详解 BEVM:以 BTC 为 Gas 且兼容 EVM 的比特币 Layer2
Web3CN
2023-11-07 12:37
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BEVM 核心目标是拓展比特币的智能合约场景,让比特币突破非图灵完备、不支持智能合约的束缚。


撰文:Web3CN


谈到 BTC Layer2,似乎是一个陌生且生硬的话题,好像 BTC 搞 Layer2 非常政治不正确。其实,大家所熟知的闪电网络就是最知名的 BTC Layer2 之一。


闪电网络的核心目标是拓展比特币的支付场景,让 BTC 突破比特币区块链低 TPS、高 GAS 的束缚,让 BTC 在 Lightning Network 这个 Layer2 上便宜且快速地实现 BTC 支付。


而今天我们要聊的 BEVM 则是兼容 EVM 的 BTC Layer2,其核心目标是拓展比特币的智能合约场景,让 BTC 突破比特币区块链非图灵完备、不支持智能合约的束缚,让 BTC 可以在 BEVM 这个 Layer2 上构建以 BTC 为原生 GAS 的去中心化应用。


两者,虽然殊途,但是同归,都是为了拓展比特币的应用场景,在增强 BTC Layer1 的同时,以 Layer2 拓展比特币的更多应用场景和可能性。


BEVM 是一个以 BTC 为 Gas 且兼容 EVM 的 BTC Layer2


BEVM 的设计理念是:在不改变比特币原有技术框架的情况下,直接取用比特币原生技术来实现去中心化的 BTC Layer2。具体方式是 Musig2 聚合多签技术 + 比特币轻节点,实现 BTC 去中心化跨链到 BTC Layer2,由于 Layer2 完全兼容 EVM,因此,可以轻松地让 BTC 实现各类去中心化应用。


EVM 的设计理念还有一个潜在台词,这也应该是为广大加密社区所共识的:一切尝试在比特币 Layer1 上运行复杂智能合约的方向其实是走不通的,且有悖中本聪起初对比特币的设计理念。因此,应该使用比特币原生技术把 BTC 以去中心化且安全的方式跳脱到 Layer2,从而让 BTC 摆脱比特币 Layer1 的框架束缚,以此重焕生机。这也是众多 ETH Layer2 之于 ETH 的设计理念。既然,ETH Layer2 获得了广泛成功,那么,BTC Layer2 则亦能复现!


那么,BEVM 是如何实现去中心化 BTC Layer2 的呢?


要搞明白这个问题,我们还得从 2021 年 BTC Taproot 升级说起。


2021 年 BTC 的 Taproot 升级带来了 Schnorr Signature ,而 Schnorr Signature 带来的 Musig2 聚合签名技术实现了 BTC 的去中心多签,也从此打开了基于 BTC 去中心化多签的巨大应用场景。BTC Layer2 就是去中心化多签最大的应用场景之一。


Schnorr Signature 是以德国数学家和密码学家 Claus-Peter Schnorr 命名的数字签名算法, 2008 年中本聪在设计比特币协议,该算法尚未开源,因此,中本聪并未使用该签名算法,而是选用了当时已经开源的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)。


但是,比特币核心开发者在将十多年的践行中却发现,Schnorr Signature 才是比特币的未来,因为它在密码学特性上的优势,可以为比特币提供更安全、更方便、更具拓展性的服务,其中,最突出的就是可以非常方便和隐蔽的方式构建去中心化多签交易,这些签名地址可以达到几百个甚至上千个,但是,却丝毫不会影响签名的速度。因此,Taproot 升级后,Schnorr Signature 被正式引入了比特币网络,从此开启了比特币去中心化多签的新时代。


那么,Schnorr Signature 实现的多签和传统的多重签名有什么区别?


本质上来讲,Schnorr Signature 所实现的并不是传统意义上的「多签」而是一种聚合签名技术。这里就得提到 Musig2 聚合签名技术,举个例子:


在 Musig2 的方案中,假设目标是 100 个比特币钱包地址来共同管理 BTC,也就是构建一个 100 个地址的多签,那么,这 100 个地址的私钥将共同生成一个聚合公钥地址,然后共同为该公钥创建一个有效签名,这个聚合公钥来管理 BTC 资产(去中心化的比特币资产管理),当需要转移资产时,只需要一个聚合公钥 + 一个有效签名就可以转移资产。大大降低交易字节数,因此,可以降低成本、提升速度,同时保障去中心化。


传统多签


而传统的多签方案则是,需要 100 个钱包地址其中的 2/3 地址去挨个签名,这个过程异常复杂,而且会产生巨大的数据,造成区块拥挤,速度降低,成本增加。理论上,传统多签也很少能实现 100 个地址同时参与多签,因此,无法实现真正的去中心化 BTC 资管,类似 WBTC 采用传统多签方案,靠一家公司(BitG)在托管这些 BTC,RenBTC、TBTC 虽然采用了分布式多签,但是,依然无法实现真正的去中心化多签。传统多签和分布式多签,一般多签地址设置为 5-7,或者 9-11,超过 11 个多签就会大大影响安全和效率。而 Musig2 聚合多签却可以实现几百个地址甚至上千地址同时管理比特币,在保障去中心化的同时,还不影响成本和速度。

Schnorr Signature

BEVM 正式基于 Musig2 的去中心化多签来让 BTC 跨链到 BTCLayer2,整个过程完全去中心化。同时,BEVM 更是引入了非常成熟的 SIgnal 隐私网络,当共同公钥需要参与转账时,参与多签的地址直接在 SIgnal 网络进行快速的隐私签名,最后,把最终交易上传到比特币区块链。


那么,BEVM (Layer2)和 BTC 区块链(Layer1) 又是如何实时通讯的呢?


上文,我们讲到,BEVM 使用 Musig2 技术,让 BTC 可以去中心化的方式跨到 Layer2 上,同时,BEVM 还创造性地把参与聚合多签的地址和维护 Layer2 网络的节点进行一一锚定,即;维护 Layer2 网络的节点也共同参与 BTC 资产的管理,这样进一步保障 Layer2 的安全。而且,为了保障 Layer1 和 Layer2 的通讯,这些参与节点均是 BTC 轻节点,BTC 轻节点可以读取 BTC 链上的实时动态,可以保障 L1 和 L2 的实时通讯。


BEVM 的 BTC layer2 技术架构图


由于 BEVM 是兼容 EVM 的 Layer2,在 ETH EVM 上可以部署的 DeFi、GameFi、SocialFi、NFTFi 等一切去中心化应用,都可以在 BEVM 上部署,唯一不同的是,ETH Layer2 以 ETH 为 GAS,BTC Layer2 以 BTC 为 Gas。而 BTC Layer2 上的每一笔交易,都将按照 10:1 的比例以定序器打包到 BTC Layer1,从而让 BTC Layer2 共享 BTC Layer1 的安全性。


BEVM 的正统性如何?会获得 BTC 社区的广泛支持吗?


比特币社区是非常考虑正统性,正统性足的项目,意味着根正苗红,意味着将得到比特币社区的拥护和支持,而正统性的考量一般有三个方面:


1、是否改变比特币原有架构(除非社区共识后的比特币升级)

2、是否共享比特币区块链的安全性(最终记账是否存在比特币最长链上)

3、用户是否真正掌握私钥,掌握自己的 BTC(不信任何一个第三方,只信任去中心化网络)


我们来看 BEVM 是否满足这三条。


1、文章开头我们就提到,BEVM 的设计理念就是遵循比特币原有框架,不对比特币网络做任何改变,而且是取用比特币原生的 Musig2 签名来实现比特币的去中心化跨链。

2、由于 BEVM 是比特币的 Layer2,和以太坊的 Layer2 一样的原理,BVEM 上的每一笔交易都将按照 10:1 的比例合并打包并通过 sequencer(定序器)上传到比特币区块链上,因此,BEVM 共享比特币区块链的安全性,只认比特币最长链为唯一安全账本。

3、由于 BEVM 是采用比特币原生的 Musig2 签名算法,因此,BEVM 可以把这个聚合签名的节点拓展到上 1000 个,使用一个靠 BTC 轻节点维护的去中心化网络来存储和转移用户的 BTC 资产,这无疑是去中心化的,安全的,也是非常遵循比特币精神的。(这也让 BEVM 和一些比特币侧链项目完全区分开来,侧链往往靠传统的跨链方案来挂钩比特币,但是,本质仍是中心化的)

因此,通过以上三点,可以看出,BEVM 的设计非常符合比特币社区主张的正统性,也必将获得比特币社区的广泛共识和支持。


BEVM 目前有哪些实际用例?


目前 BEVM 先行网已经上线,开发者可以基于 BEVM 构建各类应用,由于 BEVM 完全兼容 EVM,因此对于熟悉 EVM 的开发者来说,部署和迁移成本极低。


目前 BVEM 上已经有支持 BRC20 资产交易的 DEX,用户可以存入 BTC+BRC20 资产,成为 LP,从而享受 DEX 交易带来手续费。目前我们可以从官网上看到,BEVM 上部署的 BTC DEX——Bswap,目前最大的 Pool 是 btc/sats,用户可以存入资产成为 LP,享受 DEX 交易手续费。

除此之外,BEVM 上还运行一个全链 DEX——omniBTC,支持 BTC 在包括 ETH、ETH 主流 L2、SUI、Polkadot 等十几条主流链上进行交易。


总结


BEVM 在不改变比特币原有框架的基础上,创造性地使用 BTC 原生的 Musig2 聚合签名技术 + 比特币轻节点的方式,让 BTC 可以构建完全去中心化的 Layer2,从而把 BTC 引入去中心化应用世界。


从比特币长期发展来看,发展 BTC Layer2 将成为比特币网络长期稳定的必要之选,由于比特币可挖数量有限,随着比特币的产出不断减半,比特币区块链仅靠区块奖励将难以长期吸引矿工持续维护网络,因此,比特币的应用场景产生的手续费收入将成为最重要的突破口之一,闪电网络选择了支付场景,而 BEVM 选择了更为广阔的智能合约场景。


长期来看,类似 BVEM 这种 BTC Layer2 解决方案和闪电网络一样,对于比特币长期发展都具有重要意义。随之比特币生态的发展,我们相信 BTC Layer2 解决方案也将成为比特币社区长期探索的方向。


正如以太坊创始人 VitalikButerin 近期在社交媒体上所说的:比特币应该拓展各类 Layer2 解决方案,以增强的比特币基础层的同时来解决比特币的拓展性问题。

【免责声明】市场有风险,投资需谨慎。本文不构成投资建议,用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资,责任自负。

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