作者：Revc，金色財經
一、前言
近期火熱的比特幣擴展方案Fractal上市當天便突破了60億美元全流通市值，而比特幣歷時近5年時間才達到此成就，由此給了我們一個全新的視角思考項目的啟動機制，POW項目市值隨著項目的認可度劇烈波動，而POW+預挖礦混合的項目，市值上線時刻就給足了預期，由此引發了一系列思考，預挖礦是否導致協議啟動時去中心化不足，並進一步影響其生態的發展和挖礦回報預期，該如何平衡生態社區激勵和去中心化？
而Fractal上市一週內以平均1,000萬美元的日交易量，支撐著60億美元的全流通市值，在如今低迷的市場環境下，Fractal到底憑藉哪些技術創新讓市場買單的，抑或是瘋狂的做市商行為，以下就讓我們帶著思考來了解Fractal這個比特幣擴充解決方案。
二、CAT協議
CAT20的爆發使得Fractal再次成為市場關注的焦點，CAT20是Fractal網絡項目CAT 協議所推出的代幣，兩天內創造了470萬筆交易，總持有人地址近3.5萬個。作為一種代幣化協議，可以利用比特幣的腳本語言來定義代幣的特性和行為，從而實現代幣的創建、轉讓、銷毀等功能。
CAT協定主要特點：
- 基於比特幣： CAT協定利用比特幣的UTXO模型和腳本語言來實現代幣化功能，確保了安全性、去中心化和可擴展性。
- 自訂代幣：使用者可以根據自己的需求創建不同類型的代幣，包括可轉讓的、不可轉讓的、具有特定屬性的等。
- 安全機制： CAT協定採用了遞歸契約機制來確保代幣的安全性，防止惡意行為和偽造。
- 可擴展性： CAT協議可以支援大量的代幣和交易，具有良好的可擴展性。
CAT協定的實作過程可以分為以下幾個步驟：
創建代幣：用戶可以透過提交一個特定的交易來創建新的代幣，該交易包含了代幣的屬性和初始狀態。
轉讓代幣：使用者可以將代幣轉讓給其他人，透過在交易中指定新的所有者地址來實現。
合併代幣：可以將多個同類型的代幣合併成一個代幣。
銷毀代幣：用戶可以將代幣銷毀，使其不再存在。
CAT 協議採用遞歸契約機制來確保代幣的安全性。這種機制透過在每個交易中嵌入條件語句，來驗證代幣的狀態是否合法。如果條件語句不滿足，則交易將被拒絕。
CAT 協議的擴容思想來自比特幣操作碼OP_CAT，OP_CAT是比特幣腳本中一個提議的操作碼，旨在透過允許腳本將堆疊中的兩個元素拼接起來，來增強比特幣腳本的功能。目前比特幣腳本的執行模式是線性的，缺乏循環和基本的算術運算，限制了其表達能力。比特幣腳本無法直接存取交易中的某些數據，限制了智能合約的複雜性。 OP_CAT可以透過拼接資料、實現簡單的算術運算等方式，增強比特幣腳本的表達能力，使得比特幣能夠支援更複雜的智慧合約。例如保險箱合約、默克爾樹驗證、樹型簽名等。透過OP_CAT，腳本可以存取更多的交易數據，從而實現更精細的控制。也可以實現遞歸限制條款，使得約束條件可以跨多個交易傳遞。
三、Fractal
Fractal(分形比特幣)是比特幣網路擴充協議，Fractal將比特幣核心封裝成可部署的軟體包（BCSP），以便在比特幣主網上運行多個實例。透過層層嵌套的遞歸方式實現無限擴展，同時保持與比特幣核心的一致性。類似於作業系統的虛擬化，提供隔離和靈活性。
Fractal 透過重複使用比特幣的共識機制，確保所有虛擬化實例保持與主鏈的一致性。避免了分叉帶來的共識分歧，增強了系統的穩定性。透過多次實例化BCSP，實現水平和垂直方向上的無限擴展。同時可以保持結構平衡，避免任何特定層的過度擁塞。新執行個體在啟動時可能需要保護機制，例如特定區塊高度的安全設定。透過合併挖礦等方式增強系統的抗攻擊能力。 Fractal的分散式鏈上運算可以建立多個BCSP實例的網絡，優於單一實例的運算效率。與鏈上分片不同，BCSP實例可以獨立部署和監控。
Fractal將區塊確認時間縮短至60秒或更短，提高反應速度。增加儲存空間，降低交易成本，適用於序數銘文等應用。跨層電梯(Elevator)則可以實現不同層之間資產的直接轉移，無需額外中繼。分形比特幣透過虛擬化和自我複製的方法，在理論上增強了比特幣的處理能力，也為未來開發提供了新的應用場景，如序數銘文的優化和虛擬世界的構建，整合了銘文社區，使得序數銘文的價值到外溢到L1網路。
四、思考
首先虛擬化實例比較好理解，但遞歸在比特幣網路的應用顯然複雜的多，重用共識在降低區塊鏈系統複雜度的同時，也引入了新的熵值，以下是看過Fractal Lite paper之後的思考。
Fractal採用與比特幣相同的PoW 共識機制，BTC 礦工可以用當前的ASIC、GPU 和其他已有的硬體無縫轉換到Fractal 區塊挖礦，以每3 個區塊為一個週期，其中2 個區區塊透過「無許可挖礦」產生，1 個區塊透過「合併挖礦」產生。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。合併挖礦則專門針對BTC礦工，讓礦工同時挖掘BTC區塊和Fractal區塊而不需要佔用額外的算力。
Fractal為了將交易確認時間控制在30秒左右，其難度調整可能比比特幣網路更加頻繁，由於無許可和合併挖礦兩種機制的存在，網路算力水平也不夠穩定，難度調整機制的複雜性可能會影響網路安全。
合併挖礦機制也增加了網路初期獎勵負擔，使得Fractal至少需要將幣價維持在25美元，才能將每1EH算力的收益達到比特幣網路的50%，如果為了所謂的網路安全性而盲目吸引算力可能會導致代幣價格持續表現不佳。
- 比特幣每1EH/10分鐘收益：
假設每個區塊的打包獎勵是0.3枚比特幣，幣價為6萬美元，全網算力660EH。
(3.15+0.3)*60000/660≈313美元
- FB每1EH/10分鐘收益：
假設每個區塊的打包獎勵是5枚FB，幣價為25美元，合併算力為220E，無許可算力為30E
*25*（600/30）/（220*1/3+30*2/3）≈160美元
註：實際的無許可算力收益可能會更高，此處公式僅為簡略表達。
實例化的BCSP透過遞歸保證安全性達成共識，電梯則保證資產跨層流動，類似插入式帳本，增加了網路的運算能力和儲存能力，但遞歸呼叫會產生大量的函數呼叫棧，可能導致棧溢位。遞歸程式碼的調試相對困難，需要仔細追蹤函數呼叫的過程。隨著網路的膨脹會出現新的問題也需要關注。實例早期啟動需要指定區塊高度，這一過程是否存在中心化操作以及隨之而來的風險。
實例是否可以擁有獨立的安全性，即獨立的難度調整機制和網路獎勵以吸引算力，拓展序數銘文以外的新使用場景。但從目前來看風險較大。
五、比特幣的拓展解決方案對比
以下對比幾大主流拓展方案的特點和挑戰，Fractal等項目旨在增強比特幣腳本的表達能力，使得比特幣能夠支援更複雜的智能合約。
六、小結
Fractal 的創新設計值得肯定，在擴展比特幣網路的同時，利用了比特幣現有的程式碼和生態。透過遞歸的方式，創建了一個與比特幣主鏈高度相容的擴展層，大幅提高網路的交易處理能力和速度，比特幣礦工和用戶可以無縫過渡。未來也將有更多拓展方案湧現出來，這也是比特幣相較於其他生態更去中心化的表現。
但正如CAT協議的自述一樣，目前主流解決方案仍處在試驗性階段，要關注網路安全性，特別是涉及到比特幣網路核心機制的更改，如難度調整機制，比特幣影子鏈可能面臨的算力衝擊，以及代幣經濟模型的可持續性。
另外市場上還有一點共識是，不要把高市值低流通的VC代幣帶入比特幣生態，儘管採用了POW共識機制，但Fractal有50%代幣預挖，分配給生態合作方、BRC20社區、大型礦池及錢包基礎設施等攢局者，資源整合成本過高也可能是限制其發展的伏筆，降低了去中心化屬性。加密項目應避免形成加密權貴或裙帶資本主義，謹慎設計代幣分配機制。
