ScaleBit精选：2024年比特币生态系统展望——扩展技术与安全事件总结
介绍
在区块链技术的不断进步推动下，比特币已经不仅仅是一种数字货币，其生态系统正日益扩大并不断深化。比特币的扩容生态系统中融入了诸多二层解决方案和应用，这些技术大幅提升了比特币的交易速度与效率，并支持了智能合约、去中心化金融（DeFi）以及非同质化代币（NFT）等新兴领域的发展。这些创新拓展了比特币的应用场景，不仅仅局限于价值储存和点对点支付，而是满足了更为复杂多样的需求，推动了整个区块链行业的发展。
然而，随着生态系统的扩展，相关的安全问题也逐渐浮出水面。新兴的技术和应用引入了更多潜在的风险和挑战，如何在提升功能的同时保障系统安全成为了一个紧迫的问题。安全漏洞、攻击事件和技术缺陷不仅危及用户资产的安全，还可能影响比特币网络的整体稳定性和信誉。本文将由ScaleBit——BitsLab的一个分支机构来深入探讨比特币生态系统的扩展、面临的安全事件以及改进安全的可能性。通过分析目前的技术解决方案和安全挑战，我们希望为比特币生态系统的持续发展提供实用的见解和建议，确保其在持续扩展过程中能够保持高度的安全性和可靠性。
比特币扩展生态系统
什么是比特币扩展生态系统？
比特币的扩展生态系统包括围绕比特币基础网络开发的各种解决方案和应用。虽然比特币最初设计目的主要是用作点对点支付和价值存储，但随着区块链技术的不断进步，比特币社区和开发者也在积极探索如何扩展其功能。这包括智能合约、去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFTs）以及更高效的交易处理解决方案。
比特币扩展生态系统是如何运作的？
比特币扩展生态系统通过在比特币主网之上或旁边构建的扩展技术和协议运行，使比特币能支持更多应用场景。该生态系统中的关键技术包括：
(1) 闪电网络
闪电网络是比特币广泛使用的主要第二层解决方案之一，通过建立支付通道将大量小额交易转移到链下，从而大幅提升交易速度和降低成本。
趋势：
闪电网络正在不断完善，提升用户体验，并且越来越多的商家开始接受闪电支付。
挑战：
在处理大额交易时，流动性管理和路由效率还需要进一步提高。
这种扩展不仅推动了比特币超越其最初的功能限制，还增强了其在整个区块链行业中的多样化应用。
(2)液态网络(LQ)
液态网络是一个建立在开源的Elements区块链平台上的侧链，主要目的是实现交易所和金融机构之间的快速交易。这个网络由比特币公司、交易所和其他相关方的联合管理，通过双向锚定机制实现BTC与L-BTC的互转。
液态网络支持保密交易和代币化操作，非常适合企业级应用。如果比特币是互联网的价值层，闪电网络是其金融系统内的点对点支付层，那么液态网络则可以视为金融层，提供多资产支持和金融工具，如证券和商品交易。
与闪电网络相比，液态网络便于处理更大和更复杂的交易，例如资产发行和交易（例如，证券和稳定币）。虽然闪电网络主要通过链下交易提供隐私，但液态网络具有内置的保密交易功能，可隐藏交易金额和资产类型。闪电网络擅长小规模支付和日常交易，而液态网络更适合机构金融、资产发行和跨境交易。
超过50个交易所采用了液态网络，使其交易额达到数十亿美元。这证明了其在增强比特币对机构交易的实用性方面的有效性。液态网络为交易所提供了更快的结算时间，改善了市场流动性，使得机构能够更安全、更高效地运营。
(3)Rootstock (RSK)框架
Rootstock，自2015年推出以来，已成为运行时间最长的比特币侧链，主网于2018年上线。它成功地将比特币的工作量证明(PoW) 安全性与以太坊的智能合约功能结合在一起。作为一个开源、与EVM兼容的比特币第二层解决方案，Rootstock为不断增长的去中心化应用(dApp）生态系统提供了切入点，致力于实现完全去信任化操作。
与 Liquid 一样，Rootstock 采用双向挂钩机制，实现 BTC 和 RBTC 之间的无缝交换。 RBTC 是 RSK 区块链的原生货币，用于支付矿工处理交易和执行合约的费用。 Liquid 专注于快速、私密的交易和资产发行，而 Rootstock 通过智能合约将比特币的功能扩展到 DeFi 和 dApp 生态系统中。
与液态网络一样，Rootstock采用双向锚定技术，允许BTC和RBTC之间的无缝兑换，而RBTC用于支付矿工处理交易和执行合约的费用。不同于专注于交易速度和隐私的液态网络，Rootstock通过智能合约将比特币的功能扩展到了DeFi和dApp领域。
目前，Rootstock的总锁定价值（TVL）超过1.7亿美元，市值达到3.8亿美元。
(4) B²网络
B²网络采用双层架构，包括Rollup层和数据可用性（DA）层，重新定义了用户对比特币第二层解决方案的看法。
Rollup层 (ZK-Rollup)：
B²网络使用ZK-Rollup框架和zkEVM解决方案在第二层网络内执行交易并生成证明。用户交易在Rollup层处理和存储，用户状态也在此维护。批处理提案和生成的零知识证明被转发到数据可用性层进行存储和验证。
数据可用性层：
DA层包括分布式存储、B²节点和比特币网络。它处理Rollup数据的永久存储、验证零知识证明并在比特币上执行最终确认。
分布式存储：
分布式存储是B²网络的关键组成部分，作为ZK-Rollup交易及其相关证明的存储库。通过分散存储，网络增强了安全性，减少了单点故障，并确保了数据的不可变性。
为了保证数据可用性，B²在比特币网络的每个区块中写入一个Tapscript脚本。这个脚本锚定了Rollup的数据路径和存储在分散存储中的零知识证明，确保了数据的有效性。这个过程成本效益高，每小时产生六笔交易。用户通过比较交易和比特币第一层的Taproot脚本数据来验证数据，确保Rollup数据的终极可靠性。
这种创新设计增强了比特币的第二层基础设施，使其能够提供可扩展和安全的解决方案，同时利用比特币网络的坚固性。
(5) Stacks协议 (STX)
在Blockstack旗下，Stacks于2018年在其主网上线，已发展成为领先的比特币第二层解决方案。
Stacks直接连接到比特币，使得在比特币网络上创建智能合约、去中心化应用（dApp）和非同质化代币（NFT）成为可能。这显著扩展了比特币的功能，将其从简单的价值存储转变为更多功能的平台。Stacks采用独特的转移证明（PoX）共识机制，将其安全性直接链接到比特币，而无需对比特币本身进行任何修改。
Stacks 的总锁定价值 (TVL) 超过 9900 万美元，拥有完善的基础设施和快速增长的开发者社区，巩固了其在比特币第二层生态系统中的关键地位。
(6) Babylon
Babylon设想将比特币的安全性扩展到保护去中心化的世界。通过利用比特币的三个关键方面—时间戳服务、区块空间和资产价值，Babylon将比特币的安全性传递给众多权益证明（PoS）链，打造更加坚固统一的生态系统。
Babylon的比特币质押协议采用远程质押方法，通过密码学创新、共识协议的进步和比特币脚本语言的优化使用，克服了比特币缺乏智能合约功能的限制。该协议允许比特币持有者在不需要桥接到PoS链的情况下安全地质押他们的BTC，同时为这些链提供全面的可处罚的安全保证。这消除了桥接、包装或托管质押BTC的需要。
Babylon的核心功能是其BTC时间戳协议，该协议将其他区块链的事件时间戳到比特币上，确保这些事件像比特币交易一样受益于比特币的时间戳安全。这有效地将比特币作为时间戳服务器利用。BTC时间戳协议促进了快速的质押提取、可组合信任和降低安全成本，最大化了比特币持有者的流动性。
该协议设计为模块化插件，兼容各种PoS共识算法，是构建强大重置协议的基础层。Babylon的创新设计增强了比特币的实用性，同时加强了去中心化生态系统的安全性。
比特币扩展生态系统中的安全事件
2023年10月，比特币的闪电网络中发现了一项潜在的安全漏洞，开发者Antoine Riard在发现这个问题后对外披露了详细信息。
这个称为“替代循环攻击”的漏洞，可能会威胁闪电网络中资金的安全，可能导致交易延误或失败，从而可能引起资金损失。
这一事件突显了在迅速发展的扩展生态系统中，始终需要将安全放在首位。开发者和社区必须不断监控并改善现有的扩展解决方案，以防范潜在的安全威胁，并确保用户资金安全。
比特币扩展生态系统的安全展望
尽管比特币扩展生态系统在提高交易效率和增加功能多样性方面已取得了显著进展，但其安全性仍然需要持续增强。本节将讨论比特币扩展生态系统在未来发展的方向及其面临的安全挑战。
比特币扩展生态系统旨在解决主链交易吞吐量问题，同时保持系统的安全性和去中心化特性。
对链下交易的信任模型：
比特币扩展生态系统利用链下技术提升交易速度，开发者必须确保链下交易的信任机制足够强大。例如，闪电网络中的双向支付通道需要依赖多重签名技术和安全的通道关闭程序，防止资金冻结或丢失。
隐私与透明度：
虽然闪电网络支持隐私交易，增强了用户隐私保护，但同时也增加了监管挑战和恶意行为的风险。第 2 层网络需要在隐私与透明度之间找到平衡点，可能需要选择性地公开某些交易记录以增强监管合规性。
用户体验与安全：
扩展生态系统的复杂性使得用户操作变得更加困难。例如，在闪电网络中管理通道对于普通用户来说可能并不友好，增加了操作失误的风险。比特币扩展生态系统可以通过设计更为友好的用户界面和简化工具来提高用户体验，并减少安全风险。
结论
比特币通过多样的二层解决方案和创新的协议，已显著提升了网络的功能和交易效率，促进了智能合约、去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFT）等领域的发展。
但是，随着这一生态系统的不断扩张，安全问题也日益突出，这要求开发者和社区持续关注。为了在未来实现更高的交易量和多样化的应用，必须不断强化安全机制，改善用户体验，同时在隐私保护和透明度之间找到平衡，确保基于去中心化和安全的持续、健康发展。
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然而，随着生态系统的扩展，相关的安全问题也逐渐浮出水面。新兴的技术和应用引入了更多潜在的风险和挑战，如何在提升功能的同时保障系统安全成为了一个紧迫的问题。安全漏洞、攻击事件和技术缺陷不仅危及用户资产的安全，还可能影响比特币网络的整体稳定性和信誉。本文将由ScaleBit——BitsLab的一个分支机构来深入探讨比特币生态系统的扩展、面临的安全事件以及改进安全的可能性。通过分析目前的技术解决方案和安全挑战，我们希望为比特币生态系统的持续发展提供实用的见解和建议，确保其在持续扩展过程中能够保持高度的安全性和可靠性。
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什么是比特币扩展生态系统？
比特币的扩展生态系统包括围绕比特币基础网络开发的各种解决方案和应用。虽然比特币最初设计目的主要是用作点对点支付和价值存储，但随着区块链技术的不断进步，比特币社区和开发者也在积极探索如何扩展其功能。这包括智能合约、去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFTs）以及更高效的交易处理解决方案。
比特币扩展生态系统是如何运作的？
比特币扩展生态系统通过在比特币主网之上或旁边构建的扩展技术和协议运行，使比特币能支持更多应用场景。该生态系统中的关键技术包括：
(1) 闪电网络
闪电网络是比特币广泛使用的主要第二层解决方案之一，通过建立支付通道将大量小额交易转移到链下，从而大幅提升交易速度和降低成本。
趋势：
闪电网络正在不断完善，提升用户体验，并且越来越多的商家开始接受闪电支付。
挑战：
在处理大额交易时，流动性管理和路由效率还需要进一步提高。
这种扩展不仅推动了比特币超越其最初的功能限制，还增强了其在整个区块链行业中的多样化应用。
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液态网络是一个建立在开源的Elements区块链平台上的侧链，主要目的是实现交易所和金融机构之间的快速交易。这个网络由比特币公司、交易所和其他相关方的联合管理，通过双向锚定机制实现BTC与L-BTC的互转。
液态网络支持保密交易和代币化操作，非常适合企业级应用。如果比特币是互联网的价值层，闪电网络是其金融系统内的点对点支付层，那么液态网络则可以视为金融层，提供多资产支持和金融工具，如证券和商品交易。
与闪电网络相比，液态网络便于处理更大和更复杂的交易，例如资产发行和交易（例如，证券和稳定币）。虽然闪电网络主要通过链下交易提供隐私，但液态网络具有内置的保密交易功能，可隐藏交易金额和资产类型。闪电网络擅长小规模支付和日常交易，而液态网络更适合机构金融、资产发行和跨境交易。
超过50个交易所采用了液态网络，使其交易额达到数十亿美元。这证明了其在增强比特币对机构交易的实用性方面的有效性。液态网络为交易所提供了更快的结算时间，改善了市场流动性，使得机构能够更安全、更高效地运营。
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与 Liquid 一样，Rootstock 采用双向挂钩机制，实现 BTC 和 RBTC 之间的无缝交换。 RBTC 是 RSK 区块链的原生货币，用于支付矿工处理交易和执行合约的费用。 Liquid 专注于快速、私密的交易和资产发行，而 Rootstock 通过智能合约将比特币的功能扩展到 DeFi 和 dApp 生态系统中。
与液态网络一样，Rootstock采用双向锚定技术，允许BTC和RBTC之间的无缝兑换，而RBTC用于支付矿工处理交易和执行合约的费用。不同于专注于交易速度和隐私的液态网络，Rootstock通过智能合约将比特币的功能扩展到了DeFi和dApp领域。
目前，Rootstock的总锁定价值（TVL）超过1.7亿美元，市值达到3.8亿美元。
(4) B²网络
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Rollup层 (ZK-Rollup)：
B²网络使用ZK-Rollup框架和zkEVM解决方案在第二层网络内执行交易并生成证明。用户交易在Rollup层处理和存储，用户状态也在此维护。批处理提案和生成的零知识证明被转发到数据可用性层进行存储和验证。
数据可用性层：
DA层包括分布式存储、B²节点和比特币网络。它处理Rollup数据的永久存储、验证零知识证明并在比特币上执行最终确认。
分布式存储：
分布式存储是B²网络的关键组成部分，作为ZK-Rollup交易及其相关证明的存储库。通过分散存储，网络增强了安全性，减少了单点故障，并确保了数据的不可变性。
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这种创新设计增强了比特币的第二层基础设施，使其能够提供可扩展和安全的解决方案，同时利用比特币网络的坚固性。
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在Blockstack旗下，Stacks于2018年在其主网上线，已发展成为领先的比特币第二层解决方案。
Stacks直接连接到比特币，使得在比特币网络上创建智能合约、去中心化应用（dApp）和非同质化代币（NFT）成为可能。这显著扩展了比特币的功能，将其从简单的价值存储转变为更多功能的平台。Stacks采用独特的转移证明（PoX）共识机制，将其安全性直接链接到比特币，而无需对比特币本身进行任何修改。
Stacks 的总锁定价值 (TVL) 超过 9900 万美元，拥有完善的基础设施和快速增长的开发者社区，巩固了其在比特币第二层生态系统中的关键地位。
(6) Babylon
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Babylon的比特币质押协议采用远程质押方法，通过密码学创新、共识协议的进步和比特币脚本语言的优化使用，克服了比特币缺乏智能合约功能的限制。该协议允许比特币持有者在不需要桥接到PoS链的情况下安全地质押他们的BTC，同时为这些链提供全面的可处罚的安全保证。这消除了桥接、包装或托管质押BTC的需要。
Babylon的核心功能是其BTC时间戳协议，该协议将其他区块链的事件时间戳到比特币上，确保这些事件像比特币交易一样受益于比特币的时间戳安全。这有效地将比特币作为时间戳服务器利用。BTC时间戳协议促进了快速的质押提取、可组合信任和降低安全成本，最大化了比特币持有者的流动性。
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这一事件突显了在迅速发展的扩展生态系统中，始终需要将安全放在首位。开发者和社区必须不断监控并改善现有的扩展解决方案，以防范潜在的安全威胁，并确保用户资金安全。
比特币扩展生态系统的安全展望
尽管比特币扩展生态系统在提高交易效率和增加功能多样性方面已取得了显著进展，但其安全性仍然需要持续增强。本节将讨论比特币扩展生态系统在未来发展的方向及其面临的安全挑战。
比特币扩展生态系统旨在解决主链交易吞吐量问题，同时保持系统的安全性和去中心化特性。
对链下交易的信任模型：
比特币扩展生态系统利用链下技术提升交易速度，开发者必须确保链下交易的信任机制足够强大。例如，闪电网络中的双向支付通道需要依赖多重签名技术和安全的通道关闭程序，防止资金冻结或丢失。
隐私与透明度：
虽然闪电网络支持隐私交易，增强了用户隐私保护，但同时也增加了监管挑战和恶意行为的风险。第 2 层网络需要在隐私与透明度之间找到平衡点，可能需要选择性地公开某些交易记录以增强监管合规性。
用户体验与安全：
扩展生态系统的复杂性使得用户操作变得更加困难。例如，在闪电网络中管理通道对于普通用户来说可能并不友好，增加了操作失误的风险。比特币扩展生态系统可以通过设计更为友好的用户界面和简化工具来提高用户体验，并减少安全风险。
结论
比特币通过多样的二层解决方案和创新的协议，已显著提升了网络的功能和交易效率，促进了智能合约、去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFT）等领域的发展。
但是，随着这一生态系统的不断扩张，安全问题也日益突出，这要求开发者和社区持续关注。为了在未来实现更高的交易量和多样化的应用，必须不断强化安全机制，改善用户体验，同时在隐私保护和透明度之间找到平衡，确保基于去中心化和安全的持续、健康发展。
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