首个获美 ETF 许可机构千万融资的 BTC L2 ，盘盘 Bitlayer 的技术架构
- 十四君
- 更新于 2024-07-30 10:25
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Bitlayer 通过技术+工程的融合，基于 BitVM，构建了一套相对来说兼顾安全与扩展性的跨链桥方案，但这也只是一种过渡阶段，是权衡安全性与扩展性之后的折中。
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引言近日，比特币 L2 项目 Bitlayer Labs 完成了 1100 万美元 A 轮融资，由 Franklin Templeton和ABCDE 联合领投。与此同时，Bitlayer 成为了首个获得 ETF 许可机构投资的比特币基础设施项目。
Bitlayer 是一个 BTC 的 L2 项目，初衷是提高 BTC 的扩展性，解锁其生态的潜力。在项目特色上，Bitlayer 是第一个基于 BitVM 的 L2，同时也是第一个完全继承了 BTC 安全性并且图灵完备的 L2。
1、BTC L2 现状
BTC L2 的本质是跨链桥，目前 L2 项目方的跨链桥方案各有各的特色，但是站在技术角度来看，大多数跨链桥方案的本质是多签。
多签方案其实存在严重的信任问题，目前因为多签导致的资金被盗事件屡见不鲜。
笔者认为，L2 作为 L1 的补充，不应该只局限于生态的扩展，同时应该继承 L1 的安全性。
Bitlayer 作为第一个基于 BitVM 的 L2，实现了信任最小化，对安全性和扩展性实现了很好的平衡。接下来不妨跟随十四君的技术视角，探索 Bitlayer 是如何作为 L2 扩展 BTC 的同时又兼顾安全性的。
2、Bitlayer-兼顾安全性和扩展性的 L2
2.1 Bitlayer 的基本架构
Bitlayer 的基本架构如下图所示（参考 Bitlayer 白皮书，见附录）。
可以看到 Bitlayer 的业务流程主要可以划分为三个阶段，分别是交易处理阶段、交易验证阶段、最终验证阶段。每个阶段交互的组件与其大致的处理流程如下表所示：
让我们一起来拆解 Bitlayer 的核心流程。
2.2 交易处理阶段-分层虚拟机 LVM
在 L2 的交易处理阶段，有排序器与 LVM（分层虚拟机）两个组件。
排序器不多赘述，Bitlayer 中的序列器负责收集缓存的交易并对其进行排序，是 Bitlayer 中交易的入口点。
LVM 是 Bitlayer 的计算组件，功能职责是负责执行智能合约并生成最新状态和零知识证明。
什么是分层虚拟机？
要解答这个问题，我们直接看下图（参考 Bitlayer 白皮书，见附录）。
与常规印象的 VM 不同，Bitlayer 的 LVM 实现了前端智能合约的执行与后端的零知识证明器的解耦。VM 与零知识证明器以组件的形式存在于 LVM。这种创新使得 Bitlayer 可以扩展支持各种合约类型，以及各种零知识证明验证器，大幅提高了系统的扩展性与安全性。
2.3 交易验证阶段-基于 ZKP 的 OP 桥
在交易的验证阶段，其实上就是 L1 与 L2 的交互阶段。当资产以交易的形式在 L1 与 L2 进行流动时候，我们面临着经典的 L2 跨链问题：L2 如何继承 L1 的安全性？
经典的 L2 跨链问题：L2 如何继承 L1 的安全性？
其实在 ETH 上，已经有非常成熟的方案了，目前主流的、安全性有保障的主要是 ZK 桥以及 OP 桥，两者的对比参考下表：
ZK 桥本身因为无需信任其实是目前安全性最高的跨链桥方案，OP 桥通过欺诈证明对无效的跨链数据进行链上挑战（1-N 的安全模型），保证跨链数据的安全。看起来，ZK 桥比 OP 桥要更安全，但实际上，Bitlayer 核心依赖的 BitVM 选择的是 OP 桥。
为什么是 OP 桥？
主要原因还是技术上的限制，目前只能实现 BTC L1→ L2 存款方向的 ZK 桥，对于L2 →BTC L1上提款，目前只支持多签桥或 OP 桥。Bitlayer 出于安全考虑，选择了更安全的 OP 桥，这其实是一种折中的选择。
Bitlayer 跨链桥方案是 BitVM 桥 + OP-DLC 桥组合的形式，OP-DLC 桥是对 BitVM 桥的补充。
BitVM &\&OP-DLC 双组合桥流程解析
Bitlayer 使用 Bitvm 桥保障安全性，同时补充 OP-DLC 减少了对 BitVM 的依赖。截止目前，BitVM 桥已经经历了几番升级，实现了纯理论到可实践的飞跃。
BitVM 桥的最新的流程图如下：
在整个流程中，一共有 5 个角色。
这种模式如何理解？
从模式上来看，BitVM 桥基于先垫付、再报销模式，Operator 节点为提款用户垫付资金，定期向公共存款地址申请报销，通过利用差价（来自提现用户的手续费）赚取费用。如果 Operator 作恶谎报交易数据，可以被任何人挑战并受到惩罚。
那么安全性有保障吗？
我们都知道，跨链资金转移的时候，依赖的是公共资金池（本质上是用户锁定的资产），资金池的安全问题是所有跨链桥要解决的核心问题。
传统的 BTC L2 方案一般是通过多签的形式进行公共资金池管理，这种方案显然存在信任风险。而 BitVM 桥采用的是类似闪电网络的思想，预指定资金可以被谁拿走。当用户把资金锁到公共资金池的时候，会与联盟进行通讯，使得资金锁在一个 Taproot 地址上，只能由 Operator 领取，Operator 只有在垫付完成，提供自己垫付的证明到链上，并且被挑战无误后，才能解锁相关的资金。
可以说，BitVM 桥通过引入 Operator 实现了资金池的拆分，这个思路确实新颖。根据以往的经验，我们会惯性地思考如何实现去中心化的资金管理手段，但忽略了资金池这个概念本身就是中心化的，BitVM 桥通过资金池去中心化，从源头提升了链桥的安全性。
那么有什么不足之处？
但是，没有方案是十全十美的，总会有一些不尽人意的地方。
细心的朋友会发现，BitVM 桥这种 operator 先预付资金给用户再从公共账户报销形式，类似于资金池的形式。一个池子是公共账户（也就是用户真实锁定的资产，负责直接 给 operator 进行报销），一个池子是 operator 构成的池子，用来直接垫付用户的提现需求（这个池子是虚拟的，分散在不同的 operator 身上）。
用户发起提现的时候是直接与 operator 进行资金往来的，这就相当于，operator 的最终资金变成了资金池的资金 。
受限于这种资金池模式，对于一些资金来源很看重的用户，BitVM 桥其实不能满足其对资金的独立性需求 。
针对这个问题同时减少对 BitVM 桥的过度依赖，Bitlayer 增设了 OP-DLC 的桥接方案，类似管道的思想，实现用户P2P的交易，OP-DLC 桥的安全性依赖于欺诈证明以及第三方预言机。
可用性上又如何呢？
BitVM 桥的安全性毋庸置疑，但是可用性问题需要持续建设，比如，根据 BitVM 预期，需要大量联盟成员全部在线并正确进行预签名，才能确保流程的正确进行，这其实是一个挑战。
3.总结
在架构上，Bitlayer 的 LVM 实现了智能合约执行与零知识证明的解耦，这其实是一种前瞻的设计思想，使得 Bitlayer 在未来适配各种 VM 以及零知识证明器成为可能。
在跨链桥的技术选型上，Bitlayer 的 BitVM + OP-DLC 的双通道桥是基本上是目前 BTC L2 最安全的跨链桥实现方案（实现了最小化信任）。
Bitlayer 通过技术+工程的融合，基于 BitVM，构建了一套相对来说兼顾安全与扩展性的跨链桥方案，但这也只是一种过渡阶段，是权衡安全性与扩展性之后的折中。
最小化信任应当是 BTC L2 追求的目标，随着 BitVM 一点点变得更加实用化，并且据笔者了解，预计约三个月后 Bitalyer 在 BitVM 的建设上还有一个重大突破，期待 Bitlayer 一步步成为我们期待中的 BTC L2。
参考：
【十四君-原创回顾】
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