BTC生态技术进展：可编程性扩展方案概览

自2024年初以来，尽管BTC生态的投机热情有所减弱，但技术层面的发展却十分迅速，特别是在可编程性扩展方案上。本文将介绍几个备受关注的BTC扩展方案，包括Fractal、AVM、OP_NET、BRC100以及可编程符文。

Fractal

Fractal是一个基于bitcoin core客户端软件虚拟化的可扩展框架。它通过递归创建树状结构，每一层区块链都能提高整个网络的性能。Fractal与比特币及其基础设施完全兼容，但激活了op_cat操作符，允许实现更多逻辑。

Fractal的架构设计将bitcoin core客户端封装成可部署和运行的区块链软件包（BCSP），通过递归锚定在比特币主网上。它对bitcoin core进行了一些修改，如缩短区块确认时间和增大区块大小，以提供更好的性能和用户体验。

在资产跨链方面，Fractal通过构造通用的资产转移接口实现不同层之间的资产无缝转移。比特币及其他资产可以通过非中心化桥接进行转移。

Fractal的安全性主要依赖于其算力大小。它引入了联合挖矿机制，部分区块通过与BTC矿工合并挖矿生成，以防止潜在的51%攻击。

AVM

AVM（Atomicals Virtual Machine）是Atomicals Protocol的BTC智能合约实现。它创建了一个模拟BTC脚本的虚拟机，并开放了多个BTC原始操作码，让开发者可以通过比特币脚本组合实现智能合约。

AVM通过双堆栈PDA（可压入存储自动机）实现了图灵完备性。它运行在一个包含索引器、指令解析器和全局状态的沙盒中，实现智能合约的处理与状态同步。

AVM的指令集包含完整的BTC操作码，使开发者能够利用BTC未启用的功能进行编程。它适用于多种元数据协议，如BRC20、ARC20、Runes和CBRC等，只需对索引器进行微调即可。

OP_NET

OP_NET旨在为比特币网络引入类似以太坊的智能合约功能，但更符合比特币的特性和架构。它提供了一套完整、紧凑且易用的开发库，主要使用AssemblyScript编写。

OP_NET保留了比特币的区块共识和数据可用性，通过执行虚拟机（OP_VM）在比特币区块上执行复杂计算。它支持多种编程语言，如AssemblyScript、Rust和Python等。

在OP_NET网络中，用户需要支付额外的手续费，交易打包顺序会根据手续费排序。为了扩展BTC在DeFi应用中的使用，OP_NET提供了Proof of Authority系统，允许BTC封装为WBTC。

OP_NET生态涵盖了去中心化交易、借贷、市场做市、流动性提供、跨链桥等多个领域，包括Motoswap、Stash、Ordinal Novus等多个项目。

BRC100

BRC-100是基于Ordinals理论构建的去中心化计算协议。它通过给brc20加入"销毁"、"铸造"等新操作，实现复杂的defi操作。BRC-100提供了mint2/mint3和burn2/burn3等操作，使token可以在UTXO模型和状态机模型之间安全转换。

BRC-100协议及其扩展协议统称为BRC-100协议栈，所有扩展协议相互兼容。目前有BRC-101（去中心化链上治理协议）、BRC-102（自动化流动性协议）和BRC-104（流动性质押/重质押池协议）等扩展。

BRC-100生态中主要有inBRC、100Swap和100Layer三个项目，分别提供市场和索引器、AMM铭文去中心化交易所以及流动性协议等功能。

可编程符文（Protorunes）

可编程符文是符文的扩展层，允许创建带有符文的可编程资产。Proto-Runes Protocol是其中最主要的项目，为可编程符文提供了框架，支持在子协议之间管理和转移符文资产。

Proto-Runes Protocol的关键机制包括Protoburn（将符文转换为子协议可用的形式）和Protomessage（在子协议中执行操作指令）。它通过LEB128编码表示协议字段和消息，以节省空间并提高处理效率。

最近，第一个Protorune "QUORUM•GENESIS•PROTORUNE"已成功完成Protoburn，展示了在比特币L1上实现链上治理的功能模型。这为未来在比特币网络上开发更复杂的智能合约和DeFi应用铺平了道路。