比特币扩容解决方案: Stacks

比特币扩容方案: Stacks

比特币与Stacks:实现比特币的扩展和功能增强

摘要

比特币是目前最安全和最持久的区块链网络之一,但同时也面临着可扩展性和功能性的挑战。比特币的设计初衷是简约而稳定,不容易被改变。然而,为了解决其交易速度慢、交易费用高以及衍生品等功能单一的问题,Stacks项目正在建立一个基于比特币的开源平台,通过引入智能合约和去中心化应用(DApps)来增强比特币的功能。Stacks不是试图替代或改变比特币,而是在比特币之上增加了新的能力,使得比特币成为一个完全可编程的资产。本文将介绍Stacks的主要创新和优势,以及它如何为比特币提供一个完全可编程的资产层。

引言

比特币是第一个成功的加密货币,它创造了一个去中心化、不可篡改、抗审查的价值网络。比特币拥有独特的安全性和稳定性,因为它拥有全球最大的算力和最广泛的分布式节点。然而,比特币也存在一些限制,例如交易速度慢、交易费用高、功能单一等。这些限制阻碍了比特币在更多场景中的应用,例如智能合约、去中心化金融(DeFi)、非同质化代币(NFT)等。

为了解决这些问题,许多项目尝试在比特币之上或之外构建具有更多功能和更高效率的区块链平台。然而,这些项目通常需要牺牲安全性或去中心化性,或者依赖第三方服务或中介实现与比特币的互操作性。这些解决方案无法充分利用比特币本身的优势,且无法保证用户和开发者的信任和自主。

Stacks是一个与众不同的区块链平台,它致力于成为比特币的扩展解决方案。相较于其他项目,Stacks不仅能够继承比特币的安全性和共识机制,还提供了高吞吐量和低延迟的交易体验。同时,Stacks实现了一个无需信任的双向比特币锚定机制,使得比特币可以在Stacks层上自由流通和使用。此外,Stacks还采用了Clarity语言,一种安全、可判定的智能合约语言,可以响应比特币交易并访问比特币状态。

Stacks的主要创新

Stacks是一个区块链解决方案,它利用了比特币的安全性和共识机制,同时提供了高吞吐量和低延迟的交易体验。Stacks的主要创新和优势可以用以下六个字母来概括:S-T-A-C-K-S。

S – 由比特币的全部算力保护(终局性)

Stacks不是在比特币之外构建一个独立的区块链网络,而是直接利用了比特币本身的安全性和共识机制。Stacks使用了一种名为共识桥接(consensus bridge)的技术,将比特币区块链上发生的事件映射到Stacks区块链上,实现两个区块链之间的互操作性。

具体来说,Stacks使用了一种名为证明转移(proof-of-transfer, PoX)的共识算法,使得Stacks节点可以通过向比特币区块链发送交易来参与Stacks区块链的共识过程。这些交易包含了Stacks节点对下一个Stacks区块的投票信息,以及激励其他节点参与共识过程的奖励信息。通过这种方式,Stacks节点可以利用比特币区块链作为一个不可篡改、不可逆转、不可预测的随机数生成器,达成对下一个Stacks区块的共识。

这种共识桥接技术使得Stacks区块链可以继承比特币区块链的安全性和终局性。任何试图攻击或篡改Stacks区块链的恶意节点都必须同时攻击或篡改比特币区块链,这在实际上是非常困难甚至不可能的。因此,Stacks区块链可以被认为是由比特币的全部算力保护的。这也意味着Stacks区块链上发生的任何事件都具有与比特币相同的终局性。换句话说,一旦一个Stacks交易被确认,就不可能被回滚或撤销,除非同时回滚或撤销相应的比特币交易。

T – 无需信任的比特币锚定机制

Stacks不仅利用了比特币作为自己的安全层和共识层,还实现了无需信任的双向比特币锚定机制,使得比特币可以在Stacks层上自由流通和使用。这个锚定机制被称为栈式比特币(Stacked Bitcoin, sBTC)。sBTC交换的实现基于Stacks和比特币之间的互操作性,以及Stacks层上的智能合约逻辑。原子比特币交换为用户提供了更高的效率和安全性,以及更多的选择和灵活性。

由比特币地址拥有的资产是指在Stacks层上发行或转移的资产,其所有权由比特币地址而不是Stacks地址来确定。这意味着用户可以使用自己在比特币层上已有的地址和私钥来管理在Stacks层上拥有的资产,而无需创建或导入新的地址或私钥。用户既能享受比特币层上的安全性和隐私性,又能访问Stacks层上的功能性和多样性。由比特币地址拥有的资产的实现基于Stacks和比特币之间的地址映射,以及Stacks层上的智能合约逻辑。由比特币地址拥有的资产为用户提供了更高的便利性和兼容性,以及更多的信任和自主。

A – 原子比特币交换和由比特币地址拥有的资产

C – Clarity语言,安全、可判定

Stacks在支持智能合约和DApps的能力方面采用了一种名为Clarity的智能合约语言,它专门为区块链设计。Clarity语言具有以下特点:

  • 解释型语言:Clarity语言无需编译成字节码或虚拟机代码,可以直接在区块链上执行。这可以避免编译器引入的错误或漏洞,以及虚拟机引入的开销或不确定性。

  • 可判定语言:Clarity语言可以在有限的时间和空间内确定地执行,并且可以预先计算出其执行结果和消耗的资源。这可以避免无限循环或死锁等问题,提供更精确和公平的费用模型。

  • 非图灵完备语言:Clarity语言不支持所有可能的计算,而是只支持一些有限且必要的计算。这可以避免复杂度或不可预测性等问题,提供更高的安全性和可靠性。

  • 透明语言:Clarity语言可以让用户和开发者清楚地看到智能合约的逻辑和状态,并且可以对其进行验证或分析。这可以避免隐藏或欺骗等问题,提供更多的信任和自主。

Clarity语言提供了一个安全、可判定的编程环境,保护用户和开发者的利益和权利。Clarity语言还可以让智能合约响应比特币交易并访问比特币状态,实现与比特币的互操作性和协同性。

K – 对比特币完整状态的了解

Stacks不仅可以向比特币写入信息,还可以从比特币读取信息。这是因为Stacks可以跟踪和存储比特币的完整状态,包括比特币区块头、交易、地址、余额等。这样,Stacks可以利用比特币作为一个不可篡改、不可逆转、不可预测的数据源,实现更高级的功能,例如跨链合约、预言机、隐私保护等。

Stacks对比特币完整状态的了解是通过一种名为区块链适配器(blockchain adapter)的技术实现的。区块链适配器是由Stacks节点自愿参与的服务,可以从比特币网络上获取并验证比特币区块链上发生的事件,并将其转发给Stacks网络上的其他节点。区块链适配器的参与者可以通过向Stacks网络提供有价值的信息获得一定比例的Stacks代币(STX)奖励。区块链适配器的运行逻辑是完全透明和可验证的,因此用户无需信任任何第三方或中介来读取比特币的信息。

结论

Stacks是一个建立在比特币之上的开源平台,通过引入智能合约和DApps增强了比特币的功能。Stacks利用了比特币本身的安全性和共识机制,同时提供了高吞吐量和低延迟的交易体验。Stacks还实现了一个无需信任的双向比特币锚定机制,使得比特币可以在Stacks层上自由流通和使用。Stacks采用了Clarity语言,这是一种安全、可判定的智能合约语言,可以响应比特币交易并访问比特币状态。Stacks为比特币提供了一个完全可编程的资产层,使得比特币可以在更多场景中发挥价值和潜力。Stacks也为用户和开发者提供了一个安全、高效、灵活、透明的区块链平台,使得他们可以享受比特币的优势,同时也可以访问更多的功能和多样性。

重大升级

Stacks将发布一个重大的升级版本,名为Nakamoto版本,进一步增强Stacks作为比特币层的功能和性能。Nakamoto版本由一个名为sBTC工作组的团队提出,该团队由Stacks核心开发者、普林斯顿计算机科学家、Hiro、Trust Machines、Stacks创始人Muneeb Ali、Stacks基金会、个人专家等组成。该团队已发布了两篇相关的白皮书,分别介绍了sBTC和Nakamoto版本的设计和实现细节。

Nakamoto版本的主要特点包括:

  • 实现无需信任的双向比特币锚定机制,名为栈式比特币(sBTC),使得比特币在Stacks层上自由流通和使用,并可向比特币层写入信息。sBTC是一种与原生比特币(BTC)一比一锚定的代币,可用于Stacks层上的智能合约和DApps交互。sBTC的锚定机制由Stacks共识算法的锚定池(anchor pool)组件实现,该池可以接收和发送比特币,并根据比特币交易的证明发行或销毁sBTC。

  • 实现具有比特币终局性保护的交易,以及在两个比特币区块之间快速确认和广播大量交易的技术,名为微区块(microblocks)。微区块技术可在两个比特币区块之间快速确认和广播大量交易,提高交易吞吐量,降低交易延迟。尽管微区块的交易可以快速确认,但在写入比特币区块链之前它们尚未最终结算。

  • 为实现最终结算,Stacks还采用了锚定区块(anchor block)技术,将一系列微区块打包成一个完整区块,并写入比特币区块链。锚定区块由提交者(committer)节点生成,其他节点验证和转发。提交者节点由Stacks共识算法的提交服务(committing service)组件选出。提交服务是一个自愿参与的服务,根据微区块的质量和其他因素对其进行筛选和打包。锚定区块技术实现了交易的最终结算,将一系列微区块打包成一个完整区块,并写入比特币区块链。

通过这些重大升级,Stacks将进一步提升其作为比特币扩展解决方案的功能和性能。

结论

Stacks作为一个建立在比特币之上的开源平台,通过引入智能合约和DApps增强了比特币的功能。Stacks利用了比特币本身的安全性和共识机制,同时提供了高吞吐量和低延迟的交易体验。Stacks还实现了一个无需信任的双向比特币锚定机制,使得比特币可以在Stacks层上自由流通和使用。Stacks采用了Clarity语言,一种安全、可判定的智能合约语言,可以响应比特币交易并访问比特币状态。Stacks为比特币提供了一个完全可编程的资产层,使得比特币可以在更多场景中发挥其价值和潜力。不但如此,Stacks也为用户和开发者提供了一个安全、高效、灵活、透明的区块链平台,使得他们可以享受到比特币的优势,同时也可以访问到更多的功能和多样性。

Stacks即将发布的Nakamoto版本将进一步提升其作为比特币扩展解决方案的功能和性能,为用户和开发者带来更多创新和便利。相信在Stacks的持续努力下,比特币将在未来的区块链应用中发挥更重要的作用。