BOB：BTC與ETH強強聯手下的Hybrid L2

摘要

BOB 屬於一種全新的L2類型：Hybrid L2。BOB由BTC L1這個最安全的L1來確保安全，並用此安全性創建去信任化的橋樑，以此連接BTC、ETH和其他 L1 區塊鏈。因此Hybrid L2 不依賴第三方橋接工具實現互操作性，同時解決了分散的 BTC 多鏈流動性問題。

1 引言

BTC作為去中心化、透明且具有抗審查性的支付系統而被創建。十年後，智能合約鏈推動了DeFi應用及其他創新產品的創建，例如 NFT、代幣化社交媒體和遊戲，以及 DAOs 和其他去信任的治理結構。在此現況下，儘管BTC L1仍然是全球加密貨幣採用的核心，但在創新和開發者活動方面，它的表現已經落後。

儘管BTC L1發展緩慢且缺乏靈活性，但它在市值、交易量和活躍用戶數量上仍然比所有其他加密貨幣加起來都要大。截止至2024年10月，BTC在全球擁有 3 億用戶，1 萬億美元市值，以及無可匹敵的品牌認知度與統治力。然而BTC L1的 DeFi 活動量卻是所有加密貨幣中最低的：以太坊的DeFi TVL 與市值比為 30%，而BTC的 DeFi TVL 佔比僅為 0.1%，相差 300 倍。

在過去的幾年裡，有很多人嘗試在BTC L1上通過協議變更和分叉，從而引入智能合約和 DeFi ，但這些嘗試都失敗了。BTC L1反對任何可能大幅改變它的功能或者增加複雜性的協議升級。因此，BTC L1在未來的很長一段時間裡不會具備像以太坊那樣的原生可編程性，最終BTC L2會成為BTC生態中DeFi 的最佳解決方案。

1.1 H****ybrid L2

Hybrid L2是一種BTC L2解決方案，旨在解決BTC L1上擴展 DeFi 的主要挑戰。這種L2往往具備了三個關鍵屬性：

• BTC L1安全性：通過BitVM2在BTC L1上使用OP驗證和錯誤證明。
• 去信任化的 BTC 橋接：使用改進版的 BitVM 橋接設計，只要BTC L1是安全的，並且網絡中有至少一個誠實節點能夠執行鏈上爭議，用戶即可以存取 BTC。這種新安全模型被稱為「存在即可信」（1-of-n），因其依賴最小化的假設，安全性上比現有的 BTC 多籤橋要優越得多。
• 去信任化的以太坊橋接：BOB 使用BTC L1安全性，結合 L1/L2 的以太坊OP rollups 的橋接設計，將以太坊的 L2 提款作為 L1 智能合約的一部分編碼，確保 L2 提款的正確性。該設計可以擴展到大多數擁有智能合約的 L1 鏈上。

作為第一個Hybrid L2，BOB 提供了一個實用的無信任跨鏈互操作性的解決方案：首先，BTC L1作為最安全的去中心化網絡，可以同時保護 L2 和所有跨鏈橋。在此之上，BOB 進一步解決了跨鏈 BTC 流動性分散的問題 – 用戶通過 BOB 網絡，可以利用原生 BTC 流動性和BTC L1安全的取款機制，在各種鏈上存入資產。最終，BOB通過向BTC L1支付費用維護BTC L1的安全性和可持續性。

2. BTC L2 的現狀：福禍並存

BTC L2 有潛力為BTC L1帶來創新，並同時保持其核心原則不變。它可以解鎖 DeFi 用例的前景，在不需要依賴中心化的交易所的前提下為交易、借貸和質押賦能。這對於解鎖BTC的萬億美元市場來說是一個巨大機會。目前，數十條鏈已經聲稱自己是“BTC L2”。

然而，構建BTC L2 是一項艱難的任務，之前的嘗試都未能達到以太坊的成功程度。我們認為要成功推出BTC L2 面臨以下三大挑戰：

• **BTC安全和去信任的 BTC 橋接：**這是將BTC L2 與其他所有鏈區分開來的關鍵特性。BTC L1的安全性可以使用戶在不依賴第三方的情況下存入與取出BTC。迄今為止，幾乎所有的 BTC 橋都依賴於多重簽名。而BOB是歷史上首次有通過 BitVM2 實現這一藍圖的團隊。
• **打造有競爭力的生態系統：**L2 只有在其 dApp 生態系統成功時才能成功。創建成功產品的關鍵是提供最好的開發工具和 DeFi 基礎設施，如錢包、機構託管和預言機。這意味L2團隊要跟上發展速度，比如ms級的交易速度和抽象化的 gas 費用。如果不能提供一個有競爭力的開發者環境，BTC L1應用程序將很難與以太坊及其他網絡的競爭者競爭。
• **引入藍籌流動性（冷啟動問題）：**在 DeFi 生態系統中，引入穩定幣、法幣入金/出金通道、以及連接其他網絡的橋樑是至關重要的。對於開發者來說，網絡效應是新產品成功的決定性因素，所以在孤立鏈上開發項目帶來了重大的挑戰。

3. BOB的背景：橋、輕客戶端和 BitVM

BOB的創新性主要體現在三大核心技術概念：跨鏈橋接、輕客戶端以及BitVM。這些技術共同構成了BOB的價值主張，因此我們有必要深入探討這三者。

3.1 輕客戶端

BTC L1的“簡化支付驗證”（SPV）輕客戶端協議允許節點在不下載完整區塊鏈數據的情況下執行支付驗證。這種方式只需要輕客戶端通過區塊頭驗證共識終局，並可以根據所選交易進行驗證。

BTC L1的輕客戶端具有可驗證的安全性，並且能夠被擁有智能合約功能的其他區塊鏈驗證。例如，Threshold已經在以太坊上運行此類輕客戶端多年。然而，以太坊並沒有安全的輕客戶端，這是因為以太坊需要存儲和跟蹤超過一百萬個驗證者的公鑰，增加了系統複雜性。

3.2 跨鏈橋

我們已經證明將資產“橋接”或“包裝”到不同的區塊鏈上的兩種屬性：

a）可以讓兩條鏈同時正確運作；

b）在沒有可信第三方的情況下難以實現。

在實踐中，我們可以通過允許任何網絡參與者承擔驗證職責來減少對第三方的依賴。通過所謂的“輕客戶端橋”，鏈A和鏈B可以通過彼此的智能合約驗證各自的共識協議。當我們將資產a存入鏈A上的橋時，鏈B上的智能合約會驗證該交易已在鏈A上完成共識，然後才會鑄造出包裝的代幣b(a)。反之亦然，當我們銷燬鏈B上的b(a)時，我們必須首先驗證該交易已在鏈A上達成共識。這種設計因為輕客戶端的複雜性，目前成功實施案例非常少。

3.3 BitVM

BitVM是一個在BTC L1上以OP方式執行仲裁程序的機制。它的執行發生在鏈下，失敗時則通過鏈上爭議解決。其兩個主要用例是BTC L1的OP彙總（類似於Arbitrum）和去信任化的橋接。在這兩種情況下，BitVM允許用戶從L2存取BTC，只要網絡中有一個誠實的節點存在，存款便無法被盜。

目前最常使用的BitVM版本是BitVM2。它的設計摘要如下：

• 將程序壓縮到SNARK驗證器，並實現於BTC L1腳本中。
• 將驗證器分割為4MB以下的子程序塊，以便在BTC L1交易中執行。
• BitVM2操作員在設置期間通過Taproot樹提交程序，並預簽名交易。
• 用戶將資金存入BitVM2（例如橋接存款）。
• 當嘗試從BitVM2提取資金時，任何人都可以質疑操作員。
• 如果被質疑，操作員必須揭示所有中間子程序的結果，並展示其最終計算結果。
• 如果操作員作弊，揭示的某些子程序結果將是錯誤的，任何人都可以通過執行特定子程序來證明該操作員作弊。
• 作弊的操作員會被逐出，並且無法再訪問存款。

Source: bitvm.org

我們的最新論文裡會有對於BitVM2的詳細概述。

4. BOB Hybrid L2

BOB的Hybrid L2 的創新設計基於BTC L1作為去中心化網絡的信任概念，以及其在共識驗證方面的簡潔性。

4.1 BTC L1安全性

BOB的Hybrid L2將利用BTC L1進行結算和安全保障。目前公認的BTC L2理想設計是基於zk-rollups：所有狀態變化在鏈下進行計算，隨後通過zk proof在鏈上得到驗證並被記錄。然而截至目前，因為在BTC L1腳本中實現zk prover需要額外的操作碼來避免共識偽造，BTC L1還無法支持zk-rollups。因此，BOB通過BitVM2的OP驗證實現的安全性。該方法生成每次狀態轉換的有效性證明，並與狀態差異一起發佈到BTC L1。在與BitVM2配對的情況下，任何網絡參與者都可以通過故障證明機制發起挑戰，在7天內推翻失敗的操作並確保安全性。

這意味著通過BitVM2，我們可以讓網絡中的任何節點參與故障證明機制，從而在發現錯誤時提出挑戰。該設計使得安全性幾乎等同於BTC L1本身：只要網絡中有一個節點是在線並且誠實的，就能夠觸發故障證明。

4.2 信任最小化的BTC L1橋接

BitVM2故障證明還使BOB能夠創建信任最小化的BTC L1橋。具體來說，這是一種輕客戶端橋接，BTC L1通過在BitVM2中運行的輕客戶端支持BOB。這種橋接允許用戶在保證安全的情況下，將BTC存入BOB網絡，並在需要時提取回BTC L1網絡。這個新設計依賴於“存在性誠實”（existential honesty）安全模型，僅需要1-of-n的誠實假設即可確保正確操作，比現有的多重簽名橋接方案更加嚴格。

在現有的BTC橋中，大多數依賴多重簽名方案，並要求大部分簽名者誠實。然而，在BitVM2的設計中，即使所有橋接操作員都不誠實，只要網絡中有一個在線參與者，資金就無法被盜取。這個設計解決了多重簽名方案中的安全隱患，並構成了歷史上最安全的BTC橋接方案。

4.3 信任最小化的以太坊橋接

BOB的Hybrid設計還支持ETH和ERC20的安全存取，類似於Optimism的設計。當用戶希望從L2提取資產到以太坊時，必須等待7天的挑戰期以確保沒有任何故障證明。這種機制使得以太坊和BTC L1網絡的資產橋接在安全性上得到了保障，從而解決了跨鏈橋接的固有風險。

在 BOB 的Hybrid L2 設計中，ETH 橋智能合約會等待 BOB 在BTC L1網絡上完成最終確認，確保所有證明均為正確。這個功能是橋智能合約的一部分，能夠驗證BTC L1區塊鏈，並通過BTC L1輕客戶端實現。因此，任何將 ETH 和 ERC20 代幣存入 BOB 的用戶，只要BTC L1網絡安全且有一個在線節點能夠觸發錯誤證明，就可以將這些資產取回以太坊。

Source：BoB

5. 展望：BOB作為DeFi的中心

Hybrid L2的獨特性將BOB推向業內最大的DeFi生態系統。目前BOB正在利用BTC L1和ETH的網絡效應，並將在未來擴展到其他鏈。

5.1 通過以太坊自力更生

對於構建在BOB的dApp，他們可以受益於以太坊的最佳基礎設施和開發工具，同時引入DeFi的核心用戶群體，並與所有交易所和機構玩家建立聯繫。值得注意的是，幾乎所有以太坊用戶都擁有BTC，而大多數BTC用戶也使用ETH DeFi。

5.2 由BTC L1推動的增長

隨著時間的推移，通過信任最小化的BitVM2橋接，BTC L1提供的附加安全性和對BTC的訪問將解鎖更多未開發的BTC流動性池，並允許dApps在BOB上不僅趕上其以太坊競爭對手，還可以超越它們。這種效果會因為BTC L1的全球採用和多樣化用戶群體進一步得到增強：反觀ETH L2在爭奪相同的用戶基礎，BOB的dApp則可以利用BTC超過3億的用戶基礎和數千家真實世界的企業。

5.3 BTC L1作為多鏈DeFi中心

BTC L1、ETH和穩定幣佔據了市場的90%。然而，就像現有的銀行一樣，我們相信將來會有數百條鏈專注於不同的應用場景或地理位置。所有這些鏈都需要安全訪問BTC L1，它們之間也需要一種交換資產的方式。

當今，中心化交易所發揮了這一作用：它們連接所有鏈，允許用戶存取資產，並將資產兌換到相應的L1。然而，中心化交易所在過去也曾引發重大問題，並將繼續如此，直到我們完全過渡到DeFi。

相反，BOB的使命是將BTC L1作為安全和透明的DeFi生態系統的基石。作為Hybrid L2，BOB將通過BTC安全地橋接資產到任何能夠驗證BTC L1區塊鏈的智能合約鏈上。這意味著現代90%的L1和L2鏈，包括Solana、Tron、Sui、Aptos、Monad、Avalanche、Cosmos、Polkadot等都可以通過BOB安全存入和提取資產。所有這些都通過BTC L1進行信任最小化操作，無需依賴第三方橋接。

Source：BoB

使用BTC L1作為信任錨來創建一個可互操作的 DeFi 生態系統是 Hybrid L2 設計的核心優勢。比起將BTC L1的流動性分散到幾十條鏈上，BOB 將圍繞BTC集中流動性，提供一個真正可行的替代方案，取代中心化的交易所，並將BTC置於 DeFi 的中心位置。

6. 結論

BOB Hybrid L2 解決了在BTC L1基礎上構建去中心化金融系統時一些最緊迫的挑戰。它通過創建一個繼承BTC L1安全性並保持信任最小化的BTC橋接，提供了必要的基礎設施，使廣大用戶能夠無需依賴中心化服務商就能加入BTC L1。同時，BOB通過信任最小化的橋接至以太坊及其他智能合約 L1 鏈，防止了BTC流動性的碎片化，併為長期存在的跨鏈互操作性問題提供了實用的、基於BTC L1安全性的解決方案，使BTC成為 DeFi 的核心。