比特幣在過去10年里取得了長足的進步，相對于其第一代軟件，當(dāng)前比特幣協(xié)議的質(zhì)量和可靠性已得到了顯著提升。比特幣快速和有機地吸引了大量開發(fā)者，讓他們投入大量時間去改進其大部分底層代碼庫。

　　然而，比特幣還是那個比特幣，就像憲法一樣，定義其貨幣屬性的核心共識規(guī)則如算法通脹和硬編碼供給，依舊保持不變。一次又一次，各派系試圖改變這些核心屬性，但迄今為止所有的控制嘗試都失敗了。這通常是一個痛苦的過程，但它凸顯并鞏固了比特幣的兩大優(yōu)點：

• 任何單一實體都不能左右比特幣的發(fā)展；
• 缺乏保護比特幣貨幣屬性的中心控制。

　　有趣的是，這些規(guī)則吸引了密碼朋克（cypherpunk）和機構(gòu)投資者，這使得比特幣成為一種史無前例的貨幣。然而，這些規(guī)則也使得比特幣的軟件開發(fā)，要比任何其他數(shù)字資產(chǎn)都更具挑戰(zhàn)性。

　　實質(zhì)上，比特幣的構(gòu)造授予了開發(fā)者一個有限的工具包，這樣他們就不會侵犯比特幣的貨幣政策，而改變過快就會面臨太多的危險。

　　這意味著比特幣的創(chuàng)新，需要的是創(chuàng)造力以及耐心，也許更重要的，是自我最小化。畢竟，比特幣構(gòu)造中的基本規(guī)則，根本上是優(yōu)先于技術(shù)的。這就是為什么硅谷很難理解比特幣的價值主張，它不僅僅是一種技術(shù)、金融工具或消費者應(yīng)用，它是一個由技術(shù)支撐的完整貨幣體系。改變比特幣的結(jié)構(gòu)，需要一個準政治過程，這個過程可能侵犯比特幣的貨幣屬性，因此，技術(shù)創(chuàng)新是被作為模塊來實施的。

　　正如人們經(jīng)常指出的那樣，比特幣的模塊化創(chuàng)新方法類似于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議套件的演進，即不同協(xié)議層專門用于特定功能。比如電子郵件由SMTP處理，文件由FTP處理，網(wǎng)頁由HTTP處理，用戶地址由IP處理，數(shù)據(jù)包路由由TCP處理。多年來，這些協(xié)議中的每一個都在經(jīng)歷不斷的發(fā)展。

　　在Spencer Bogart撰寫的關(guān)于新興比特幣技術(shù)棧的文章中，他提出了這樣一個觀點：我們現(xiàn)在正目睹比特幣協(xié)議套件的興起。事實證明，比特幣核心層的不可壓縮性（inflexibility）產(chǎn)生了多個專門應(yīng)用于各種應(yīng)用的協(xié)議，如用于支付通道的閃電網(wǎng)絡(luò)BOLT標(biāo)準，這種創(chuàng)新既充滿活力又是（相對）安全的，因為這種模塊化方法將系統(tǒng)性貨幣風(fēng)險降至最低。

　　在比特幣技術(shù)棧的許多層上，發(fā)生了如此多的事情，而跟蹤新興的解決方案可能是非常困難的。下面的圖表試圖繪制出所有相對較新的比特幣技術(shù)方案，并以棧的形式呈現(xiàn)。它并非詳盡無遺，文章也沒有表示對具體倡議的任何贊同。然而，令人印象深刻的是，創(chuàng)新正全面推進，從二層（layer 2）解決方案，到智能合約解決方案的興起。

一、Layer 2技術(shù)

　　最近有很多關(guān)于閃電網(wǎng)絡(luò)采用率的討論，這是比特幣最突出的layer 2技術(shù)。批評人士經(jīng)常會指出說，閃電網(wǎng)絡(luò)中鎖定的通道數(shù)量及總BTC數(shù)量明顯減少了。然后，他們經(jīng)常會使用這兩個指標(biāo)來評估LN用戶采用率。盡管社區(qū)已非常認同這些指標(biāo)，但必須要指出的是，鑒于閃電網(wǎng)絡(luò)引擎蓋下的工作方式，這些指標(biāo)實際上存在著根本性的缺陷。

　　閃電網(wǎng)絡(luò)最被低估的優(yōu)點之一，在于其直截了當(dāng)?shù)碾[私屬性。由于閃電網(wǎng)絡(luò)不依賴于所有狀態(tài)更改的全局驗證（即它自己的區(qū)塊鏈），用戶可使用附加技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)覆蓋層（如Tor）進行私下交易。在這一點上，我們可以通過分析鏈上（on-chain）的通道開放交易數(shù)量，并將其與鏈下的公共通道數(shù)量進行比較，以此評估閃電網(wǎng)絡(luò)的私有使用率。根據(jù)Christian Decker的估計，閃電網(wǎng)絡(luò)約有41%的通道是私有的。

　　在這些通道中發(fā)生的活動，是無法被流行的閃電網(wǎng)絡(luò)瀏覽器捕捉到的。因此，閃電網(wǎng)絡(luò)私有使用量的增加，會導(dǎo)致公開的數(shù)據(jù)量減少，從而導(dǎo)致觀察者得出錯誤的結(jié)論：閃電網(wǎng)絡(luò)的使用量正在下降。

　　雖然閃電網(wǎng)絡(luò)必須克服大量的可用性障礙，它才能得到廣泛采用，但我們必須停止使用誤導(dǎo)性的指標(biāo)來對網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)進行斷言。

　　正如Decker在柏林最近一次閃電網(wǎng)絡(luò)會議的講話中指出的那樣，上述私人通道vs公共通道的估計也是存在缺陷的，因為采用Schnor簽名將使通道開放交易與常規(guī)交易無法區(qū)分。

　　WhatSat是layer 2隱私領(lǐng)域的另一個有趣發(fā)展，這是一個位于閃電網(wǎng)絡(luò)之上的保密信息系統(tǒng)。這一項目是對Lightning deamon的一個修改，它允許私人信息的中繼者（連接通信實體的通信者）通過小額支付獲得服務(wù)補償。這種去中心化的、抗審查和垃圾信息的chat應(yīng)用，是由LND本身的創(chuàng)新所促成的，比如最近對lightning-onion的改進，這是閃電網(wǎng)絡(luò)自己的onion路由協(xié)議。

　　Lapp（或閃電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）的增長，證明了這些創(chuàng)新在消費者應(yīng)用方面的廣泛適用性，從一個閃電網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的云計算VPS到一個通過微交易分享廣告收入的圖像托管服務(wù)，這些都是閃電網(wǎng)絡(luò)layer 2上的創(chuàng)新。更一般地說，我們將Layer 2定義為一套將比特幣底層用作法院的應(yīng)用，它們使用比特幣底層來調(diào)和外部事件，使得爭端得到解決。因此，在比特幣區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)錨定主題變得更為廣泛，比如微軟等公司在比特幣上創(chuàng)建了一個去中心化的身份系統(tǒng)。這些新方案增加了對鏈上和解的需求，有助于比特幣費用市場的長期發(fā)展。

　　二、智能合約

　　還有一些項目試圖以安全和負責(zé)任的方式，將富有表現(xiàn)力的智能合約功能帶回帶比特幣。這是一項重大的發(fā)展，因為從2010年開始，比特幣協(xié)議中的一些原始操作碼（決定比特幣能夠計算什么的操作）被刪除了。此前，一系列可怕的漏洞被揭發(fā)，這導(dǎo)致中本聰本人禁用了比特幣編程語言Script的一些功能。

　　多年來，非常清楚的一點是，伴隨著高度表現(xiàn)力的智能合約功能，會存在一些微不足道的安全風(fēng)險。而通常的經(jīng)驗法則是，向虛擬機（處理opcode操作碼的集體驗證機制）引入的功能越多，其程序就越不可預(yù)測。然而，最近，我們看到了比特幣智能合約體系結(jié)構(gòu)的新方法，這種方法可最小化不可預(yù)測性，但也提供了大量功能。

　　一種被稱為默克爾化抽象語法樹（MAST）的比特幣智能合約新設(shè)計，引發(fā)了新一輪的技術(shù)浪潮，試圖在安全性和功能性之間進行權(quán)衡。

　　其中最突出的就是Taproot，這是MAST結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)雅實現(xiàn)，它使整個應(yīng)用能夠表示為Merkle樹，樹的每個分支代表不同的執(zhí)行結(jié)果。與Taproot一起出現(xiàn)的，還有一種叫做Tapscript的編程語言，它可以更容易地表示與Merkle樹的每個分支相關(guān)聯(lián)的支出條件。

　　最近重現(xiàn)的另一個有趣的創(chuàng)新是一種新的架構(gòu)，它可用于在比特幣交易中實施契約（covenant）或支出條件。

　　契約（covenant）最初是Greg Maxwell在2013年提出的一種想法實驗，它是一種限制余額使用方式的方法（即使它們的保管權(quán)發(fā)生了變化）。雖然這個想法已存在了將近七年的時間，但在Taproot到來之前，契約（covenant）是無法實現(xiàn)的?，F(xiàn)在，一個名為OP_CHECKTEMPLATEVERIFY（以前稱為OP_SECURETHEBAG）的新操作碼，正在利用這項新技術(shù)，潛在地使契約（covenant）能夠在比特幣中安全地實現(xiàn)。

　　乍一看，契約（covenant）在借貸（或許還有比特幣衍生工具）方面是非常有用的，因為它們以創(chuàng)建類似于追回款項的政策，并附加到特定的BTC余額上。但它們對比特幣可用性的潛在影響，遠不止借貸。契約（covenant）可以允許像比特幣金庫這類應(yīng)用的實現(xiàn)，在托管的情況下，比特幣金庫提供了相當(dāng)于第二私鑰的東西，允許被黑客攻擊的一方可“凍結(jié)”被盜資金。這項技術(shù)還有很多其他應(yīng)用，比如非交互式支付通道、擁堵控制交易（Congestion Controlled Transaction）以及CoinJoin，這確實值得用單獨的文章來呈現(xiàn)它，想要了解更多的信息，你可以查看Jeremy Rubin的BIP草稿。

　　值得注意的是，Schnorr簽名是使這些智能合約新方法成為可能的技術(shù)基層。在激活Schnorr簽名之后，比特幣甚至可運用更令人激動人心的前沿技術(shù)，例如無腳本腳本（Scriptless Scripts），它可以使完全私有和可擴展的比特幣智能合約被表示為數(shù)字簽名（而不是操作碼）。類似地，Discreet Log合約還采用將智能合約的執(zhí)行結(jié)果表示為數(shù)字簽名的思想，以獲得更好的隱私和可擴展性。總之，這些新方法可能使新的智能合約應(yīng)用能夠構(gòu)建在比特幣之上，而Schnorr簽名則是它的基礎(chǔ)。

　　三、挖礦

　　在挖礦協(xié)議方面，我們也有了一些有趣的發(fā)展，特別是對那些礦池成員而言。盡管比特幣挖礦的中心化問題經(jīng)常被夸大，但當(dāng)前確實存在著礦池運營商權(quán)力過大的問題，而這可得到進一步分散。具體來說，當(dāng)前礦池運營商可決定其挖到的區(qū)塊包含哪些交易，這賦予了他們相當(dāng)大的權(quán)力。隨著時間的推移，一些運營商濫用了這一權(quán)力，在未經(jīng)成員授權(quán)的情況下對交易進行審查、挖取空塊并將哈希輸出重新分配給其他網(wǎng)絡(luò)。

　　值得慶幸的是，有些技術(shù)正試圖顛覆這種權(quán)力結(jié)構(gòu)。比特幣挖礦最重大的變化之一是Stratum協(xié)議（最流行的挖礦協(xié)議）迎來了2.0版本，這是一個徹底改造過的挖礦協(xié)議，它實現(xiàn)了BetterHash，使得礦池的組成部分（即礦工）能夠自行決定他們開采區(qū)塊的組成。此外，Stratum V2還實現(xiàn)了一些優(yōu)化，并允許礦池組件更好地進行通信和協(xié)調(diào)。

　　挖礦業(yè)另一個有助于提高穩(wěn)定性的有趣發(fā)展，重新燃起了人們對算力和難度衍生品的興趣。對于希望對沖算力波動及難度調(diào)整的挖礦作業(yè)，這些方法尤其有用。雖然這些衍生品尚未進入可用階段，但這標(biāo)志著比特幣挖礦產(chǎn)業(yè)化的一個有趣演變。

　　四、隱私

　　盡管比特幣的隱私可能會繼續(xù)是一門藝術(shù)而不是一門科學(xué)，但在這方面有一些有趣的創(chuàng)新是值得強調(diào)的。

　　在我們深入研究具體的隱私創(chuàng)新協(xié)議之前，重要的是要強調(diào)，阻礙數(shù)字資產(chǎn)隱私交易的最大障礙，在于大多數(shù)解決方案都是半生不熟的。關(guān)注交易圖隱私的隱私資產(chǎn)，往往會忽略網(wǎng)絡(luò)級隱私，反之亦然。這兩種載體都缺乏成熟度和使用率，這使得通過P2P網(wǎng)絡(luò)層或區(qū)塊鏈層的統(tǒng)計跟蹤分析，使得交易更容易去匿名化。

　　值得慶幸的是，有幾個項目在這兩個方面都有實現(xiàn)突破。

　　當(dāng)談到交易圖隱私時，像P2EP和CheckTemplateVerify這樣的解決方案是很有趣的，因為隱私成為了效率的副產(chǎn)品。作為CoinJoin的一種新方法，這些解決方案可增加用戶對隱私交易的采用，而這些用戶僅僅是出于降低交易費用的動機。

　　如果較低的交易費用成為一種激勵因素，并導(dǎo)致比特幣的匿名集（即CoinJoin輸出的UTXO百分比）增加，那么通過統(tǒng)計聚類分析進行的去匿名化工作，將變得更加主觀。一些區(qū)塊鏈分析公司已能夠欺騙執(zhí)法機構(gòu)，使其相信UTXO屬于特定用戶的指定概率，但基礎(chǔ)模型已經(jīng)非常微妙和脆弱。如果大多數(shù)的UTXO成為CoinJoin輸出，那么這可能會破壞現(xiàn)有的集群方法。

　　而在這之前，開發(fā)者需要在可用性方面進行大量的工作，以便所有比特幣用戶（不管是否精通技術(shù)）都能平等地使用隱私機制。除了P2EP和CheckTemplateVerify之外，可用性方面的最新發(fā)展是SNICKER（可重復(fù)使用加密密鑰的簡單非交互式CoinJoin），這是一種與不受信任的對等節(jié)點生成CoinJoin的新方法。SNICKER結(jié)合了多種技術(shù)，允許用戶訪問CoinJoin交易，而不必信任或與對等節(jié)點進行交互。

　　在旨在提高P2P通信的保密性和效率方面，一些協(xié)議也取得了顯著的進展。在2019年的過程中，保護隱私的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議Dandelion（蒲公英）在多個加密貨幣網(wǎng)絡(luò)中成功地進行了測試。盡管在整個P2P通信頻譜中，交易廣播中的隱私并不是銀彈，但像Dandelion（蒲公英）這樣的協(xié)議，仍然可通過隱藏廣播交易節(jié)點的原始IP地址來有意義地增加用戶隱私。

　　比特幣網(wǎng)絡(luò)棧最后一個值得強調(diào)的發(fā)展，是一種名為Erlay的新交易中繼協(xié)議。盡管Erlay仍處于非常早期的開發(fā)階段，但它是一項重要的創(chuàng)新，它可以大大降低運行比特幣全節(jié)點的帶寬需求。如果實施了Erlay，其帶來的效率提升可以讓用戶更容易地完成帶寬密集型的初始區(qū)塊下載（IBD），并持續(xù)驗證區(qū)塊鏈（特別是對于帶寬設(shè)置受限國家的用戶）。

　　五、這些創(chuàng)新只是比特幣的冰山一角

　　追蹤比特幣的所有創(chuàng)新，其實是非常困難的，這篇文章只是表面上的一個棱角。這也告訴了我們一個道理：比特幣總體上是一套不斷發(fā)展的協(xié)議。這里描述的模塊化創(chuàng)新方法很重要，因為它在最小化比特幣演變過程中的政治性及保護比特幣的基本貨幣屬性方面，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。