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解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

日期:2024年7月30日 下午4:00

作者:Faust & 雾月,BTCEden

2024年7月,CKB官宣了RGB++ Layer的正式启动,标志着此前发布的RGB++协议彻底从理论落地为工程化产物,并将引入更具体、更实际的应用场景。凭借着在BTC与CKB、Cardano等泛UTXO公链之间构建BTCFi生态的愿景,RGB++ Layer很快成为了人们关注的焦点。

概括来说,RGB++ Layer以RGB++协议为基础,利用同构绑定和Leap技术,为RGB++原生资产或铭文/符文在BTC、CKB、Cardano等UTXO型公链之间提供“无需跨链桥”的全链交互体验;利用CKB图灵完备的智能合约环境,为比特币构建从资产发行到实现复杂DeFi功能的必要条件。

且由于RGB++ Layer背靠CKB完备的账户抽象生态,兼容比特币账户和钱包,可以为比特币用户创造良好的体验,为BTCFi的大规模采用铺平道路。

下文中,让我们深入理解RGB++ Layer的大致工作原理和特性,展望其为BTCFi生态带来的改变。由于其理论基础建立在RGB++协议之上,我们将先从协议本身开始讲起。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

RGB++协议:RGB++ Layer的理论基石

RGB++协议发布于今年1月,其核心理念是用CKB链上验证的形式,替代RGB协议的“客户端验证”,本质是把CKB当做去中心化的索引器,将数据存储、资产来源验证等任务交由CKB完成,由后者作为RGB协议的验证层和DA层,以解决RGB协议在UX上的弊病、不利于支持Defi的缺陷。

与“一次性封装”的概念相呼应,RGB++引入了同构绑定的概念,以CKB链上的拓展型UTXO——Cell作为铭文/符文类资产的数据载体,再令Cell与比特币/Cardano/Liquid链上的UTXO建立绑定关系,最终让RGB++资产继承比特币等UTXO公链的安全性,以防止发生双重支付。

这种“绑定XXX以继承XXX安全性”的思路,类似于现实中银行账户要绑定手机号和身份证。

举个例子,假设Alice要给BOB转去一些TEST代币,她可以生成一个声明,将存储TEST资产信息的Cell与Bob的比特币UTXO绑定起来。如果Bob打算再把TEST代币转给别人,绑定的比特币UTXO也要发生转移。

这样一来,承载RGB++资产数据的Cell,和比特币UTXO之间有1对1绑定的关系,只要比特币UTXO没有被双重消费,绑定的RGB++资产就不会被双花。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

说到RGB++ Layer,它实际是对RGB++协议进行工程化落地的产物,其主打的两大特性,包括同构绑定和Leap无桥跨链,下面让我们深入了解下同构绑定和Leap的技术实现原理。

同构绑定与Leap:BTCFi的资产发行与无桥跨链层

为了真正理解同构绑定和Leap的思路,我们先简单说下CKB的Cell模型。

Cell实质是拓展型UTXO,有LockScript、TypeScript、Data等多个字段,LockScript的作用和比特币的锁定脚本类似,用于权限验证;TypeScript类似于智能合约代码,Data则用于存放资产数据。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

如果你要在CKB链上发行RGB++资产,首先要创建一个Cell,并在相关字段里写好代币符号和合约代码,比如代币符号为TEST。之后你可以把这些Cell拆解,并分发给很多人,就和比特币UTXO的拆分和转移方式一样。

由于Cell与比特币UTXO在结构上相似,且CKB可以兼容比特币签名算法,用户可以用比特币钱包操纵CKB链上资产。假如你拥有某个Cell,你可以对锁定脚本进行设置,使解锁条件与比特币UTXO的解锁条件一致,这样就可以用比特币账户私钥操纵CKB链上的Cell。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

上述特性在CKB、BTC和其他UTXO公链之间也可以实现,比如你也可以用Cardano账户改写CKB链上的资产数据,RGB++资产的控制权也可以从BTC账户转移到Cardano账户,而无需跨链桥。下面我们将对这个话题展开解释。

前面我们曾提到,RGB++资产需要绑定比特币、Cardano、Liquid等公链上的UTXO,类似于现实中银行账户要绑定手机号和身份证;其次,RGB++资产本身只是一堆数据,这些数据需要有数据库之类的存储媒介,CKB链上的Cell可以充当其数据库。

然后我们可以在权限验证这块做设置,允许人们用BTC、Cardano等不同公链的账户,去改写CKB链上的RGB++资产数据。这便是同构绑定的核心宗旨。

RGB++ Layer提出的“Leap”和无桥跨链,其实是基于同构绑定技术,对RGB++资产绑定的UTXO进行“换绑”,比如你的资产之前绑定了比特币UTXO,现在可以换绑到Cardano、Liquid、Fuel等链上的UTXO,这样就可以把资产控制权限从BTC账户转移到Cardano账户上。

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从用户感知的角度看,这其实等价于资产跨链,CKB充当了类似于索引器和数据库的角色。但不同于传统的跨链方式,“Leap”只改变资产数据的使用权限,数据本身还是存储在CKB链上的,这种方式比Lock-Mint模式更简洁,也免去了对映射资产合约的依赖。

以上只是同构绑定和Leap的产品效果说明。下面让我们通过具体案例,来理解它们的技术实现思路。

同构绑定的实现方式

让我们来理解下同构绑定的技术实现方式。假设Alice有100枚TEST代币,数据存放在Cell#0 中,与比特币链上的UTXO#0 有绑定关系。

现在,Alice要把40枚TEST代币转给Bob。首先,她要把Cell#0拆分为两个新的Cell,其中Cell#1包含40枚TEST代币,转让给Bob;Cell#2包含60枚TEST,还是由Alice自己控制。

在这个过程中,Cell#0 绑定的BTC UTXO#0,也要拆分为UTXO#1 和UTXO#2,分别与Cell#1 和Cell#2绑定。当Alice把Cell#1转让给Bob时,可以一键操作把BTC UTXO#1也转让给Bob,在CKB和BTC链上实现同步交易。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

我们可以在此深度理解下同构绑定。其实这个概念的核心意义在于,CKB的Cell、Cardano的eUTXO和BTC UTXO都是UTXO模型,且CKB兼容比特币/Cardano签名算法,后两条链上发生的UTXO的分解和转移,也可以1:1同步给CKB链上的Cell。

这样一来,当我们对绑定着RGB++资产的BTC UTXO进行操作时,可以把操作结果同步给CKB链上的Cell,就好像实体和影子的关系一样。另外我们也要注意,RGB++资产关联了BTC UTXO和CKB Cell这两个实体,两者都是RGB++资产的组成部分,缺一不可。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

如果我们考察上面提到的Alice给Bob转账的案例,其大致流程为:

1. Alice在本地构造一笔CKB交易数据(先不上链),这笔交易指明将记录资产数据的Cell#0销毁,生成Cell#1送给Bob,Cell#2留给自己;

2. Alice在本地生成一个声明,把Cell#1绑定到BTC UTXO#1,把Cell#2绑定到BTC UTXO#2,并把Cell#1和BTC UTXO#1都送给Bob;

3.之后,Alice在本地生成一个Commitment(类似于hash),对应的原始内容包含第2步中的声明+第1步中生成CKB交易数据。Commitment的数据之后要被记录到比特币链上;

4.Alice在比特币链上发起交易,把UTXO#0销毁,生成UTXO#1送给Bob,UTXO#2留给自己,并把Commitment以OP_Return操作码的形式写到比特币链上;

5.第4步完成后,再将第1步生成的CKB交易发送至CKB链上。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

上面省略了一些比较复杂的细节。事实上,当Alice把自己的RGB++资产转移给Bob时,要先进行复杂的身份证明,证明自己的确是Cell#0 的主人。这里面涉及的事情,包括:

1.证明Cell#0 和BTCUTXO#0的确有绑定关系;

2.Alice证明自己是Cell#0和BTC UTXO#0的实际控制者。

要注意,写有RGB++资产数据的Cell和比特币UTXO可以被比特币账户同步改写,整个交互流程中,通过比特币账户即可完成一键式操作。上述场景不仅限于比特币和CKB之间的同构绑定,可以拓展到Cardano、Liquid、莱特币等广阔的范畴,想象空间还是很大的。

Leap的实现原理与支持场景

前面我们曾提到,Leap功能实际就是切换RGB++资产绑定的UTXO,比如将其从比特币换绑到Cardano,之后就可以用Cardano账户控制RGB++资产。此后你还可以在Cardano链上转账,把控制RGB++资产的UTXO拆分转移给更多人。

通过这种方式,RGB++资产可以在多条UTXO公链上转移和分发,但却可以绕开传统跨链桥Lock-Mint的模式。在这个过程中,需要由CKB公链充当类似于索引器的角色,见证并处理Leap请求。

假设你要把BTC绑定的RGB++资产转移给Cardano账户,最核心的几步无外乎:

1. 在比特币链上发布Commitment,声明将BTC UTXO绑定的Cell解绑;

2. 在Cardano链上发布Commitment,声明将Cell绑定至Cardano UTXO;

3. 变更Cell的锁定脚本,将解锁条件关联的比特币UTXO,变为Cardano上的eUTXO。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

我们可以注意到,在这整个流程中,RGB++资产数据仍然存放在CKB链上,只是把解锁条件关联的比特币UTXO,变更为Cardano链上的eUTXO。当然具体的执行流程比上面说的复杂不少,在此不赘述。

此外在leap方案中有一个隐性前提,即CKB公链作为一种第三方的见证人、索引以及DA设施。作为公链其可信度要远超传统跨链桥的MPC和多签等方式。

其实基于Leap功能还可以实现很有意思的场景,比如我们可以实现“全链交易”。假设我们横跨比特币、Cardano和CKB搭建起索引器,构建一个交易平台,允许买家和卖家交易RGB++资产,买家可以把自己的比特币转给卖家,然后用自己的Cardano账户接收RGB++资产。

这个过程中,RGB++资产的数据还是记录在Cell中,但这个Cell会被转移到买家手中,然后其解锁权限从卖家的比特币UTXO变更为买家的Cardano eUTXO。

Wrapper

虽然Leap功能对于RGB++资产是完美的,但还是有一些瓶颈:

对于比特币和Cardano而言,RGB++资产本质是基于OP_RETURN操作码的铭文/符文/染色币。这些公链节点无法感知到RGB++资产的存在,而CKB实际上是以索引器的身份从中参与协调。也就是说,对于比特币和Cardano而言,RGB++ Layer主要支持的是铭文/符文/染色币的Leap,而不是BTC、ADA等原生资产的跨链。

对此,RGB++ Layer官方引入了Wrapper,可以简单理解为一种基于欺诈证明和超额质押的桥。以rBTC wrapper为例,它将BTC桥接到RGB++ Layer,在RGB++ Layer上运行的一组智能合约会监控桥的守护者。如果守护者有恶意行为,他们的抵押物将被slash。如果守护者串通盗窃锁定的BTC,rBTC持有者可以获得全额赔偿。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

在结合了Leap和Wrapper后,BTCFi生态中的各种资产如RGB++原生资产、BRC20、ARC20、符文等都可以跨到其他层或公链上去。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

下图是应用LeapX的使用流程的一部分,可以看到它几乎支持了所有BTCFi主流资产到不同生态体系的互操作性。并且对不同发行方式的资产都有相应的相应的处理流程,有一部分用的wrapper,有一部分用的是leap。

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CKB-VM:BTCFi的智能合约引擎

上面我们主要解释了RGB++ Layer的同构绑定与Leap概念。下面让我们考察其他的要点。

在传统的BTCFi中,由于缺乏智能合约的支持,只能实现一些比较简单的Dapp,有些实现方法会有一定中心化风险,有些则比较笨拙不灵活。

为了实现在区块链上可用的智能合约层,CKB为RGB++ Layer提供了CKB-VM,任何能够支持RISC-V虚拟机的编程语言都可以用于在RGB++ Layer上进行合约开发。开发者可以使用他们偏好的工具和语言,在统一的智能合约框架和执行环境下,实现高效、安全的智能合约的开发与部署。

以下是一段用C语言实现的CKB中用户自定义代币UDT的transfer方法。可以看到除了语言不同,其基础逻辑和一般的代币都是相同的。而由于RISC-V有广泛的语言和编译器支持,对开发者的智能合约开发入门要求就比较低,我们可以很轻松的用JavaScript、Rust、Go、Java 和 Ruby把这段逻辑重写出来,而非必须学习某种DSL语言才可以编写合约。

当然,语言只是编程的一个方面,具体的智能合约框架的学习是不可避免的。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

原生AA生态:无缝衔接BTC与RGB++

最后让我们再简单了解下RGB++ Layer背后的原生AA与账户抽象生态。由于BTCFi本质是为原生的比特币资产提供多样性的Defi体验,能否兼容主流比特币钱包将会是BTCFi周边设施需要考虑的重要因素,而RGB++ Layer直接复用了CKB的原生AA方案,可以在可开发者侧和用户侧都尽量与BTC和Cardano等重要的UTXO公链兼容。

在RGB++ Layer中,用户可以使用不同的签名算法进行鉴权。如,用户可以使用BTC、Cardano甚至WebAuthn等账户、钱包或鉴权方式,直接操纵RGB++ Layer上的资产。

我们以下面的钱包中间件CCC为例,它可以为钱包和dApp提供各种公链对CKB的可操作性。

下图是CCC的连接窗口。我们可以看到,它支持Unisat和Metamask等主流钱包入口。

解读RGB++ Layer四大特性:BTCFi与UTXO世界的枢纽

另一个例子是WebAuthn的实现,CKB生态钱包JoyID就是典型代表。通过 JoyID,用户可以直接通过生物识别(如指纹或面部识别)方式进行身份验证,实现无缝且高安全性的登录和身份管理。

可以说,同构绑定和Leap能够成立的基础就在于RGB++ Layer拥有完备的原生AA方案,可以很好的兼容其他公链的账户标准,这种特性不但便于支持一些关键场景,同时也可以为UX扫清障碍。

总结

在上文中,我们对RGB++ Layer的全貌进行了考察,它可以作为铭文/符文/染色币等各种Memecoin的重要基础设施,实现全链交互的场景。而RGB++ Layer基于RiscV构建的智能合约执行环境,可以为BTCFi所需要的复杂业务逻辑创造土壤。

碍于篇幅所限,本文只是对RGB++ Layer核心技术的简单科普,并没有对许多复杂的细节进行系统性的科普。未来我们将持续关注RGB++ Layer的进展,对该项目相关的一系列技术方案进行更为透彻和深度的解析,大家敬请期待!

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