多鏈流動性問題。
1. 引言
BTC 作為去中心化、透明且具有抗審查性的支付系統而被創建。 十年後，智慧合約鏈推動了 DeFi 應用及其他創新產品的創建，例如 NFT、代幣化社交媒體和遊戲，以及 DAOs 和其他去信任的治理結構。 在此現況下，儘管 BTC L1 仍然是全球加密貨幣採用的核心，但在創新和開發者活動方面，它的表現已經落後。
儘管 BTC L1 發展緩慢且缺乏靈活性，但它在市值、交易量和活躍用戶數量上仍然比所有其他加密貨幣加起來都要大。 截止至 2024 年 10 月，BTC 在全球擁有 3 億使用者，1 萬億美元市值，以及無可匹敵的品牌認知度與統治力。 然而 BTC L1 的 DeFi 活動量卻是所有加密貨幣中最低的：乙太坊的 DeFi TVL 與市值比為 30%，而 BTC 的 DeFi TVL 佔比僅為 0.1%，相差 300 倍。
在過去的幾年裡，有很多人嘗試在 BTC L1 上通過協定變更和分叉，從而引入智慧合約和 DeFi ，但這些嘗試都失敗了。 BTC L1 反對任何可能大幅改變它的功能或者增加複雜性的協議升級。 因此，BTC L1 在未來的很長一段時間里不會具備像乙太坊那樣的原生可程式設計性，最終 BTC L2 會成為 BTC 生態中 DeFi 的最佳解決方案。
1.1 Hybrid L2
Hybrid L2 是一種 BTC L2 解決方案，旨在解決 BTC L1 上擴展 DeFi 的主要挑戰。 這種 L2 往往具備了三個關鍵屬性：
- BTC L1 安全性：通過 BitVM2 在 BTC L1 上使用 OP 驗證和錯誤證明。
- 去信任化的 BTC 橋接：使用改進版的 BitVM 橋接設計，只要 BTC L1 是安全的，並且網路中有至少一個誠實節點能夠執行鏈上爭議，使用者即可以存取 BTC。 這種新安全模型被稱為「存在即可信」（1-of-n），因其依賴最小化的假設，安全性上比現有的 BTC 多簽橋要優越得多。
- 去信任化的乙太坊橋接：BOB 使用 BTC L1 安全性，結合 L1/L2 的乙太坊 OP rollups 的橋接設計，將乙太坊的 L2 提款作為 L1 智慧合約的一部分編碼，確保 L2 提款的正確性。 該設計可以擴展到大多數擁有智慧合約的 L1 鏈上。
作為第一個 Hybrid L2，BOB 提供了一個實用的無信任跨鏈互操作性的解決方案：首先，BTC L1 作為最安全的去中心化網路，可以同時保護 L2 和所有跨鏈橋。 在此之上，BOB 進一步解決了跨鏈 BTC 流動性分散的問題 – 使用者通過 BOB 網路，可以利用原生 BTC 流動性和 BTC L1 安全的取款機制，在各種鏈上存入資產。 最終，BOB 通過向 BTC L1 支付費用維護 BTC L1 的安全性和可持續性。
2. BTC L2 的現狀：福禍並存
BTC L2 有潛力為 BTC L1 帶來創新，並同時保持其核心原則不變。 它可以解鎖 DeFi 用例的前景，在不需要依賴中心化的交易所的前提下為交易、借貸和質押賦能。 這對於解鎖 BTC 的萬億美元市場來說是一個巨大機會。 目前，數十條鏈已經聲稱自己是 “BTC L2”。
然而，構建 BTC L2 是一項艱難的任務，之前的嘗試都未能達到乙太坊的成功程度。 我們認為要成功推出 BTC L2 面臨以下三大挑戰：
- BTC 安全和去信任的 BTC 橋接：這是將 BTC L2 與其他所有鏈區分開來的關鍵特性。 BTC L1 的安全性可以使用戶在不依賴第三方的情況下存入與取出 BTC。 迄今為止，幾乎所有的 BTC 橋都依賴於多重簽名。 而 BOB 是歷史上首次有通過 BitVM2 實現這一藍圖的團隊。
- 打造有競爭力的生態系統：L2 隻有在其 dApp 生態系統成功時才能成功。 創建成功產品的關鍵是提供最好的開發工具和 DeFi 基礎設施，如錢包、機構託管和預言機。 這意味 L2 團隊要跟上發展速度，比如 ms 級的交易速度和抽象化的 gas 費用。 如果不能提供一個有競爭力的開發者環境，BTC L1 應用程式將很難與乙太坊及其他網路的競爭者競爭。
- 引入藍籌流動性（冷啟動問題）：在 DeFi 生態系統中，引入穩定幣、法幣入金/出金通道、以及連接其他網路的橋樑是至關重要的。 對於開發者來說，網路效應是新產品成功的決定性因素，所以在孤立鏈上開發項目帶來了重大的挑戰。
3. BOB 的背景：橋、輕用戶端和 BitVM
BOB 的創新性主要體現在三大核心技術概念：跨鏈橋接、輕用戶端以及 BitVM。 這些技術共同構成了 BOB 的價值主張，因此我們有必要深入探討這三者。
3.1 輕用戶端
BTC L1 的「簡化支付驗證」（SPV）輕用戶端協定允許節點在不下載完整區塊鏈數據的情況下執行支付驗證。 這種方式只需要輕客戶端通過區塊頭驗證共識終局，並可以根據所選交易進行驗證。
BTC L1 的輕用戶端具有可驗證的安全性，並且能夠被擁有智能合約功能的其他區塊鏈驗證。 例如，Threshold 已經在乙太坊上運行此類輕用戶端多年。 然而，乙太坊並沒有安全的輕用戶端，這是因為乙太坊需要存儲和跟蹤超過一百萬個驗證者的公鑰，增加了系統複雜性。
3.2 跨鏈橋
我們已經證明將資產「橋接」或「包裝」到不同的區塊鏈上的兩種屬性：
a）可以讓兩條鏈同時正確運作;
b）在沒有可信第三方的情況下難以實現。
在實踐中，我們可以通過允許任何網路參與者承擔驗證職責來減少對第三方的依賴。 通過所謂的「輕用戶端橋」，鏈 A 和鏈 B 可以通過彼此的智慧合約驗證各自的共識協定。 當我們將資產 a 存入鏈 A 上的橋時，鏈 B 上的智慧合約會驗證該交易已在鏈 A 上完成共識，然後才會鑄造出包裝的代幣 b（a）。 反之亦然，當我們銷毀鏈 B 上的 b（a）時，我們必須首先驗證該交易已在鏈 A 上達成共識。 這種設計因為輕客戶端的複雜性，目前成功實施案例非常少。
3.3 BitVM
BitVM 是一個在 BTC L1 上以 OP 方式執行仲裁程序的機制。 它的執行發生在鏈下，失敗時則通過鏈上爭議解決。 其兩個主要用例是 BTC L1 的 OP 匯總（類似於 Arbitrum）和去信任化的橋接。 在這兩種情況下，BitVM 允許使用者從 L2 存取 BTC，只要網路中有一個誠實的節點存在，存款便無法被盜。
目前最常使用的 BitVM 版本是 BitVM2。 它的設計摘要如下：
- 將程式壓縮到 SNARK 驗證器，並實現於 BTC L1 腳本中。
- 將驗證器分割為 4MB 以下的子程式塊，以便在 BTC L1 交易中執行。
- BitVM2 操作員在設置期間通過 Taproot 樹提交程式，並預簽名交易。
- 用戶將資金存入 BitVM2（例如橋接存款）。
- 當嘗試從 BitVM2 提取資金時，任何人都可以質疑操作員。
- 如果被質疑，操作員必須揭示所有中間子程序的結果，並展示其最終計算結果。
- 如果操作員作弊，揭示的某些子程序結果將是錯誤的，任何人都可以通過執行特定子程式來證明該操作員作弊。
- 作弊的操作員會被逐出，並且無法再訪問存款。
我們的最新論文裡會有對於 BitVM2 的詳細概述。
4. BOB Hybrid L2
BOB 的 Hybrid L2 的創新設計基於 BTC L1 作為去中心化網路的信任概念，以及其在共識驗證方面的簡潔性。
4.1 BTC L1 安全性
BOB 的 Hybrid L2 將利用 BTC L1 進行結算和安全保障。 目前公認的 BTC L2 理想設計是基於 zk-rollups：所有狀態變化在鏈下進行計算，隨後通過 zk proof 在鏈上得到驗證並被記錄。 然而截至目前，因為在 BTC L1 腳本中實現 zk prover 需要額外的操作碼來避免共識偽造，BTC L1 還無法支援 zk-rollups。 因此，BOB 通過 BitVM2 的 OP 驗證實現的安全性。 該方法生成每次狀態轉換的有效性證明，並與狀態差異一起發佈到 BTC L1。 在與 BitVM2 配對的情況下，任何網路參與者都可以通過故障證明機制發起挑戰，在 7 天內推翻失敗的操作並確保安全性。
這意味著通過 BitVM2，我們可以讓網路中的任何節點參與故障證明機制，從而在發現錯誤時提出挑戰。 該設計使得安全性幾乎等同於 BTC L1 本身：只要網路中有一個節點是在線並且誠實的，就能夠觸發故障證明。
4.2 信任最小化的 BTC L1 橋接
BitVM2 故障證明還使 BOB 能夠創建信任最小化的 BTC L1 橋。 具體來說，這是一種輕用戶端橋接，BTC L1 通過在 BitVM2 中運行的輕用戶端支援 BOB。 這種橋接允許使用者在保證安全的情況下，將 BTC 存入 BOB 網路，並在需要時提取回 BTC L1 網路。 這個新設計依賴於「存在性誠實」（existential honesty）安全模型，僅需要 1-of-n 的誠實假設即可確保正確操作，比現有的多重簽名橋接方案更加嚴格。
在現有的 BTC 橋中，大多數依賴多重簽名方案，並要求大部分簽名者誠實。 然而，在 BitVM2 的設計中，即使所有橋接操作員都不誠實，只要網路中有一個在線參與者，資金就無法被盜取。 這個設計解決了多重簽名方案中的安全隱患，並構成了歷史上最安全的 BTC 橋接方案。
4.3 信任最小化的乙太坊橋接
BOB 的 Hybrid 設計還支援 ETH 和 ERC20 的安全存取，類似於 Optimism 的設計。 當使用者希望從 L2 提取資產到乙太坊時，必須等待 7 天的挑戰期以確保沒有任何故障證明。 這種機制使得乙太坊和 BTC L1 網路的資產橋接在安全性上得到了保障，從而解決了跨鏈橋接的固有風險。
在 BOB 的 Hybrid L2 設計中，ETH 橋智慧合約會等待 BOB 在 BTC L1 網路上完成最終確認，確保所有證明均為正確。 這個功能是橋智慧合約的一部分，能夠驗證 BTC L1 區塊鏈，並通過 BTC L1 輕客戶端實現。 因此，任何將 ETH 和 ERC20 代幣存入 BOB 的使用者，只要 BTC L1 網路安全且有一個在線節點能夠觸發錯誤證明，就可以將這些資產取回乙太坊。
5. 展望：BOB 作為 DeFi 的中心
Hybrid L2 的獨特性將 BOB 推向業內最大的 DeFi 生態系統。 目前 BOB 正在利用 BTC L1 和 ETH 的網路效應，並將在未來擴展到其他鏈。
5.1 通過乙太坊自力更生
對於構建在 BOB 的 dApp，他們可以受益於乙太坊的最佳基礎設施和開發工具，同時引入 DeFi 的核心用戶群體，並與所有交易所和機構玩家建立聯繫。 值得注意的是，幾乎所有乙太坊用戶都擁有 BTC，而大多數 BTC 使用者也使用 ETH DeFi。
5.2 由 BTC L1 推動的增長
隨著時間的推移，通過信任最小化的 BitVM2 橋接，BTC L1 提供的附加安全性和對 BTC 的訪問將解鎖更多未開發的 BTC 流動性池，並允許 dApps 在 BOB 上不僅趕上其乙太坊競爭對手，還可以超越它們。 這種效果會因為 BTC L1 的全球採用和多樣化用戶群體進一步得到增強：反觀 ETH L2 在爭奪相同的用戶基礎，BOB 的 dApp 則可以利用 BTC 超過 3 億的使用者基礎和數千家真實世界的企業。
5.3 BTC L1 作為多鏈 DeFi 中心
BTC L1、ETH 和穩定幣佔據了市場的 90%。 然而，就像現有的銀行一樣，我們相信將來會有數百條鏈專注於不同的應用場景或地理位置。 所有這些鏈都需要安全訪問 BTC L1，它們之間也需要一種交換資產的方式。
當今，中心化交易所發揮了這一作用：它們連接所有鏈，允許使用者存取資產，並將資產兌換到相應的 L1。 然而，中心化交易所在過去也曾引發重大問題，並將繼續如此，直到我們完全過渡到 DeFi。
相反，BOB 的使命是將 BTC L1 作為安全和透明的 DeFi 生態系統的基石。 作為 Hybrid L2，BOB 將通過 BTC 安全地橋接資產到任何能夠驗證 BTC L1 區塊鏈的智慧合約鏈上。 這意味著現代 90% 的 L1 和 L2 鏈，包括 Solana、Tron、Sui、Aptos、Monad、Avalanche、Cosmos、Polkadot 等都可以通過 BOB 安全存入和提取資產。 所有這些都通過 BTC L1 進行信任最小化操作，無需依賴第三方橋接。
使用 BTC L1 作為信任錨來創建一個可互操作的 DeFi 生態系統是 Hybrid L2 設計的核心優勢。 比起將 BTC L1 的流動性分散到幾十條鏈上，BOB 將圍繞 BTC 集中流動性，提供一個真正可行的替代方案，取代中心化的交易所，並將 BTC 置於 DeFi 的中心位置。
6. 結論
BOB Hybrid L2 解決了在 BTC L1 基礎上構建去中心化金融系統時一些最緊迫的挑戰。 它通過創建一個繼承 BTC L1 安全性並保持信任最小化的 BTC 橋接，提供了必要的基礎設施，使廣大用戶能夠無需依賴中心化服務商就能加入 BTC L1。 同時，BOB 通過信任最小化的橋接至乙太坊及其他智慧合約 L1 鏈，防止了 BTC 流動性的碎片化，併為長期存在的跨鏈互操作性問題提供了實用的、基於 BTC L1 安全性的解決方案，使 BTC 成為 DeFi 的核心。
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