作為一種高度去中心化、安全且持久的區塊鏈，比特幣未來可以作為更多鏈上經濟活動的基礎。
作者：Echo，bihelix， Leo，LK Venture
指導：洪蜀寧
本篇文章由 Infinitas 和 LK Venture 聯合出品
引言
雖然大多數人將比特幣與金錢聯繫在一起，但它還有另一個不太為人所知的重要用例——智能合約。 智慧合約是構建比特幣的基礎，最早由尼克·薩博（Nick Szabo）於 1995 年提出。 這是一種計算機協定，旨在執行、驗證或執行合同的談判或執行，本質是合同而不是代碼智慧合約允許在沒有第三方的情況下進行可信交易，可以實現自動信任，自動執行的協定，而不需要中央機構的協助，從而提供比傳統合同更安全和更便捷的方式來執行合同。
在探討比特幣的 RGB 協定及其在智慧合約中的潛在角色之前，值得一提的是，智能合約這一概念本身就存在一些爭議。 乙太坊的聯合創始人 Vitalik Buterin 曾在 2018 年表示，他對於將乙太坊的核心功能稱為『智能合約』這一術語感到後悔。 Buterin 認為，這一術語應該選擇更加技術性和平淡無奇的名稱，如『持久腳本』，以更準確地反映其作為持續執行程序的本質。 這一點反映出即便在區塊鏈領域的先驅者中，對於如何定義和理解智能合約仍存在著不同的觀點。
在本文中，我們將揭開比特幣智能合約的世界，並討論它們如何演變為構建在網路之上的龐大生態系統。
什麼限制了智慧合約的發展？
區塊鏈不可能三角的概念由乙太坊創始人 Vitalik Buterin 提出，它指的是在區塊鏈上無法同時實現以下三個目標：去中心化、安全性和可擴充性。 智慧合約也同樣存在不可能三角：去中心化，可擴展性，圖靈完備性。 比特幣和乙太坊有很多相似之處，但因為存在長期遠景差異和限制，兩者成為兩個不同的區塊鏈網路。
乙太坊長期以來在可擴充性方面難以突破。 乙太坊輸送量低、處理速度慢，這是因為它優先考慮去中心化和安全性，而不是可擴充性（可擴充性三難困境）。 也正因為乙太坊在可擴充性方面存在瓶頸，即使它具有圖靈完備性，仍然難以稱作智慧合約的最終形態。
比特幣如何克服智慧合約的可擴充性難題？
比特幣鏈上可擴充性一直是長久以來的難題，要在比特幣上完成智慧合約方案，要麼在比特幣主鏈上創建，要麼在比特幣分層解決方案上創建。 近年來出現的比特幣鏈上可擴展性的分層解決方案，如 RGB 協定等，使比特幣的智慧合約功能實現快速反覆運算，解決不可能三角的可擴充性限制。
比特幣主鏈上的智能合約
比特幣的腳本語言 Script 過於簡單，這使得複雜的智慧合約很難部署在基礎層上。 自誕生之日起，比特幣就被設計得簡單且相對不需修改，以確保區塊鏈的完整性和持久性。 雖然協議的升級會定期發生，但它們並不意味著徹底改變區塊鏈，而只是在邊緣提供微小的改進。
比特幣的底層仍然具有許多基本的智能合約功能。
- 付費公鑰哈希（P2PKH）
Pay-to-Public-Key-Hash 是用於比特幣交易的常見合約，該腳本創建由公鑰執行的合約，並由相應私鑰創建簽名。
- 多重簽名（Multisig）
多重簽名是一種比特幣位址，需要多方批准交易才能完成，最常用於執行各方之間的協定，其中必須收集預定義數量的簽名才能釋放資金或執行某些其他操作。
- 哈希時間鎖定合約（HTLC）
哈希時間鎖定合約是一種有條件的比特幣交易，具有有時限的意外情況。 這些時間限制是硬編碼的，BTC 僅在特定時間和日期（或區塊）發佈。 如果在預設的截止日期之前未滿足合同中的某些要求，則交易將被取消。
- 謹慎紀錄合約（DLC）
DLC 利用預言機執行無需信任的點對點交易。 這些預言機能夠評估現實世界事件的結果，併為比特幣智慧合約提供鏈上資訊。 當兩個相關方承諾根據未來結果達成貨幣協定時，最常使用 DLC。
- 付費到 Taproot（P2TR）
Pay-to-Taproot 是一個用於發送比特幣的腳本，它引入了 Merkle 樹和 Schnorr 簽名。 這些交易提供更好的安全性、更低的交易費用和更大的靈活性。 這種形式的合同最近是由於 Taproot 升級而實施的。
分層執行的比特幣智慧合約優勢
比特幣層的獨特之處在於它們可以向網路引入新功能，而無需對主鏈進行任何修改。 無需更改比特幣代碼，即可引入創新和其他實驗性開發，這樣，比特幣的核心就可以始終保持簡單，並且不受其上構建的內容的影響。
所有比特幣層交易最終都在比特幣基礎層上結算，這意味著每筆交易的歷史都將被寫入比特幣的分類帳中。 驗證程度是區塊鏈與任何其他網路的區別所在，要更改比特幣層交易，則要更改主鏈交易。
分層執行的比特幣智能合約具有一些關鍵優勢。
- 更強的可程式設計性：分層智慧合約通過訪問其自身的全域狀態來克服比特幣腳本語言的有限功能，各層可以拓寬在比特幣之上構建內容的可能性。
- 更高的可擴充性：在可擴充解決方案上部署智慧合約意味著交易的處理速度可以顯著加快。 目前，基礎層每秒只能處理大約 5-7 個交易。 而分層方案可以在將交易發送到主鏈進行最終結算之前將其捆綁。 這極大地提高了比特幣的輸送量及其作為具有數百萬日常交易的可擴展網路的可行性。
- 提高效率。 改進的可擴充性與更快的交易和更便宜的成本齊頭並進。 較短的出塊時間可以加快確認速度，而與主鏈相比，分層交易的交易成本顯著降低。 此外，分層交易減少了基礎層發生的混亂，並提高了整個網路的性能。
反觀比特幣生態，在完成隔離見證之後，全力朝向閃電網路、側鏈等 Layer2 方向發展。 比特幣 Layer1 擴容方案的複雜度高，更被社區接受的是基於比特幣 Layer1 構建新的 Layer2，既相容並且不影響比特幣系統，同時又解決鏈上擁堵的問題。 於是對比特幣智慧合約的想像空間就落到了圖靈完備性上。
為什麼 RGB 協定或將是智慧合約終極形態？
作為比特幣分層解決方案的一種形式，RGB 協定在智慧合約領域爆發出實現未來大規模應用的巨大潛力。 在比特幣分層解決方案中，RGB 協定和 BitVM 是唯二可以實現「可擴充性」，“圖靈完備性” 和 “去中心化” 三者平衡的。
RGB 是一種開源協定，他基於比特幣的協定，藉助閃電網路（LN），執行智能合約。 RGB 是建立在比特幣區塊鏈工作量證明（PoW）共識層之上的協定。 它利用閃電網卻不需要對協議進行修改，同時利用 RGB 可以發行和管理可程式設計資產和私有資產。 RGB 通過在兩方（例如 LN 通道）之間執行私人智慧合約來解決可擴展性問題。 它的開發是為了改進彩色硬幣並將比特幣區塊鏈上的數位資產代幣化。
客戶端驗證
RGB 的核心功能之一是客戶端驗證，這是 Peter Todd 提出的概念。 客戶端驗證由 RGB 模式提供支援，這是使用者在各方之間創建智慧合約協定的方式。 這種驗證方法利用了比特幣區塊鏈共識機制的強度和安全性，同時將 RGB 的智慧合約代碼和數據帶離區塊鏈。 由於比特幣支援智慧合約執行環境的能力有限，RGB 將執行和驗證帶到區塊鏈鏈下，同時 RGB 交易不包含在比特幣或閃電交易中，從而讓參與者受益於比特幣共識層的安全性，同時提高靈活性和可擴充性。
除了鏈下存儲交易數據之外，RGB 交易還被分配到使用一次性密封件的 UTXO 集，以關閉比特幣交易輸出，作為另一種安全措施。 密封可防止兩個不同方提供相同數據的不同版本。 因此，它們允許符合條件的各方驗證智慧合約的狀態歷史記錄。
RGB 智慧合約、架構和驗證
RGB 智慧合約由狀態、擁有者和參與者可以執行以更新狀態的操作組成。 RGB 的 Schema 在創世級別定義了每個狀態驗證規則，確保每個連續的狀態擁有者使用相同的 Schema 來驗證歷史記錄。 因此，該模式保證了社會共識、驗證和智慧合約狀態。
核心驗證邏輯使用 Rust——一種與圖靈機等效的確定性智慧合約語言。 所有特定於合約的驗證邏輯都在 Alluvium 虛擬機（ AluVM，Algorithm & Logical Unit Virtual Machine ）上運行—— 高度確定性且無異常的 VM，來提供獨立於平臺的指令集。
其他可以實現圖靈完備的比特幣智能合約：
- BitVM：2023 年 10 月白皮書發佈，BitVM 採用類似 Rollups 的思想在鏈下執行複雜程式，再將關鍵的證據放到鏈上。 同樣是為比特幣帶來圖靈完備的智能合約，但 BitVM 對於計算能力提出極高要求，僅有理論可執行性。 可拓展性和商業落地有待更進一步瞭解。
總結
比特幣是去中心化「數字黃金」，它也是執行智慧合約的平臺。 目前，大量比特幣處於閑置狀態。 大約 76% 的比特幣供應仍然缺乏流動性，沒有交易歷史。 通過智慧合約的擴展，有機會將比特幣生產力提升到新的水準。 通過 RGB 協定等融合圖靈完備的智慧合約功能的比特幣生態協議，開發人員可以將更多智慧合約程式設計到網路中，從而加速比特幣作為價值存儲和金融服務層的主流採用。
作為一種高度去中心化、安全且持久的區塊鏈，比特幣未來可以作為更多鏈上經濟活動的基礎。 相信未來比特幣可能很快就會成為智慧合約、去中心化應用程式和 Web3 基礎設施未來的頂級生態系統。 在這個不斷變化的領域中，比特幣的角色和能力可能會超出我們當前的想像，正如我們對「智能合約」一詞含義的理解一樣不斷發展和深化。
參考
https://bitcoinist.com/vitalik-buterin-ethereum-regret-smart-contracts/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/264882173
https://www.plus500.com/zh/instruments/ethusd/what-is-the-difference-between-ethereum-and-bitcoin~2
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