比特币技术堆栈的创新：今非昔比【下】

智能合约

有很多项目试图用安全且负责任的方式将具有表达性的智能合约功能带回到比特币中。这是重大的发展。因为从2010年开始，协议中移除了好几个原始的比特币操作码（opcode：确定比特币能够计算什么的操作）。这些移除都是在发现一系列可怕的漏洞之后进行的，这导致中本聪本人禁用了比特币编程语言Script的一些功能。

多年来，很清楚的是，具有高度表达性的智能合约功能总是伴随着重大的安全风险。按普遍的经验法则，虚拟机引入的功能（处理操作码的集体验证机制）越多，它的程序就越不可预测。然而，在最近，我们看到了比特币中智能合约体系结构的新方法，该方法可以最小化不可预测性，同时还提供广泛的功能。

一种名为Merkleized Abstract Syntax Trees（MAST）的比特币智能合约新方法的设计引发了新一轮的支持技术，这些技术试图优化安全性和功能性之间的权衡。

最知名的是Taproot，它是MAST结构的优雅实现，它使整个应用可以表示为Merkle Tree，其中树的每个分支都代表不同的执行结果。伴随着Taproot出现的编程语言是Tapscript，它可更易于表达跟Merkle Tree每个分支相关的花费条件。

最近冒出来的另外一个有趣创新是在比特币交易中合约实现或花费条件的新架构。最初由Greg Maxwell于2013年提出的思想实验，合约作为一种限制余额消费方式的方法，即使其保管权发生了改变。

尽管这个想法已经近七年，但在Taproot出现之前执行合约是不切实际的。现在，名为 OP_CHECKTEMPLATEVERIFY (曾称为OP_SECURETHEBAG)的新操作码正在利用这项新技术来潜在地支持在比特币中安全实施合约。

乍一看，在借贷场景，合约非常有用，因为它们支持一些政策的创建，诸如将回款之类添加到特定的BTC余额中。但，它们对比特币可用性的潜在影响远不止这些。合约支持像比特币保管库这样的实现，在保管的场景下，它提供相当于第二个私钥的功能，该私钥可以让被黑客入侵的一方“冻结”其被盗资金。

还有很多关于这项技术的其他应用，例如非交互式支付通道（Non-Interactive Payment Channel）、拥堵控制交易、CoinJoins等，描述它们值得用专门文章来撰写。更多信息，可以查看Jeremy Rubin的BIP草案。

重要的是要注意，Schnorr签名是技术原语，可以让所有这些实现智能合约的新方法成为可能。在Schnorr激活之后，甚至可以对一些更先进的技术进行理论化处理，例如无脚本脚本（Scriptless Scripts），它可以使完全隐私和可扩展的比特币智能合约被表示为数字签名（与操作码对应）。

同样，Discreet Log Contracts也利用将智能合约执行结果用数字签名表示的想法，以实现更好的隐私性和可扩展性。总言之，这些新方法可以使得新的智能合约应用都可以构建在比特币之上，且Schnorr是这样构建的基础。

挖矿

挖矿协议方面也有一些有意思的进展，尤其是那些被矿池成员使用的协议。即使比特币挖矿中心化的问题经常被夸大，但矿池运营者保有的权力结构确实可以被进一步去中心化。也就是，矿池运营者可以决定全体矿池成员可以开采哪些交易，这赋予其相当大的权力。

随着时间推移，一些矿池运营者滥用这种权力，它们审查交易，挖出空块并将哈希输出重新分配给其他网络，而这么做并没有得到矿池成员的授权。

值得庆幸的是，有些技术正在试图颠覆这种矿池权力结构。比特币挖矿的最重大的变化之一就是Stratum的第二个版本，它矿池中最受欢迎的协议。Stratum V2是完整的大修，它实现了BetterHash（蓝狐笔记：关于BetterHash可以关注《如何实现比特币挖矿的去中心化？》）。BetterHash是辅助协议，它支持矿池成员能够决定其要挖的区块组成，而不是相反。Stratum V2还实现了一些优化，允许矿池成员更好地沟通和协调。

挖矿行业另一个有助于提高稳定性的有趣进展是重新引起人们对哈希率和难度衍生品的兴趣。这对希望对哈希率波动和难度调整进行对冲的挖矿操作来说，尤其有用。尽管这些衍生品还没有成型，但这标志着比特币挖矿产业化的有趣进展。

隐私

在我们发布了有关Schnorr签名的报告之后，一些隐私币支持者对如下的建议感到愤怒：在未来某个时候，比特币可以有选择性地实现足够的隐私。尽管这个建议可能对隐私加密资产的长期价值主张形成挑战，但仍有不少的新兴协议可以为比特币带来更好的隐私。尽管比特币中的隐私将可能继续是一门艺术而不是一门科学，但在这方面的有趣创新是值得一提的。

在我们钻研特定的隐私创新之前，重要的是强调，跨数字资产的隐私交易最大障碍是如下的这个事实：大多数解决方案都是半生不熟的。专注于交易图隐私的隐私资产经常忽略网络级的隐私，反之亦然。这两个向量都缺乏成熟度和使用率，通过在P2P网络层或区块链层进行统计学追踪分析，这使得交易更容易被去匿名化。

值得庆幸的是，有几个项目在这两个方面都提出了新的要求。当涉及交易图隐私时，诸如P2EP和CheckTemplateVerify这样的解决方案很有趣，因为隐私成为效率的副产品。

作为CoinJoin的新颖方法，这些解决方案可以提高用户对隐私交易的采用，因为他们被更低的交易费用所驱动。尽管隐私保证在CoinJoin模式下依然不是最佳选择，但是，无屏蔽的发送金额仍然可以受益，因为它们保留了比特币供应和自由流通量的可审计性。

如果低交易费用成为一种激励，并导致比特币中的匿名集（CoinJoin输出的UTXO的百分比）增加，那么，通过统计聚类分析进行的去匿名化会比现在更加主观。一些区块链分析公司能够欺骗执法机构，使他们相信某个UTXO属于特定用户的确定可能性。

但是其底层模型已经非常微妙且脆弱。如果大多数UTXO成为CoinJoin输出，则可能会破坏现有聚类的方法。（蓝狐笔记：也就是说，匿名化的交易输出会对现有跟踪分析方法形成很大挑战，从而极大增加了分析难度）在此之前，在可用性方面需要完成大量的工作，这样所有的比特币用户，不管是否为科技老手，都能平等地使用隐私机制。

除了P2EP和CheckTemplateVerify之外，在可用性方面的最新进展是SNICKER提议（Simple Non-Interactive CoinJoin with Keys for Encryption Reused），一种用无须信任的对等方生成CoinJoin的新颖方法。SNICKER结合了多种技术，可让用户访问CoinJoin交易，而无须信任对等方或与其交互。

在提高P2P通信的隐私性和效率方面，协议也取得一些明显的进步。在2019年期间，隐私保护网络协议Dandelion已在多个加密网络上成功测试。即使就整个P2P通信领域而言，交易广播中的隐私并非是灵丹妙药，但像Dandelion这样的协议依然能通过隐藏广播交易的节点的原始IP地址，从而有意义地增加用户隐私。

比特币网络堆栈层面最新的发展也值得一提，它就是称为Erlay的新交易中继协议。虽然它处于发展早期阶段，Erlay也是重要的创新，因为它可以极大地减少运行比特币全节点的带宽要求。

如果得以实施，Erlay的效率收益能支持用户更容易完成初始区块下载（Initial Block Download），并持续验证区块链，尤其是在那些互联网服务提供商设置带宽上限的国家。

冰山一角

跟踪发生在比特币上的所有创新是很困难的。而本文只是表面上的一部分。这将我们带到本文的关键点：总体而言，比特币是不断发展的协议套件。

这里所提到的模块化创新的方法很重要，它在最小化比特币发展中的政治上发挥了关键作用，并保护了其根本货币属性。如果下次有人声称比特币是静态技术时，请记住本文所说的。

风险警示：蓝狐笔记所有文章都不能作为投资建议或推荐，投资有风险，投资应该考虑个人风险承受能力，建议对项目进行深入考察，慎重做好自己的投资决策。

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编译者/作者：蓝狐笔记

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