保持主網正統性的同時從多方面提高處理效率,Fractal 是如何實現的?

Unisat明牌支援、L1層原生擴展,3分鐘讀懂Fractal Bitcoin

擴展問題一直是BTC 生態發展的重點方向,但隨著板塊整體熱度下降,漸漸地包括各種拓展方案在內的諸多BTC 生態創意項目也淡出人們視野,但在浮躁的市場情緒背後,「still working 」仍是諸多專案團隊狀態的貼切表述。

昨日,由UniSat 提供支援的基於BTC 核心程式碼的原生擴充方案Fractal 開放官方領水通道,結合先前Unisat 將於9 月推出Fractal Bitcoin 的消息,小編不由得對這個專案產生一些興趣,於是去Fractal 官網看了看,大致了解這個專案的特別之處。

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原汁原味,基於BTC 主鏈的「正統」改進?

根據官方的自我介紹,Fractal Bitcoin 透過使用BTC 核心程式碼在BTC 主鏈上遞歸創建無限拓展層來提高交易處理能力和速度,同時保持與現有比特幣生態系統的完全相容性。

簡言之,Fractal 就是在沿用BTC 核心程式碼的基礎上進行拓展,具有以下功能:

  1. 交易速度快:Fractal 網路的區塊確認時間約30 秒,交易處理能力是BTC 主鏈的20 倍。
  2. 原生相容:Fractal Bitcoin 是基於BTC 核心程式碼開發,所以完全相容於現有的比特幣錢包、工具和礦工設備。
  3. 動態調整:基於BTC 主鏈的遞歸系統能夠根據網路擁塞程度自動調整擴充層的數量。
  4. 安全可追溯:所有在Fractal 網路上進行的交易最終都可以追溯到比特幣主鏈。

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既要保持主網的正統性,又要從多方面提高處理效率,Fractal 具體是怎麼實現的?

多層擴充機制

Fractal 利用遞歸擴充層的巧妙設計來提高BTC 交易的吞吐量。基於BTC 主鏈之上創建了多個層級的擴展層,形成一個樹狀的遞歸結構。這種結構允許每一層都能進一步擴展的“分叉模式”,增加整個網路的平行處理能力。

當主鏈上的交易量增加時,Fractal 會自動將部分交易分流到上層。每一層都能獨立處理交易,而且可以根據網路需求動態地增加或減少擴展層的數量。在高峰期,它可以快速創建新的層級來應對突增的交易量,這種動態擴展能力使得網路能夠靈活應對不同的負載情況。

Cadence Mining

Fractal 採用與比特幣相同的PoW 共識機制,BTC 礦工可以用目前的ASIC、GPU 和其他現有的硬體無縫轉換到Fractal 區塊挖礦。

為了拓展參與挖礦用戶的多樣性,Fractal 提出合併挖礦機制Cadence Mining(節奏挖礦),將無許可挖礦(Permissionless mining)和合併挖礦(Merge mining)兩種挖礦模式相結合,以每3 個區塊為一個週期,其中2 個區塊透過「無許可挖礦」產生,1 個區塊透過「合併挖礦」產生。

為了方便理解,這裡簡單解釋一下兩種挖礦方式:「無許可挖礦」允許任何擁有合適工具和硬體的人開採Fractal 區塊,類似於BTC 的開採方式;而「合併挖礦」專門針對BTC礦工,允許礦工同時挖掘BTC 區塊和Fractal 區塊而不需要佔額外的算力。

重新應用OP_CAT

Fractal Bitcoin 重新套用了OP_CAT,這是BTC 早期版本中曾經存在但後來被停用的操作碼。 OP_CAT 允許將兩個字串連接在一起,一個使用OP_CAT 的腳本可以將1 位元組的值擴展為超過1 TB 的數據,這種可以產生巨大數據的能力可能被攻擊者用來進行DoS 攻擊,導致節點崩潰或網路擁塞。由於在早期版本中尚未對OP_CAT 的攻擊性出現有效的限制機制,因此OP_CAT 一直被停用,直到Tapscript 透過將堆疊元素的大小限制在520 位元組內,才算有效解決這個問題。

如今,經過「淨化」的OP_CAT 操作碼成為開發者的強大工具,開發者更容易處理大整數,增強BTC 的腳本能力。

進一步說,重新拿起OP_CAT 為BTC 生態帶來更多開發可能,鏈上應用、智能合約等更多樣化的鏈上採用可能性得以在BTC 主鏈落地生根。

小結

目前Fractal 官方開啟了領水通道與測試頁面,但可能由於擼毛大軍太過熱情,水龍頭頁面已經被沖爆了一直報錯,暫時領不到水,且本次的測試幣會在北京時間8月13日16點刷新重置,之後也會正式上線測試網,所以想參與的讀者也不必太過急。

回歸專案本身,不管是從專案理念還是實現機制上看,似乎一直在堅持基於BTC 主鏈「正統性擴展」的Fractal 確實以有創意的機制來實現BTC 的原生拓展。而未來的廣泛採用、安全性的長期驗證以及與現有的BTC 生態的整合完善都需要經歷不斷地自我迭代和持續的時間檢驗,希望Fractal 能始終如一,在浮躁的加密世界中keep going。