铭文背后的区块链应用

背景知识

Bitcoin的发明及其原生缺陷

Bitcoin的发明缘起于中本聪的《比特币:一种点对点的电子现金系统》,这篇论文清晰的介绍了这个点对点的区块链系统是如何建立起来的,而题目也暗含了中本聪最初的计划:将比特币作为电子现金系统解决方案,即主要用途在于支付。

跟现在流行公链Ethereum、Solana这种Layer 1以及Op Mainet、Arbtrium这种Layer2相比,Bitcoin是非图灵完备的。图灵完备是计算机科学中的一个概念,如果一个系统是图灵完备的,它能够执行任何可以通过算法或有效程序表达的计算任务。换句话说,图灵完备系统能够解决任何可计算的问题,只要有足够的时间和存储空间。虽然有简单的智能合约功能,但仅支持有限的交易类型和操作,如转账、多重签名等,而以Ethereum为首的图灵完备区块链则允许开发者编写智能合约和去中心化应用(DApps),这些程序可以执行任何复杂的计算任务。

事实上,尽管初衷是为了支付,但实际TPS极低,比特币的区块大约每10分钟生成一次,每一个区块的大小限制是1MB,比特币交易的大小可以变化,但平均大小约为250字节。即比特币一个区块内最大可以容纳的交易数约为 4,000 个,比特币的平均每秒交易数(TPS)约为 6.67,这阻挡了Bitcoin的实际采用。

技术升级

两个有效的升级正在改变这一现状,分别是隔离见证和 Taproot 更新。在比特币交易中,每笔交易的信息主要分为两个部分:基础交易数据和见证数据。前者是关于交易的数据,后者则用于验证用户的身份。见证数据占据了大量的存储空间,但对于用户来讲用处极小。要知道信息越多,Bitcoin网络转账效率越低和交易打包成本越高。后来隔离见证(SegWit)技术将见证数据从主要的交易数据中分离出来,并单独存储。这样做的结果是优化了存储空间的使用,从而提高了交易效率并减少了成本。在原有的 1M 大小区块不变的情况下,隔离见证使得每个区块可以容纳的交易更多,而隔离后的见证数据(也就是各种签名脚本)则可以占用额外的 3M 空间,为 Taproot 更新奠定了基础。【参考

Taproot更新是 Bitcoin Core 贡献者 Gregory Maxwell 在 2018 年提出的比特币升级提案。其技术细节过于复杂,简单来讲,Tapoot更新为Bitcoin更新做到了三大好处(1)让复杂的交易如多签名交易、时间锁交易看起来如同普通的比特币交易,增强了比特币的隐私性。(2)降低了交易费用(3)多笔交易放入了一个区块,节省了交易数据所占区块空间。

铭文出现

这两个更新之后,开发者 Casey Rodarmor 在 2022 年 12 月发明了Ordinals 协议,它为每个聪(Satoshi)赋予独特序列号,并在交易中追踪它们。任何人都可以通过 Ordinals 在 UTXO 的 Taproot 脚本中附加额外的数据,包括文本、图片、视频等。当时的参与者大多将图片上传其中,掀起了第一轮的“BTC NFT”的热潮,在当时引发了广泛的讨论,有人认为这是在BTC链上放“垃圾信息”,也有人说这是“铁树开花”,赋予了Bitcoin新的用途。这些图片、视频等数据需要“铭刻”在一笔交易的脚本中,在上传完后,一种叫做indexer(索引器)的工具会追踪和识别这些“铭刻”行为,这个时候“铭文”一词还不被大多数人了解。

随后的3月,一个叫做domo 的匿名Twitter用户在X上表示自己创建了基于Ordinals协议的同质化代币标准,称之为BRC-20,用户只需要遵从格式,在交易中写入规范性的文本即可发行相应的Token,随后有开发者开发出了“铭刻”工具,使操作更加简单,用户只需要输入名称,数量即可部署、铸造、转移BRC-20 Token。但这也是一小部分的人的游戏,这些BRC-20的交易大部分基于OTC,但问题随着Ordi、Sats等Token上线各大交易所,并产生了巨大财富效应,Web3参与者对其态度开始发生变化,众多投机者涌入铭文市场,开发者也积极的在各个公链部署相应的“XRC-20”标准。一些老项目重新借助铭文“老树开新花”开展出了新的业务。各大交易所纷纷上线相关代币,也让普通参与者有机会参与。

进入2024年之后,龙头铭文代币的价格开始跌落,投机者散去,人们开始思考,铭文对于Bitcoin生态意味着什么,对行业又意味着什么,同时未来的铭文将何去何从。本文将引用专业人士的观点、数据以及行业模型对这些问题进行解答。

如果想了解更多关于Taproot更新,请点击《什么是Taproot升级?

铭文的前世今生

前文中,我们也简要介绍铭文出现的技术发展背景。但事实上,在BRC-20等铭文标准出现之前,Bitcoin上也有很多资产发行方案。

最早有一个叫做“染色币”(Colored Coin)的资产发行方法。染色,指的是对比特币 UTXO 中添加特定的信息,使其与其他比特币 UTXO 进行区分,这样就为同质化的比特币之间带来了异质性。跟铭文一样,也需要使用相关的软件才可以识别到。在13年底,Flavien Charlon 提出 Open Assets Protocol,利用比特币的公私钥密码学工具,该协议允许“染色币”类资产发行可以由多签进行。

2014 年,ChromaWay 提出 EPOBC(enhanced, padded, order-based coloring)协议,协议包含两类操作,genesis 与 transfer,genesis 用于资产的发行,transfer 用于资产的转移。资产的类型无法显示编码区分,每一次 genesis 交易就发行一个新的资产,发行时就确定总量。EPOBC 资产必须通过 transfer 操作转移,如果 EPOBC 资产作为非 transfer 操作交易的输入,资产会发生丢失。这些信息通过比特币交易中的 nSequence 字段进行存储,在这存储不会增加格外内存,但是由于没有资产 ID 进行标识,每个 EPOBC 资产的交易必须追溯到 genesis 交易以确定其类别及合法性。

除以上这两种方法外,自2013年正式启动的Mastercoin也给出了自己的方法,这种方法对比特币的依赖程度更低,更多地选择在链下维护状态,链上只保存最小化的信息。可以认为,Mastercoin 将比特币视为一个去中心化的日志系统,通过任意的比特币交易发布资产的变动操作。而对于交易有效性的验证,是通过持续扫描比特币区块,维护一个链下的资产数据库来进行的,该数据库保存着地址与资产的映射关系,其中地址复用了比特币的地址体系。

Mastercoin也可以算是最早的ICO(Initial coinoffering,首次代币发行,类似于IPO)项目,不过后来Mastercoin更像是一种骗局,最后销声匿迹。但随后的ICO热潮中,很多项目通过类似于众筹的模式发行了自己的代币,直到Ethereum出现,这种图灵完备的区块链让人更容易建立dApp和发行资产,随后的几年里,Ethereum上也爆发了新的ICO热潮,并且衍生出了DeFi、NFT等相关资产及赛道。【参考

所以在铭文出现之前,大众对于在Bitcoin链上进行资产发行的探索一直没有停止过,只不过图灵完备的平台出现后,大家从成本等角度出发,选择了Ethereum、Solana这样的Layer1,区块链的资产发行属性也被弱化,更多的关注TPS、安全性等基础设施特性,区块链逐渐成为一种应用建设的基础设施。资产发行也成为区块链的基础应用之一。

而在铭文火热发展后,开发者也在各个链上部署了相关的铭文协议,比如SPL-20(Solana铭文协议)、Drc-20(狗狗链铭文)、Asc-20(Avanlanche链铭文)等。这些协议更多的是BRC-20在各个公链的仿制品,虽然有相应的基础设施,但是跟主流的资产发行方式相比——即利用各个链的智能合约标准,铭文协议并没有得到很大的发展,比如在Solana上,主流的资产还是SPL标准而非铭文标准SPL-20。这其中的原因比较好理解,首先,铭文的部署是非掌控的,即任何人都可通过铸造铭文资产,只要他知道铭文的文本内容,对于希望通过Token进行募资或者想要将原始Token映射成为铭文的项目带来的无法逾越的门槛,选择铭文发行自身资产等于资产不可控,且铭文基础设施并不完善,选择铭文意味着现有的开发体系的更改以及产品的更新,对于产品用户来讲,尚未发展起来的基础设施也会进一步让用户体验恶化。

但作为非图灵完备的协议,Bitcoin的资产发行协议却开始丰富起来,陆续出现了RGB协议、Taproot Assets、Runes协议等。截止发稿日,Bitcoin资产协议还在不断创新中。

Bitcoin热门资产发行协议

Bitcoin 上已经出现了多种热门的资产发行协议,我们对其中的典型协议进行技术原理和科技上的讲解

Ordinals Protocol

每个比特币都可以被分成 100,000,000 个单位,称为 satoshis(或 sats),中文叫「聪」,所以2100万枚Bitcoin共有2,100,000,000,000,000个聪。 Casey Rodarmor 在 2023 年 1 月发布的 Ordinals 协议则将这些聪打上序号,按照开采顺序从0-2,100,000,000,000,000 进行编号,这些聪可以关联不同的数据,比如文本、图像、视频等。每个聪都可以被追踪和转移,这样每一个聪都相当于一个独一无二的载体,通过承载的数据来确定其独特性。

在上文中我们提到了Taproot 升级,Taproot的一个影响就是,可以在 taproot 脚本中存储任意数据 (不超过 4M),并且同样可以利用隔离见证升级后主数据为1M的好处,只需要 1/4 手续费即可完成 NFT 完全上链。

由于Ordinals Protocol为“聪”编号,但由于减半、难度调整等特殊事件,也衍生出了“稀有聪”概念。在文档中,“聪”被分成了下图中的六个等级。

 

Ordinals 协议现状

Ordinals协议的在2023年得到广泛应用,其中11月因铭文财富效应引起的热潮让交易费用急剧攀升,截止1月9日晚,共有53.96M铭文被铭刻,产生的费用达到了$255.92M。

 

Ordinals 铭文数量及费用,来源:Dune

比较知名的Ordinals Punks、Bitcoin Punks等都是基于Ordinals Protocol建立。

 

Bitcoin Punks市场界面(来源:Unisat.io

BRC-20

2023 年 3 月 8 日,一个叫 domo 的匿名开发者基于 Ordinals 协议推出了 BRC-20。类似于ERC-20,这个协议定位于在在比特币生态的资产发行协议。具体来讲,BRC-20协议需要用户按照规范的JSON格式,将协议规定的各个部分进行填写即可,相关的规范有:

  • 「p」:协议类型。必须包含的关键词,该关键词定义操作基于 BRC-20 协议进行,帮助其它系统识别与处理 BRC-20 事件。
  • 「op」:事件类型。必须包含的关键词,该关键词定义事件类型,是 Deploy 部署、Mint 铸造还是 Transfer 转账。在这里「op」的内容为「transfer」意味着事件类型为转账。
  • 「tick」:BRC-20 Token 标识。必须包含的关键词,该关键词定义 BRC-20 Token 名称,由 4 个字母组成。在这里「tick」的内容为「ordi」意味着转账的 BRC-20 Token 为 $ordi。
  • 「amt」:所转账的 BRC-20 Token 数量。必须包含的关键词,该关键词定义将要转账多少个 BRC-20 Token。
  • 「max」:最大供应量。必须包含的关键词,该关键词定义 BRC-20 Token 的最大供应量。
  • 「lim」:单个铭文可容纳的最大 BRC-20 Token 数量。非必须包含的关键词,该关键词定义用户铸造一个铭文最多可以获取多少 BRC-20 Token。若此项设置为 1000,则铸造单个铭文最多可获取 1000 个 BRC-20 Token。

在进行部署、铸造和转移时,用户需要进行按照规范填写各个字段,如下图所示,不同的操作代表着不同的字段组合,用户按照需求填入字段即可。

 

来源:自制

BRC-20现状

在最初公布时,市场工具较少,参与BRC-20需要运行比特币全节点,对普通人来讲很难参与。后续各种铭刻工具的出现让这种简易的Token规范得以被广泛使用。从下图中可以看出,在BRC-20出现后,交易数量(铭刻行为)一度占到了BTC交易的50%,甚至超过了Ordinals Protocol交易。

 

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