比特币现货 ETF 在过去几周主导了讨论。随着所有事情的解决，社区的注意力又回到了比特币上。这意味着要回答一个永恒的问题：「如何提高比特币的可编程性？」
比特币 L2 是目前这个问题最有希望的答案。本文将比特币 L2 与早期的工作进行比较，并讨论了一些最有前途的比特币 L2 项目。然后，本文触及了与比特币 L2 相关的有趣的创业机会。
由于许多投资者现在可以通过受监管的产品获得比特币敞口，他们可以在大量传统金融产品中使用比特币，例如杠杆交易、抵押贷款等。然而，这些产品不使用原生 BTC。取而代之的是，他们使用由发行者 TradFi 控制的 BTC，而原生 BTC 则由托管人锁定。随着时间的流逝，TradeFi BTC 可以成为持有和使用 BTC 的主要方式，将其从去中心化的无许可资产转换为由华尔街控制的另一种资产。比特币原生的无许可产品是抵制旧金融体系对比特币控制的唯一途径。
已经有很多尝试在 L1 上实现附加功能。这些努力的重点是利用比特币交易的能力来携带任意数据。这些任意数据可用于实现附加功能，例如，发行和转移资产和 NFT。然而，这些功能并不是作为比特币协议的一部分构建的，而是需要额外的软件来解释这些数据字段并对其进行操作。
这些努力包括 Colored Coins、Omni Protocol、Counterparty 和最近的 Ordinals。Omni 最初用于在比特币 L1 上发行和转移 Tether (USDT)，然后扩展到其他链。Counterparty 是 Bitcoin Stamps 和 SRC-20 代币的基础技术。Ordinals 目前是使用铭文在比特币上发行 NFT 和 BRC-20 代币的标准。
Ordinals 自成立以来取得了巨大成功，产生了超过 2 亿美元的手续费。尽管取得了成功，但 Ordinals 仅限于资产发行和转让。Ordinals 不能用于在 L1 上实现应用程序。由于比特币原生编程语言 Bitcoin Script 的限制，更复杂的应用程序，例如 AMM 和 Lending，几乎不可能构建。
扩展比特币 L1 功能的一个独特努力是 BitVM。这个概念建立在 Taproot 升级到比特币的基础上。BitVM 的概念是通过链下执行程序来扩展比特币的功能，并保证执行可以通过欺诈证明在链上受到挑战。虽然 BitVM 似乎可用于在链下实现任意逻辑，但在实践中，在 L1 上执行欺诈证明的成本随着链下程序的规模而迅速增长。这个问题限制了 BitVM 在特定问题上的适用性，比如最小化信任的 BTC 桥。许多即将推出的比特币 L2 都利用 BitVM 进行桥接实现。
BitVM 操作简化图
解决比特币有限的可编程性的另一种方法是利用侧链。侧链是完全可编程的独立区块链，例如，EVM 兼容，试图与比特币社区保持一致，并为该社区提供服务。Rootstock、Blocksteam 的 Liquid 和 Stacks V1 就是这些侧链的例子。
比特币侧链已经存在多年，在吸引比特币用户方面总体上取得了有限的成功。例如，Liquid 有不到 4500 个 BTC 桥接到侧链上。然而，在这些链上构建的一些 DeFi 应用程序已经取得了一些成功。例子包括 Rootstock 上的 Sovryn 和 Stacks 上的 Alex。
比特币 L2 正在成为构建基于比特币的无需许可应用程序的焦点。它们可以提供与侧链相同的优势，但具有来自比特币基础层的安全保证。关于什么真正代表了比特币 L2，一直存在争议。在本文中，我们避免了这种争论，但讨论了如何使 L2 与 L1 充分耦合的主要考虑因素，并讨论了一些有前途的 L2 项目。
比特币 L2 最重要的要求是从 L1 的安全性中获得其安全性。比特币是最安全的链，用户希望这种安全性能够扩展到 L2。例如，闪电网络已经是这种情况。
这就是侧链被归类为此类的原因，它们有自己的安全性。例如，Stacks V1 的安全性依赖于 STX 代币。
这种安全要求在实践中很难实现。为了使 L1 保护 L2, L1 需要能够执行某些计算来验证 L2 的行为。例如，以太坊的 rollup 从 L1 中获得安全性，因为以太坊 L1 可以验证零知识证明 (zk rollup) 或验证欺诈证明 (optimistic rollup)。比特币基础层目前缺乏这两方面的计算能力。有人提议向比特币添加新的操作码，允许基础层验证 rollup 提交的 zkp。此外，BitVM 等提案试图在不更改 L1 的情况下实现欺诈证明的方法。BitVM 面临的挑战是，欺诈证明的成本可能非常高 ( 数百个 L1 交易 )，限制了它们的实际应用。
为 L2 实现 L1 级安全性的另一个要求是，L1 具有 L2 交易的不可变记录。这就是数据可用性 (Data Availability, DA) 需求。它允许只监视 L1 链的观察者验证 L2 状态。通过铭文，可以将 L2 TX 的记录嵌入到比特币 L1 中。然而，这就产生了另一个问题，那就是可扩展性。比特币 L1 的区块时间限制为大约每 10 分钟 4MB，数据吞吐量限制为大约 1.1 KB/s。即使 L2 交易被高度压缩到大约 10 bytes/tx，假设所有 L1 交易都用于存储 L2 数据，L1 也只能支持约 100 tx/ 秒的 L2 吞吐量。
在以太坊 L2 中， L2 的桥接由 L1 控制。桥接到 L2，又名 Peg-in，实际上意味着将资产锁定在 L1 上，并在 L2 上创建此资产的副本。在以太坊中，这是通过 L2 原生桥智能合约实现的。这个智能合约存储了桥接到 L2 的所有资产。智能合约的安全性来源于 L1 验证器。这使得到 L2 的桥接安全且信任最小化。
在比特币中，不可能有一个由全部 L1 矿工保护的桥。相反，最好的选择是拥有一个存储 L2 资产的多重签名钱包。因此，L2 网桥的安全性取决于多重签名安全性，即签名者的数量、他们的身份以及如何保护转入和转出操作。提高 L2 桥接安全性的一种方法是使用多个多重签名，而不是使用一个包含所有 L2 桥接资产的多重签名。这方面的例子包括 TBTC，其中多重签名签名者必须提供质押品，如果他们作弊，质押品可能会被削减。类似地，提议的 BitVM 桥要求多重签名签名者提供安全保证金。但是，在此多重签名中，任何签名者都可以发起转出交易。转出交互受到 BitVM 欺诈证明的保护。如果签名者犯了恶意行为，其他签名者 ( 验证者 ) 可以在 L1 上提交欺诈证明，从而导致恶意签名者被删除。
Chainway 正在比特币的基础上建立一个 zk rollup。Chainway rollup 使用比特币 L1 作为 DA 层来存储 rollup 的 zkp 和状态差异。此外，rollup 利用证明递归，使每个新证明聚合在前一个 L1 块上发布的证明。该证明还聚合了「强制交易」，即 L2 相关的交易，这些交易在 L1 上广播，以强制将其包含在 L2 上。这种设计有几个优点
1.强制交易保证 rollup 排序器无法审查 L2 交易，并赋予用户通过在 L1 上广播这些 TX 来包含这些 TX 的权力。
2.使用证明递归意味着每个区块的证明者必须验证前一个证明。这创建了一个信任链，并保证无效的证明不能包含在 L1 上。
Chainway 团队还讨论了使用 BitVM 来保证正确执行证明验证和转入 / 转出交易。使用 BitVM 验证桥接交易可将桥接多重签名的信任假设减少到诚实的少数。
Botanix 正在为比特币构建一个 EVM L2。为了提高与比特币的一致性，Botanix L2 使用比特币作为 PoS 资产来达成共识。L2 验证者从在 L2 上执行的交易中赚取费用。此外，L2 使用铭文将所有 L2 交易的默克尔树根存储在 L1 上。这为 L2 交易提供了部分安全性，因为 L2 交易日志不能更改，但不能保证这些交易的数据处理。
Botanix 通过一个名为 Spiderchain 的去中心化多重签名系统网络处理 L1 的桥接。多重签名的签名者是从一组业务流程协调程序 (orchestrators) 中随机选择的。Orchestrators 将用户资金锁定在 L1 上，并签署一份证明，在 L2 上生成等量的 BTC。Orchestors 需要提交一份保证金才有资格担任此职位。在发生恶意行为时，安全保证金可以削减的。
Botanix 已经启动了一个公共测试网，主网计划在 2024 年上半年启动。
Bison 的比特币 L2 采用主权 rollup 风格。Bison 使用 STARK 实现 zk rollup，并使用 Ordinals 将 L2 TX 数据和生成的 zkp 存储到 L1。由于比特币无法在 L1 上验证这些证明，因此验证委托给在其设备中验证 zkp 的用户。
对于与 L2 之间的 BTC 桥接，Bison 使用离散日志合约 (DLC)。DLC 由 L1 保护，但依赖于外部预言机。这个预言机读取 L2 状态并将信息传递给比特币 L1。如果这个预言机是中心化的，预言机可能会恶意地在 L1 上使用锁定的资产。因此，对于 Bison 来说，最终转向去中心化的 DLC 预言机非常重要。
Bison 计划支持基于 rust 的 zkVM。目前，Bison OS 实现了许多合约，例如 Token 合约，可以使用 Bison 证明器来证明。
Stacks 是最早专注于扩展比特币可编程性的项目之一。Stacks 正在进行改造，以更好地与比特币 L1 保持一致。本次讨论的重点是即将到来的 Stacks V2，预计将于 2024 年 4 月在主网上发布。Stacks V2 实现了两个新概念，这些概念改进了与 L1 的一致性。第一个版本是 Nakamoto Release，更新了 Stacks 的共识，以遵循比特币区块和最终确定性。第二种是改进的 BTC 桥接，称为 sBTC。
在 Nakamoto Release 中，Stacks 中的区块是由在 L1 上以 BTC 进行保证金交易的矿工开采的。当 Stacks 矿工创建一个区块时，这些区块被锚定在比特币 L1 中，并接收 L1 PoW 矿工的确认。当一个区块收到 150 个 L1 确认时，这个区块被认为是最终确定的，如果不分叉比特币 L1，就无法分叉。在这一点上，开采该区块的 Stacks 矿工获得 STX 奖励，他们的 BTC 保证金被分发给网络 Stackers。这样，任何超过 150 个区块 ( 约 1 天 ) 的 Stacks 区块都依赖于比特币 L1 安全性。对于较新的区块 (< 150 次确认 )，只有在 70% 的 Stackers 支持分叉的情况下，Stacks 链才能分叉。
另一个 Stacks 升级是 sBTC，它提供了一种更安全的方式来将 BTC 桥接到 Stacks。为了将资产桥接到堆栈，用户将他们的 BTC 存入由 L2 Stackers 控制的 L1 地址。当存款交易得到确认时，sBTC 就会在 L2 上铸造。为了确保桥接 BTC 的安全性，Stackers 必须在 STX 中锁定超过桥接 BTC 价值的保证金。Stackers 还负责执行来自 L2 的转出请求。转出请求作为 L1 交易广播。确认后，Stackers 在 L2 上销毁 sBTC，并协作签署 L1 tx，释放 L1 上用户的 BTC。对于这项工作，Stackers 获得了之前讨论过的矿工保证金奖励。这种机制被称为传输证明 (PoX)。
Stacks 与比特币一致，要求许多重要的 L2 交易作为 L1 方式执行，例如矿工 PoX 保证金，转出交易。这个要求确实提高了桥接 BTC 的一致性和安全性，但由于 L1 的波动性和高费用，可能导致用户体验下降。总的来说，升级后的堆栈设计解决了 V1 中的许多问题，但仍然存在一些弱点。这包括在 L2 和 L2 DA 中使用 STX 作为原生资产，也就是说，L1 上只有交易和智能合约代码的哈希值可用。
比特币构建 (Bulid-on-Bitcoin，BOB) 是一个以太坊 L2，旨在与比特币保持一致。BOB 作为以太坊上的 Optimistic rollup 运行，并使用 EVM 执行环境来实现智能合约。
BOB 最初接受不同类型的桥接 BTC (WBTC, TBTC V2)，但计划在未来使用 BitVM 采用更安全的双向桥接。
为了区别于其他同样支持 WBTC 和 TBTC 的以太坊 L2, BOB 正在构建允许用户直接从 BOB 与比特币 L1 交互的功能。BOB SDK 提供了一个智能合约库，允许用户在比特币 L1 上签署交易。这些交易在 L1 上的执行由比特币轻客户端监控。轻客户端将比特币区块的哈希值添加到 BOB 中，以允许简单验证 (SPV) 提交的交易在 L1 上执行并包含在区块中。另一个特性是独立的 zkVM，它允许开发人员为比特币 L1 编写 rust 应用程序。正确执行的证明可以在 BOB rollup 上进行验证。
目前的 BOB 设计被更好地描述为一个侧链，而不是比特币 L2。这主要是因为 BOB 的安全性依赖于以太坊 L1，而不是比特币的安全性。
SatoshiVM 是另一个计划推出 zkEVM 比特币 L2 的项目。随着 1 月初测试网的启动，该项目突然出现。该项目的技术细节很少，也不清楚谁是该项目的开发人员。关于 SatoshiVM 的少数技术文档指出，使用比特币 L1 进行 DA，通过支持在 L1 上广播交易的能力来抵抗审查，并使用 BitVM 风格的欺诈证明来验证 L2 zkp。
鉴于其匿名性，围绕该项目存在很多争议。一些调查显示，该项目与 Bool Network 有联系，Bool Network 是一个较老的比特币 L2 项目。
比特币 L2 的发展空间带来了一些创业机会。除了为比特币打造最佳 L2 平台这个显而易见的机会之外，还有其他一些创业机会。
许多即将推出的 L2 旨在加强与 L1 的一致性。这样做的一种方法是将 L1 用于 DA。然而，考虑到比特币区块大小的硬性限制和 L1 区块之间的长延迟，L1 将无法存储所有 L2 交易。这为比特币特定的数据处理层创造了机会。现有的网络，例如 Celestia，可以扩展以填补这一空白。然而，创建一个依赖于比特币安全性或 BTC 抵押品的链下 DA 解决方案可以提高与比特币生态系统的一致性。
除了使用比特币 L1 进行 DA 外，一些 L2 可能会选择将 L2 交易排序委托给 BTC 绑定的排序器，甚至委托给 L1 矿工。这意味着任何 MEV 提取都将委托给这些实体。鉴于比特币矿工不具备完成这项任务的能力，一家专注于 MEV 提取和比特币 L2 私人订单流的类似 flashbot 的公司就有机会出现。MEV 提取通常与所使用的 VM 密切相关，鉴于比特币 L2 没有商定的 VM，该领域可能有多个参与者。每个人都专注于不同的比特币 L2。
比特币 L2 将需要使用比特币抵押品来进行验证器选择、DA 安全性和其他功能。这为持有和使用比特币创造了收益机会。目前，有一些工具提供了这样的机会。例如，Babylon 允许质押比特币来保护其他链。随着比特币 L2 生态系统的蓬勃发展，聚合比特币原生收益机会的平台有很大的机会。
总而言之，比特币是最受认可、最安全、流动性最强的加密货币。随着比特币现货 ETF 的推出，比特币进入了机构采用阶段，保持比特币作为一种无需许可和抗审查资产的基本性质比以往任何时候都更重要。这只能通过扩大比特币周围的无许可应用空间来实现。比特币 L2 和支持这些 L2 的创业生态系统是实现这一目标的基本要素。在 Alliance，我们希望为正在创建这些初创公司的创始人提供支持。
原文标题：《The Bitcoin L2 Opportunity》
撰文：Mohamed Fouda，Volt Capital 合伙人
编译：Kate，火星财经
感谢 Orkun Mahir Kılıç，Ken Liao 对本文的宝贵反馈。
