Bitlayer研究：首個基於BitVM的比特幣Layer 2

Bitlayer是第一個基於BitVM方案的比特幣Layer 2網路安全等效項目，旨在提供與比特幣等同的安全性，並且支援圖靈完備，即可以執行任何可能的計算或程式。

Bitlayer 的核心目標是解決比特幣第2 層技術的安全性和圖靈完整性之間的權衡問題。其設計靈感來自BitVM、DLC/LN（離散日誌合約/閃電網路）技術協定和多個VM（包括EVM，以太坊虛擬機）。

該專案的技術團隊從這些靈感中抽像出了三個關鍵任務：

1. 第一層資產的無信任進入與退出
2. 使用圖靈完備的第2 層虛擬機器進行狀態轉換
3. 第1 層驗證第2 層狀態轉換的有效性

其核心功能和運作原理圍繞著幾個關鍵技術組件構建，以支援更複雜的應用場景，如智慧合約執行、高吞吐量交易處理和跨鏈資產轉移等。

1、核心功能

• 圖靈完備的智能合約支援：Bitlayer透過實現一個與以太坊虛擬機（EVM）相容的圖靈完備虛擬機（稱為BitVM），讓開發者能夠在比特幣上編寫和執行複雜的智慧合約。這一點是比特幣原生功能所不支援的，為比特幣生態系統引入了廣泛的去中心化應用程式（DApps）開發可能性。
• 高效率的交易處理：利用樂觀卷積技術和分層驗證機制，Bitlayer大幅提高了交易處理速度和系統擴展性。這允許在第二層網路上處理大量交易，僅在出現爭議時才需要進行鏈上驗證，減少了主鏈的負擔並降低了交易成本。
• 資產的安全跨鏈轉移：透過OP_DLC橋，Bitlayer實現了比特幣和其他資產在比特幣主鍊和第二層之間的安全、無縫轉移。這項橋樑技術支援資產在不同區塊鏈平台間的流動性，同時確保了資產的安全性和使用者的控制權。

2、核心機制

基於BitVM的比特幣二層解決方案，Bitlayer採用了分層虛擬機器技術（Layered Virtual Machine），利用零知識證明（ZKP）和樂觀驗證（Optimistic Verification）機制來支援各類複雜計算。此外，Bitlayer透過OP_DLC（Optimistic Discreet Log Contracts）和BitVM橋搭建了雙通道雙向鎖定資產橋，實現了與比特幣第一層相等的安全性。

BitVM

BitVM是Bitlayer專案的核心元件，是專為比特幣生態設計的圖靈完備虛擬機器。其主要目的是在不犧牲比特幣網路固有的安全性和去中心化特性的基礎上，擴展比特幣的功能性和可編程性。以下是BitVM的詳細介紹：

設計目標

BitVM的設計目標是克服比特幣原生協定的一些限制，特別是在智慧合約和複雜運算能力方面。比特幣雖然是最安全的區塊鏈之一，但它本身並不支援複雜的智慧合約，這限制了其在某些應用場景，如去中心化金融（DeFi）的使用。

圖靈完備性

BitVM是圖靈完備的，這意味著它能夠執行任意複雜的運算任務，只要有足夠的資源。這項特性使得開發者可以在比特幣網路上設計和運行各種複雜的去中心化應用，例如自動化交易策略、金融衍生性商品、智慧合約等。

總而言之，BitVM是Bitlayer專案的關鍵技術，透過提供一個安全、可擴展且功能豐富的虛擬機，使得比特幣能夠更好地適應當前和未來的區塊鏈應用需求。它不僅解決了比特幣在智慧合約和高吞吐量應用方面的短板，還保持了其作為頂級加密貨幣的安全性和去中心化特性。

分層虛擬機器技術（Layered Virtual Machine, LVM）

Bitlayer的分層虛擬機器技術（Layered Virtual Machine, LVM）是一種創新的架構設計，旨在提升比特幣網路的運算能力和可程式性，同時保持其核心的安全性和去中心化特性。這種技術允許在比特幣的第二層上執行複雜的智慧合約和其他應用，而不會對比特幣的主鏈造成過重負擔。以下詳細介紹這項技術的關鍵組成部分和工作原理。

關鍵組成部分

• 前端執行環境：前端執行環境主要負責處理智能合約的執行。它可以支援多種智慧合約語言和框架，使得開發者能夠為特定的應用選擇最適合的工具和語言。
• 後端驗證環境：後端環境專注於驗證前端執行的結果。這一部分通常利用零知識證明技術（ZKP），確保在不洩漏具體執行細節的情況下驗證計算結果的正確性。

工作原理

分層虛擬機的核心思想是將計算和驗證分開處理。這種分層架構允許在第二層上進行大量的計算處理，而只將必要的驗證資訊提交到比特幣的主鏈上，從而大大減輕了主鏈的負擔。

• 執行智能合約：

1. 開發者在前端執行環境中部署智能合約。這些合約可以是金融衍生性商品、遊戲、或其他需要複雜邏輯處理的應用。
2. 合約執行時，相關計算在第二層上進行，而不是直接在比特幣的主鏈上執行。

• 產生零知識證明：

1. 一旦智慧合約執行完成，後端驗證環境將產生零知識證明，這些證明能夠證實前端執行的正確性而不暴露執行的具體內容。
2. 這些證明然後可以提交到比特幣主鏈，以供任何需要驗證這些計算的人使用。

• 鏈上驗證：

1. 零知識證明提交到比特幣主鏈後，任何人都可以驗證智能合約的執行沒有錯誤，而無需重新計算。
2. 這樣不僅確保了計算的透明度和可驗證性，也保護了執行細節的隱私性。

優勢

• 高效性：透過在第二層執行大部分運算，分層虛擬機大幅減少了主鏈的壓力，提高了整個系統的吞吐量和效率。
• 靈活性：支援多種智慧合約語言和執行環境，為開發者提供廣泛的選擇，促進各種應用的創新和發展。
• 安全性：利用零知識證明技術保護使用者隱私，同時確保計算結果的正確性和不可竄改性。

分層虛擬機器技術是Bitlayer試圖在不犧牲安全性和去中心化的前提下，為比特幣網路增加複雜智慧合約功能的關鍵技術。這種創新的技術框架為比特幣的功能性擴展提供了新的可能性，使其能夠更好地服務現代的各種區塊鏈應用需求。

零知識證明（Zero-Knowledge Proofs, ZKP）

零知識證明（Zero-Knowledge Proofs, ZKP）是一種加密技術，它允許一方（證明者）向另一方（驗證者）證明一個陳述是真實的，而無需透露除了該陳述的真實性之外的任何其他資訊。這種技術在保護隱私的同時確保了資料的完整性和安全性。在Bitlayer專案中，零知識證明技術被用來增強安全性、提高效率，並保護使用者隱私。

基本原理

零知識證明的核心是能夠證明某個資訊的正確性而不透露任何關於該資訊的具體內容。例如，證明者可以證明他們知道某個密碼，而不需要透露密碼本身。這透過一系列數學挑戰和應答來完成，只有擁有正確資訊的人才能成功解決。

在Bitlayer中的應用

在Bitlayer中，零知識證明用於以下幾個關鍵方面：

• 增強隱私保護：透過使用ZKP，用戶可以證明他們擁有足夠的資金進行交易而不必透露帳戶餘額的具體金額。這樣既保護了使用者的隱私，也確保了網路的安全性。
• 提高交易效率：在傳統的區塊鏈系統中，每筆交易的細節都需要公開記錄在鏈上，這可能導致隱私洩漏和網路擁塞。使用ZKP可以僅證明交易的有效性而無需展示交易的所有細節，從而減少了資料的傳輸和儲存需求。
• 智能合約的安全執行：在智能合約中使用ZKP可以確保合約的執行結果是正確的，同時不洩漏合約的內部狀態和邏輯。這對於涉及敏感資料和邏輯的應用尤其重要。

技術挑戰

儘管零知識證明提供了許多優勢，但它也面臨一些技術挑戰，包括：

• 計算複雜度：產生和驗證零知識證明的過程通常是計算密集型的，這可能會導致效能問題，尤其是在資源有限的環境中。
• 設計複雜性：設計有效且安全的零知識證明系統需要高階的加密知識和精確的實現，錯誤的設計可能會導致安全漏洞。
• 互通性問題：零知識證明的標準和實現在不同的系統和平台間可能不相容，這可能限制了其跨平台應用的能力。
• 在Bitlayer專案中，零知識證明技術是一個關鍵的組成部分，它使得比特幣的第二層網路不僅在維持比特幣核心安全屬性的同時，還能提供更高的效率和更好的隱私保護。透過在必要的場合使用ZKP，Bitlayer能夠提供一個既安全又高效的區塊鏈平台，支援各種複雜和敏感的區塊鏈應用。

樂觀驗證（Optimistic Verification）

樂觀驗證（Optimistic Verification）是一種用於區塊鏈第二層解決方案的技術，特別適用於擴展主鏈的能力並減輕其負載。這種技術假設參與者的行為是誠實的，並允許在沒有即時驗證的情況下執行交易和合約。只有在出現爭議時，才會進行必要的驗證，這種方法能有效減少主鏈上的交易數量，進而提高整體網路的效能和擴展性。在Bitlayer專案中，樂觀驗證是實現高吞吐量和低延遲的關鍵技術之一。

工作原理

樂觀驗證的基本原則是大多數交易或合約執行是正確的，而驗證過程只在必要時才觸發。這減少了鏈上操作的需要，從而降低了交易費用和延遲，同時增加了系統的整體擴展性。

• 提交階段：

交易或狀態變更首先在第二層網路（如Bitlayer）上執行，並假定其有效性。這一階段不需要即時的鏈上驗證，從而大幅降低了延遲和費用。

• 挑戰視窗：

每個提交的狀態或交易都有一個“挑戰視窗”，在這個時間段內，網路參與者可以對提交的狀態提出異議。如果在這個窗口期內沒有挑戰，那麼交易被視為有效。

• 爭議解決：

如果有挑戰發生，必須透過鏈上驗證來解決爭議。這涉及到提交證據以證明狀態的有效性或無效性。如果挑戰成功，不正確的狀態會被回滾；如果挑戰失敗，狀態就得以確認。

Bitlayer中的應用

在Bitlayer專案中，樂觀驗證使得在維持比特幣核心安全屬性的同時，也能顯著提高交易的處理速度和系統的可擴展性。以下是Bitlayer利用樂觀驗證的幾個關鍵應用：

• 智能合約執行：

Bitlayer可以在第二層執行複雜的智慧合約，而只有在出現爭議時才需要鏈上驗證。這允許Bitlayer支援比原生比特幣協定更複雜和功能豐富的應用，同時維護核心的安全性和去中心化特性。

• 批量交易處理：

透過樂觀驗證，Bitlayer可以先在第二層處理大量交易，然後將這些交易的最終狀態作為一個單一的提交批量記錄到比特幣主鏈上。這樣做減少了主鏈的負擔，同時提高了整體的交易吞吐量。

• 費用效率：

減少了對即時鏈上驗證的需求，樂觀驗證大大降低了交易費用，使得小額交易在區塊鏈上變得經濟可行。

挑戰與考慮

儘管樂觀驗證提供了顯著的效能優勢，但它也帶來了一些挑戰，主要是安全性和資料完整性的考量。由於依賴挑戰機制來確保交易的正確性，系統必須精心設計，以防止詐欺行為並確保網路參與者能夠及時有效地回應任何可能的挑戰。此外，對於挑戰窗口的時長和爭議解決機制的設計都需要細緻入微，以確保系統的公平性和效率。

總的來說，樂觀驗證為Bitlayer等第二層解決方案提供了一種有效的擴展路徑，它透過減少鏈上操作需求，在保證安全的前提下極大提高了區塊鏈系統的可擴展性和經濟性

OP_DLC橋（Optimistic Discreet Log Contracts Bridge）

OP_DLC橋（Optimistic Discreet Log Contracts Bridge）是Bitlayer專案中用於實現資產跨鏈轉移的關鍵技術。這個技術是基於Discreet Log Contracts (DLC)和樂觀協議（Optimistic Protocols）結合而成，旨在提供一種安全、可靠且去中心化的方法，使得資產能夠在比特幣主鍊和Bitlayer第二層之間流通。

Discreet Log Contracts (DLC)

Discreet Log Contracts是一種基於比特幣的智能合約形式，它允許在不依賴外部預言機的情況下，根據一些預先定義的條件執行合約。 DLC的實現主要依賴比特幣腳本和多重簽名技術，保證合約的執行完全在鏈上、透明且不可篡改。

OP_DLC橋的工作原理

資產鎖定：

用戶首先在比特幣主鏈上透過DLC合約鎖定其資產。這意味著資產被保留在一個特定的智能合約地址中，只有在滿足合約條件時才能被釋放或轉移。

跨鏈轉移：

一旦資產在主鏈上鎖定，相應的代表資產的令牌會在Bitlayer第二層建立。這些令牌完全由DLC合約控制，確保了與主鏈資產的一一對應關係。

用戶可以在Bitlayer上自由交易這些令牌，享受低費用和高速的交易體驗。

資產贖回：

當使用者想要將第二層的令牌兌換回主鏈資產時，他們需要在Bitlayer發起一個贖回請求。

這項請求會觸發DLC合約的執行，代幣被銷毀，相應的資產從智能合約中釋放並發送到用戶的比特幣地址。

樂觀驗證：

在整個過程中，樂觀協議確保只有在出現爭議時，相關的交易才需要進行鏈上驗證。這極大地提高了系統的效率和擴展性。

OP_DLC橋的優勢

• 安全性：使用基於比特幣的DLC合約，確保了資產鎖定和轉移的安全性和透明度。
• 效率：透過樂觀協議，減少了鏈上驗證的需求，從而提高了交易的處理速度並降低了成本。
• 去中心化：不依賴任何中心化的預言機或第三方服務，所有操作都在鏈上自動完成，確保了系統的去中心化特性。
• 靈活性：支援多種類型的跨鏈資產轉移，擴展了比特幣生態系統的應用場景。

總之，OP_DLC橋是Bitlayer為實現資產在比特幣主鍊與第二層網路之間安全、高效流通的核心技術。它結合了DLC的安全性和樂觀協議的高效性，為使用者提供了一個強大的跨鏈資產管理工具。

Bitlayer NFT

Bitlayer宣布，在其主網V1發布後，將推出首個官方NFT——Bitlayer幸運頭盔。這個NFT不僅是一個圖像，更是一個標誌，代表著Bitlayer社區建設者的身分和貢獻。這一系列共5000個幸運頭盔將透過白名單分配給活躍的比特幣和Bitlayer社群參與者。

幸運頭盔的持有者將享有一系列實用的權利和好處，包括優先的治理權、可能的代幣空投權、官方活動點數以及在生態項目中的積分倍增優勢。此外，幸運安全帽還採用了Ordinals發行範式，優化了流通效率並最小化了交易成本。

取得幸運頭盔的途徑包括優先通行證和公眾允許名單，分別針對Bitlayer生態系統中最早和最活躍的參與者，以及透過與OKX錢包合作舉辦的Bitlayer x OKX錢包活動獲得的限量白名單。這些NFT將在指定的時間內進行鑄造，且需要在官網內在規定時間內完成鑄造過程。

團隊/合作夥伴/融資狀況

Bitlayer由Charlie Yechuan Hu和Kevin He共同創立。

Charlie Yechuan Hu 是Bitlayer 的共同創辦人，先前曾擔任LucidBlue Ventures 的管理合夥人，也曾參與Polygon、Tezos、Polkadot 等專案。他畢業於尼赫拉德商業大學和北京外國語大學。 Charlie Hu 曾在擴大Tezos 和Polygon 的影響力方面發揮了至關重要的作用，特別是作為Tezos 中國的業務開發主管，後來負責監督Polygon 在中國和東南亞的業務。

Kevin He是Bitlayer 共同創辦人，曾任新火科技技術副總裁、火幣資深技術總監、YOUChain 首席科學家。他擁有北京大學軟體工程碩士學位。

截至目前，Bitlayer已經成功完成了一輪500萬美元的種子融資。這輪融資由Framework Ventures和ABCDE Capital領投，同時獲得了StarkWare、OKX Ventures、Alliance DAO、UTXO Management、Asymmetric Capital等多家知名投資機構的參與。此外，該計畫也吸引了包括Messari執行長Ryan Selkis、Messari聯合創辦人Dan McArdle、Asymmetric Capital創辦人Dan Held等多位知名天使投資者的加入。

此外，Bitlayer 宣布其推出的5,000 萬美元開發者空投活動已吸引超過500 個專案方報名，參與專案涵蓋基礎設施、DeFi、銘文、SocialFi、跨鏈橋等多種類型，活動上線48 小時內已有超過30 萬用戶為支持的項目投票。該活動持續開放報名至4 月29 日，正式競賽時間預計在5 月中旬，屆時專案方可以透過榜單排名和加速器計劃瓜分5000 萬美元代幣空投獎勵和Grant。

項目評估

賽道分析

Bitlayer專案屬於比特幣的第二層解決方案賽道領域，專注於擴展比特幣的功能性、增加其處理速度和可程式性，同時保持其安全性和去中心化特性。這條賽道關鍵在於解決比特幣網路的可擴展性和靈活性問題，使其能夠支援更多複雜的金融和商業應用。

類似項目

Lightning Network：Lightning Network 是最著名的比特幣第二層擴充方案之一，主要解決比特幣的交易速度和擴充性問題。透過建立支付通道，允許參與者進行幾乎即時的交易，大大降低了交易成本並增加了網路的吞吐量。

Liquid Network：由Blockstream開發的Liquid Network是基於比特幣的側鏈技術，主要針對交易所、經紀人、市場製造商等金融機構。它支援更快的比特幣交易和資產發行，同時提供隱私增強功能。

RSK (Rootstock)：RSK是另一個側鏈項目，它引入了智慧合約功能到比特幣網路。 RSK旨在實現與以太坊相似的功能，包括支援圖靈完整的智慧合約，同時保持比特幣的安全屬性。

目標客戶

區塊鏈開發者：提供一個功能豐富且相容EVM的開發環境，吸引以太坊及其他區塊鏈平台上的開發者在Bitlayer平台上開發和部署應用程式。

企業用戶：為需要處理大量交易的企業提供高效、低成本的區塊鏈解決方案，特別是那些希望利用區塊鏈技術優化其業務流程或開拓新業務模式的企業。

金融機構：提供安全的跨鏈資產轉移和管理服務，幫助金融機構在區塊鏈上進行資產管理、交易和結算。

加密貨幣投資者和交易者：為投資者提供一個安全、快速的交易平台，尤其是對那些需要即時交易執行和低手續費的高頻交易者非常有吸引力。

隱私和安全意識強的用戶：利用零知識證明技術為注重隱私的用戶提供增強的安全保障，保護其交易和資料不被洩露。

專案優勢

Bitlayer專案的優勢主要體現在其獨特的技術創新和強大的生態系統合作：

分層虛擬機技術提供了靈活的前端智慧合約執行和後端零知識證明產生。這種分層方法優化了計算和驗證過程，提高了效率並降低了成本。

零知識證明（ZKP）增強隱私和安全性。 Bitlayer能在不洩漏任何具體交易細節的情況下驗證交易的正確性，為用戶提供了更高的隱私保護。

樂觀驗證（Optimistic Verification）僅在出現爭議時才回到鏈上進行驗證，有效降低了網路擁塞和交易費用。

OP_DLC橋實現了與比特幣主鏈的高度安全互通性。這項技術允許資產在兩個鏈之間安全地鎖定和轉移，同時保持使用者對資產的完全控制。

Bitlayer已經與80多個專案達成了生態建設和合作意向，涵蓋了基礎設施、穩定幣、錢包服務、和其他多個關鍵領域。這種廣泛的合作關係為Bitlayer的用戶提供了豐富的服務和應用，並增強了平台的吸引力和競爭力。

Bitlayer結合了技術創新和廣泛的合作網絡，不僅在技術上提供了高效、安全的解決方案，同時在市場上也形成了強大的生態支援。這使得Bitlayer能夠在競爭激烈的區塊鏈市場中佔據有利位置，為未來的發展奠定堅實基礎。

專案潛在劣勢

儘管Bitlayer專案在技術創新和生態系統建設方面表現出色，但像許多技術專案一樣，它也面臨一些潛在的挑戰和缺點。這些缺點可能影響其廣泛採用和最終成功。以下是Bitlayer可能面臨的一些主要缺點：

技術複雜性

使用者採用障礙：Bitlayer的高級功能，如分層虛擬機器和零知識證明，雖然功能強大，但這些技術的複雜性可能會導致普通使用者和開發者難以理解和使用，從而阻礙其廣泛採用。

維護和升級挑戰：高度複雜的系統可能在維護和升級時面臨更多的技術挑戰。任何小的錯誤或漏洞都可能導致系統安全風險或效能問題。

安全性問題

新技術的安全風險：儘管Bitlayer使用先進的加密和安全技術，新技術的引入總是伴隨著未知的安全風險。例如，零知識證明和樂觀驗證機制如果實施不當，可能會被找到漏洞。

依賴外部系統：Bitlayer的一些功能可能依賴外部系統和服務，例如跨鏈橋接。這些系統的安全性和穩定性可能會影響Bitlayer的整體安全性。

市場競爭

與其他第二層解決方案的競爭：市場上有許多其他第二層解決方案，如Lightning Network、Liquid Network等，這些專案已經有較成熟的技術和使用者基礎。 Bitlayer需要證明其技術的優越性和獨特價值才能在競爭中脫穎而出。

市場接受度和採用速度：雖然技術上先進，但Bitlayer的市場接受度和採用速度也會受到其實際應用情境、使用者體驗和整體市場環境的影響。

經濟和監管因素

資金需求：高階區塊鏈專案的開發和營運需要大量資金支持。如果未來融資不足，專案的持續發展可能受到影響。

監管不確定性：區塊鏈技術尤其是涉及金融應用的項目，面臨嚴格且不斷變化的監管環境。監管不確定性可能影響Bitlayer的運作和擴展。

未來計劃

Bitlayer的發展路線圖展示了其在未來幾個版本中的主要里程碑：

Mainnet-V1（預計在2024年4月推出）：

• 計劃有超過30個生態系項目。
• 總鎖定價值（TVL）達到1億美元。
• 每日處理的交易量（TXs）達到100萬筆。

Mainnet-V2（預計在2024年第三季推出）：

• 專注於解決跨鏈橋接問題。
• 擴大生態系統至500個項目。
• 提升總鎖定價值至10億美元。
• 每日交易量提升至300萬筆。

Mainnet-V3（預計在2025年第二季推出）：

• 實作與BitVM的第一層驗證。
• 生態系項目數量激增至3000個。
• 總鎖定價值爆炸性成長至100億美元。
• 每日交易量達500萬筆。

整體來看，Bitlayer計畫透過一系列升級，大幅增加其平台上的生態系統專案數量，提高資產的總鎖定價值，增加日處理交易量，並推動第一層鏈（L1）與BitVM的整合驗證。這些目標表明Bitlayer致力於建立一個強大的網絡，提供高度可擴展的解決方案，以支援日益增長的區塊鏈應用需求。

結語

Bitlayer專案正朝著成為一個革命性的比特幣第二層解決方案邁進，透過其獨創的BitVM技術和分層虛擬機架構，它旨在大幅提升比特幣網路的可擴展性和智慧合約功能。隨著其發展藍圖的逐步實現，Bitlayer致力於將其生態系統擴展至數千個項目，累積數十億美元的總鎖定價值，並處理數百萬的每日交易量，預計將極大地推動比特幣的實用性和市場滲透率。隨著主網的連續迭代，從Mainnet-V1到Mainnet-V3，Bitlayer展現了對成為比特幣經濟和創新活動中心的雄心壯志。