簡析 Bitwork、ARC-20、Dmint、RNS、AVM5 大要素
作者：Howe
編譯：Faust，極客 web3
封面：Atomicals
導語：在 2024 年 3 月 9 號這一天，BRC-20 這一實驗性的資產協議迎來了一周年生日。 在這短短一年中，人們見證了 Ordinals 協定的誕生，以及 BRC-20 協議的發佈，此後的銘文之夏和新興協議的持續迸發，讓宛若一片荒漠的 BTC 生態迎來了蓬勃生機。
從技術角度看，目前 BTC 生態中的資產發行方案，可以劃分為 UTXO 綁定型和非 UTXO綁定型兩大派系，其主要區別在於，銘文資產的數據是否直接與比特幣鏈上的 UTXO 相關聯。 按照這種區分方式，BRC-20 屬於非 UTXO 綁定型資產，而 Atomicals 協定下轄的 ARC-20，則開創了 UTXO 綁定型資產的先河。
本文將主要從 Atomicals 協定帶來的新興理念和技術，及整個 Atomicals 生態的發展方向兩大層面，來客觀剖析 Atomicals 協定的歷史、現狀與未來發展。 通過本文，讀者將更容易理解，為何我們將 Atomicals 協議稱之為「自成一派的 BTC 生態革命」。。
正文：Atomicals 協議的誕生頗有戲劇性，創始人 Arthur 在 Ordinals 協定剛發佈時，想在它之上開發一個 DID 專案，但在開發過程中，他發現 Ordinals 協定有很多局限性，不利於支援他想實現的一些特性。
於是，2023 年 5 月 29 日，Arthur 在推特上發佈了第一條關於 Atomicals 協定構思的推文，經過幾個月的開發後，Atomicals 協定於 2023 年 9 月 17 日上線。
後來，Atomicals 協定衍生出 Dmint、Bitwork、ARC-20、RNS 等四大概念，未來還將推出 AVM 和拆分方案。 在下文中，我們將針對這些典型的產品創新展開原理解讀，幫大家更快的理解 Atomicals 的創新所在。
Bitwork：非排他的 PoW
Atomicals 協定把 PoW 加入到了代幣鑄造過程，這個環節被稱為 Bitwork，道理類似於比特幣挖礦，是為了限流和反女巫而設置的。
我們先看下比特幣挖礦的原理：挖礦者在本地不斷的向一個給定演算法，提供不同的輸入值，嘗試讓輸出值符合比特幣協定的要求。 礦工可能因為撞大運，得到了符合條件的結果，此時所對應的輸出值和輸入值，就作為「投名狀」，寫進區塊里，當做獲取挖礦獎勵的籌碼。 接下來，只要這個新區塊被網路中絕大多數節點認可，挖礦者就可以獲取 BTC 獎勵。
在 Atomicals 協定的方案中，你需要執行類似的流程，得到符合限制條件的輸入輸出參數，才有資格鑄造出代幣。 同樣與比特幣類似的是，Atomicals 也可以動態的調節挖礦難度，比如說，協定可以事先規定：
想獲取獎勵的礦工要找到一組參數，該參數被輸入給定的演算法后，輸出值滿足如下條件：前 4 位數位均為 6，第 5 位數位大於 10（16 進位），此時的限制條件相對比較寬鬆。 但 Atomicals 協定可以週期性的變更限制條件，比如要求輸出值前 5 位均為 6，這樣就收緊了限制條件，加大了礦工的挖礦難度。
Bitwork和比特幣挖礦之間存在本質上的不同：比特幣挖礦是排他的，Bitwork 挖礦是非排他的。 比如，假設比特幣網路里出現了第 99 號和 100 號區塊後，不同的礦池針對第 101 個區塊的記帳權展開競爭，最終只有一個礦池給出的 101 號區塊會被比特幣網路認可，其他礦池提交的區塊會 “無效化”，這便是比特幣挖礦的排他性所在。
很顯然，殘酷的排他性競爭不利於個體礦工的生存，很多小礦工最終會把礦機貢獻給大礦池，由後者作為一個聚攏大量算力的 “整體”，與其他礦池展開競爭，毫無疑問這會讓比特幣網路內的算力呈現出高度集中化的傾向，這一點甚至在乙太坊白皮書中都有明確提及。
與比特幣挖礦截然不同，Bitwork 協定下的 ARC-20 挖礦是非排他的，也就是說，不同礦工之間並不存在嚴格的競爭關係，只要當前 Atomicals 資產鑄造量沒有超過規定好的總量，礦工通過 Bitwork 機制給出的挖礦結果（代幣鑄造聲明），最終都會被納入協定的歷史記錄中。
讓我們想像以下場景：假設有一種 ARC-20 資產遵循 Bitwork 協定的資產開始發行，允許使用者以挖礦的形式進行鑄造，有人給的 gas 比較低，但參與資產鑄造的人很多，gas 費立即暴漲，之前給出低 gas 的鑄造請求會一直卡著，無法上鏈。 但只要這個 ARC-20 資產沒被打完，那麼等 gas 費降下來後，這筆 mint 請求仍會被認可，並觸發鑄造行為。
一句話解釋下來就是：Bitwork 只看資產的剩餘可鑄造量，不看鑄造請求的先後次序，而比特幣挖礦協定下，晚提交區塊的礦工，十有八九被其他礦工淘汰掉。
毫無疑問的是，Atomicals 降低了礦工/資產鑄造者的參與門檻，傳統的 PoW 公鏈受制於巨大的挖礦難度，出塊權基本被幾大礦池壟斷，個體礦工只有極低概率能成功挖礦，而 Bitwork 的改進措施極大程度削弱了中心化礦池的地位，更利於個體礦工的參與，資產分發更具公平性。
考慮到 PoW 本身就是比 PoS 和 ID0 等方式更公平的資產分發方案，Atomicals 協定又進一步增加了資產分發的公平性，既有物力資源的價值注入，又有隨機的運氣成分存在（挖礦就是撞大運的過程）。 這更進一步地助推了「Fair Launch」概念的發展。
ARC-20：更像染色幣而非銘文
其實，對於 Atomicals 協定中包含的 ARC-20 概念，很多人對他存在誤解，認為它也是一種銘文協定。 但實際上，ARC-20 更接近於染色幣，它將比特幣的最小分割單位 sat 作為基本 “原子”，每個比特幣 UTXO 對應的 Sats 數量，就代表其綁定的 ARC-20 資產數額，1 sat=1 Token。
在這裡我們以一種名為「TEST」的 ARC-20 作為案例，解釋下其運作原理。
首先，TEST 的代幣發行方要確定以比特幣的哪個區塊作為 TEST 的「創世區塊」，把初始化資訊記錄在創世區塊的某個比特幣 UTXO 交易腳本中，這些初始化資訊包括代幣符號、總供應量等，這個過程實際上相當於染色，把已有的比特幣 UTXO 中的 Sats，染色為與 ARC-20 相綁定的形式，這個比特幣 UTXO 有多少 sats 餘額，就相當於有多少 ARC-20 資產。
上述 TEST 代幣發行者，可以利用 Taproot 鎖定腳本的功能，設置一些限制條件，只有符合限制條件的人，才能從上述鎖定腳本控制的比特幣 Sats 中，轉走一部分 Sats。 前面我們提到，這些 Sats 都是染色過的，如果你從發行者鎖定的 Sats 中拿取一部分，就相當於獲取了等量的 TEST 代幣。
上述資產鑄造者在成功獲取到 TEST 代幣後，可以直接把這些 ARC-20 代幣轉移給別人，這個過程與比特幣鏈上的正常轉帳幾乎無區別，就是把手上的比特幣 UTXO 分割，其中一份或幾份轉給別人，這些分割開的比特幣 UTXO 各自對應多少 Sats 餘額，就對應了多少 ARC-20 代幣。
基於這個特性，ARC-20 代幣的轉帳，不需要像 BRC-20 那樣先銘刻 Transfer 指令相關的銘文資訊，節省了轉帳成本，也減小了在 BTC 網路上產生的額外數據尺寸。
歸納一下，ARC–20 資產主要有部署、鑄造、轉帳三種操作：
- 部署 ARC-20 時，資產發行方需要設置代幣名稱、總量、難度設置、創世區塊等資訊，並且配置相應的 Taproot 鎖定腳本。
- 使用者在鑄造 ARC-20 時，將 Claim 資訊（鑄造代幣需要提交的數據）寫入前述 UTXO 的鎖定腳本中，然後再取出相應的 ARC-20 資產（染過色的 sats）。
- 之後轉移 ARC-20 時，使用者無需再向 BTC 存入任何數據，僅需將前述 UXTO 轉讓給其他人，接收者只要對該比特幣 UTXO 溯源，就可以確認它和 ARC-20 資產相關聯。
與 RGB 協定主打的「一次性密封」比較類似，ARC-20 交易的安全性完全由 BTC 主網保證，任何人在追蹤歷史交易記錄、計算當前的 ARC-20 資產餘額時，不需要額外從鏈下存儲模組中讀取數據，只需要查驗那些和 ARC-20 染色相關的比特幣 UTXO 即可，這是它與 BRC-20 協定最大的區別，後者往往對鏈下索引器及鏈下存儲層有著很強的依賴。
對於 ARC-20 來說，我們只需要一個輕便的索引器（或者是錢包用戶端），來幫助我們識別出比特幣鏈上觸發了哪些 ARC-20 資產的鑄造和轉帳。
當然，一幣一聰的設計存在不可忽視的缺陷，因為比特幣主網有個為了防止「粉塵攻擊」的限制條件，單次轉帳至少要一次性把 546 個 Sats 轉移給被人，也就是說，你每次把染色後的比特幣 Sats 轉出去，至少要轉走 546 個，這可能是大多數人無法接受的。 另外，由於每個 ARC-20 代幣都要綁定到一個 Sats 上，ARC-20 資產餘額的最小拆分精度為 1，無法細分到更小的地步。
同時，我們注意到目前很多人對於 ARC-20 索引器與 BRC-20 索引器之間的區別仍很模糊，這裡著重解釋一下：
- ARC-20 索引器比 BRC-20 索引器更簡潔輕便。 我們可以將 BRC-20 當作一張紙質的支票，把 ARC-20 當作一枚硬質的硬幣。 BRC-20 的標準使得使用者可以在這張支票中填寫任意數量的 BRC-20 資產，這也是為什麼 BRC-20 協定會採用 3 種不同的索引交易來保證 BRC-20 資產的準確性和安全性; 而 ARC-20 無論怎麼交易，它都像是在直接把現成的硬幣轉讓出去，我們在計算 ARC-20 資產的餘額時，會比計算 BRC-20 資產的餘額容易很多，ARC-20 索引器的工作量會比 BRC-20 索引器少很多。
- ARC-20 交易索引在資產合併方面比 BRC-20 交易索引更方便。 我們可以簡單理解為：BRC-20 的資產合併是將 3 張 $1000 價值的支票，用新的一張支票寫入 $3000 價值來代替，但原先的 3 張支票理論上要被銷毀，但因為已被記錄到鏈上，無法直接抹去，從而造成數據污染; 很多時候從交易所提幣總會遇到一些莫名其妙的銘文。
而 ARC-20 的資產合併，是將 3 枚硬幣打包為一筆交易發送出去，很多時候從交易所提幣總會遇到一些莫名其妙的銘文，但是 ARC-20 交易索引就不會污染 sats 的數據，因為他在工作流程上就不一樣。
Dmint：NFT 發行的新方式
在 Atomicals 協定中，NFT 集合被稱為「容器」（Containers），採用一種叫「Dmint」的去中心化方式來發行。 遵循 Dmint 協定的 NFT 發行，具體流程分為四個步驟：NFT 數據準備、配置容器、驗證 NFT 專案、鑄造 NFT。
對 NFT 專案方而言，工作重點可以集中在 NFT 發行前的準備工作，需要歸集所有 NFT 的數據、配置 Dmint 數據等。 同時，遵循 Dmint 協定的 NFT 發行方，會把全部的 NFT 數據匯總構建成一棵 Merkle Tree，這棵樹的 Merkle root 會發佈在鏈上，完整的 NFT 元數據則都保存在鏈下。
當 NFT 鑄造者選定要鑄造的 NFT 後，會獲知其鏈下元數據，之後鑄造者向外界出示 Merkle Proof，證明自己獲知的 NFT 數據，的確與發行方最初構建的 Merkle Tree 相關聯，也就是說存在於 NFT 發行方對外聲明的 NFT 數據集中。
在鑄造 NFT 的過程中，Atomicals 協定為專案的創始團隊提供了高級選項，如設置 mint 支付規則、允許 NFT 鑄造者鑄造一些限量版的 NFT，這不僅需要通過前述 Bitwork 的方式來鑄造，還必須向指定位址支付一些代幣才能生效。
可以說，在結合了 Bitwork 之後，Dmint 為比特幣鏈上的 NFT 引入了去中心化鑄造機制，此時所有鑄造者都需要通過「挖礦」的方式，以抽彩票的形式持續參與 NFT 鑄造過程，腳本科學家靠著自動化代碼發起泛洪交易的方式，很難行得通。
有了 Bitwork 和 Dmint 協定的結合，比特幣生態內無論是同質化代幣，還是非同質化代幣，都有了 Fair Launch 的土壤。
通過 Dmint，Atomicals 協定加強了 NFT 的安全性與唯一性，提供靈活的管理選項，專案方能夠在比特幣區塊鏈上自由控制其 NFT 集合。 這不僅為創作者開闢了定製化選項，滿足多樣化的創意需求，也為數位資產的鑄造、轉移與更新提供了便捷的鏈上操作解決方案，極大地增強了靜態和動態數位資產的靈活性。
此外，Dmint 引入的 Bitwork 挖礦機制，為所有人提供了平等的一次性鑄造機會，從根本上消除了腳本自動化鑄造的可能性，及與 gas 費相關的市場競爭。
RNS：功能變數名稱的無限拓展
本文之前曾提到，Arthur 最初想在 Ordinals 生態上做 DID 專案，這個專案就是 RNS — Realm Name System，又稱為領域（Realm）。
Realm 的名稱以 加號開頭，並且至少有一個字母字元，例如 和，它們都是有效的 DID 識別碼。 對比傳統功能變數名稱以及 ENS 來說，Realm 在保留去中心化的前提下，具有更高的可擴展性和靈活性。++alice+agent007
現今的域名服務或 DID 專案具有很大局限，提供的功能變數名稱大多用於指代單一物件（即網站/錢包位址等），用戶無法對其進行更深層次地擴展。 比如，Alice 擁有 Alice.com 功能變數名稱，該功能變數名稱的作用僅限於通過添加不同的前綴如 blog.Alice.com，來代表連結不同的網站或個人資訊，無法對該功能變數名稱不斷向下擴展，如 Alice.com.blog.text 這種具備更多場景的功能變數名稱形態。
這裏我們將 Alice.com/blog/text 與 Alice.com.blog.text 這兩個不同形態的域名進行更深入的比較。 如 Alice.com/blog/text1 和 Alice.com/blog/text2 ，單指打開 Alice 房間里的博客日記的第一頁/第二頁;
而 Alice.com.blog.text1 和 Alice.com.blog.text2，可以對應兩種理解方法：
1. 打開兩個不同房間里兩本不同的博客筆記
2. 打開 Alice 房間里的博客日記的不同兩頁。
我們可以發現傳統的「/」模式，一開始就將操作空間限定的很狹窄，而 Realm 功能變數名稱使用的子領域模式，則沒有這種限制。
Realm 功能變數名稱協議，允許任何使用者在任何 Realm 功能變數名稱下發行子功能變數名稱（SubRealm），通過分層/分級的方式來管理功能變數名稱生態，並將其代幣化。 具體規則如下：
- 任何一個 Realm 或 SubRealm 都可以發佈 SubRealm
- 所有 SubRealm 都可以繼承相同的特點，並基於 SubRealm 發佈其 SubRealm
- 所有人都是他們擁有的 Realm 的註冊者，不存在中心化的功能變數名稱管理機構
理論上，SubRealm 的擴展次數是沒有限制的，這使得 Realm 功能變數名稱系統的想像空間及其巨大。 舉個例子，我們可以把頂級 Realm 功能變數名稱當成貼吧社區，一級 SubRealm 可以是各種類型的帖子，而之後的二級 SubRealm 則是對應帖子下的回復...... 如此一來，Realm 功能變數名稱系統可能帶來一場功能變數名稱應用的革命，它將賦能域名稱應用並帶來更高的可擴充性。
AVM：潛在的一匹黑馬
Atomicals 協定自出世以來，其野心不止於資產發行。 經過半年左右的發展，符合 Atomicals 協定的資產已越來越多，這延伸出了新的問題——如何為資產提供更豐富的使用場景，以增強其流動性，並在功能性上進行更多拓展。
眾所周知，比特幣不支援圖靈完備的程式設計語言，很難在其之上構建複雜的 DAPP。 Arthur 受 BitVM 的思想啟發，以及對 Atomicals 協議的發展顧慮，提出了 AVM 的想法，雖然 AVM 具體細節仍未公佈，但市場對其預期很高。
根據 Arthur 的看法，AVM 主要是為了支援 Bitcoin 網路中複雜邏輯的實現，比如解決 ARC-20“一幣一聰” 無法拆分等問題。 此外，目前市面上的比特幣擴容方案基本都存在各種問題，我們期待 AVM 的發佈能為 BTC 生態帶來更多活力。
據 Arthur 透露，樂觀的情況下，可以在比特幣減半前將 AVM 第一個 beta 版本發佈出來，屆時我們將會對其進行進一步的詳細解讀。
Atomicals 協議生態總結：機遇即將湧現
無論是 BRC-20 等銘文協議，還是 Atomicals 生態，在經歷幾波高潮后都陷入了冷靜期。 但我們發現，BTC 上的資產發行與以往在乙太坊上的資產發行，有很大不同，這兩個生態更多是去中心化和中心化的區別。
現有的 BTC 上的資產讓 “Fair Launch” 的概念流行起來，Atomicals 協定通過 Bitwork、Dmint、無預挖、無分配的方式，增加了市場使用者對項目資產的信任，減少了專案方對資產的直接操縱。 某種程度來看，這其實就是中心化與去中心化的愛恨情仇。
中心化專案方在前期發展中效率更高，反應更靈敏，如果操縱得當就很容易成功; 而去中心化專案因追求更高的公平性和分散化，在專案推動、市場行銷等方面更需要社區的自發行動，前期發展可能阻力很大，但一旦挺過艱難期，很快就會把中心化專案甩在身後。
Atomicals 生態亦是如此，下圖是當前已上線和正開發中的 Atomicals 生態專案。 即使現在整個 BTC 資產市場較為冷清，Atomicals 協議的發展仍在早期，依然有不少專案選擇積極接入 Atomicals 生態，這源於社區成員對於 Atomicals 生態的強大信心。
而這些強大信心的來源，一方面來自於 Ordinals 協定、BRC-20 協定所引出的 “Fair Launch” 熱潮，另一方面來自這場野草叢生的去中心化實驗所帶來的美好願景。
我們相信，隨著之後 AVM 的發佈，Atomicals 協議能夠在 Bitcoin Layer1 上實現可程式設計性，發展出更多基於 AVM 的應用，為整個比特幣生態書寫嶄新的篇章。
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