比特币 UTXO 模型，为独特的生态系统提供动力

比特币近期的铭文、符文等创新逐渐成为加密行业关注的焦点，因为它们一直在通过 Ordinals 协议、Nervos CKB 等展示 UTXO（未花费交易输出）的不同应用潜力。它们遵循了随着行业竞争加剧和技术进步而出现的比特币 UTXO 模型，使应用程序能够建立在比特币网络上，并自然地与其主链共享安全性。

比特币UTXO模型

在这个模型下， BTC中每一个 satoshi（satoshi 即比特币的最小单位）的流通都是可追溯且不可替代的（这或许是 NFT 最早的形式），为后来 Ordinals 协议和 BRC-20 生态的发展奠定了基础。2022 年 12 月，比特币开发者 Casey Rodarmor 在 Bitcoin Core 全节点上发布了一款名为 ORD 的开源软件，允许用户将任意信息（例如一串文本或一张图片）输入到比特币区块链中，然后将这些上传的信息与特定的 satoshi 绑定，最终实现了 satoshi 与信息一起存储的可能性，也就是比特币 NFT。

Ordinals 协议有两个部分：Ordinals 和 Inscription。Ordinals 序列化 satoshis（1 BTC = 100,000,000 satoshis），并允许跟踪和转移单个 satoshis。一旦编号，内容就可以写入交易的“隔离见证 (SegWit) 区域”，并分配给交易输出的第一个 satoshis。Inscription 是以 satoshis 存储的内容，可以是图像、文本、音频/视频，甚至是代码，只要它们不超过比特币区块的 4MB 限制。

Ordinals 协议不仅可以用来发行 NFT，还可以发行代币，比如 BRC-20 等新资产协议和 Runes 等应用。BRC-20 起源于 Twitter (X) 用户 Domodata 的一次社区实验，他认为 Ordinals 协议不仅可以用来发行 NFT，还可以通过 JSON 数据格式的 Inscriptions 发行代币。他在 GitBook 上发布了一个他称之为“有趣且实验性的标准”BRC-20，该标准基于 Ordinals 协议，并展示了该标准允许以 JSON 数据格式设置 Inscriptions 来部署铸币和转移代币。BRC-20 出现后，比特币区块链上的交易占比已经相当大。

BRC-20标准迅速推动了铭文的发展，因为比特币区块和UTXO的潜力很少被深入挖掘。这是基于比特币UTXO的一个有趣的实验，受到了社区和用户的欢迎。

来源： domo-2.gitbook.io

UTXO 潜力提升对比特币 L2 生态系统的期望

随着链上交易的活跃，2023年UTXO模型的应用潜力被挖掘出来，并由此奠定了基础。该模型也因此引发了市场的期待，并继续构建不同于以太坊Layer 2（L2）的生态模型，同样受到市场热切期待。

从引发 ICO 的 ERC20 标准，到激发 DeFi 活力的 AMM 的诞生，再到 NFT 和元宇宙的出现，以太坊的生态在几经波折中逐渐丰富起来。与此同时，随着以太坊 L2 近年来的快速发展，在生态繁荣的带动下，以太坊链上 Gas 费用的全面控制，尚在萌芽中的比特币 L2 生态也开始受到市场的广泛关注，尤其是市场对 UTXO 潜力的强烈期待。

比特币可能不具备以太坊的智能合约功能，但 UTXO 模型能够区分比特币的每一个聪，这预示着一个不同于以太坊的生态系统。它的另一个不同之处在于，比特币交易产生的输出不仅仅是公钥地址，而是脚本。也就是说，UTXO 中的 BTC 不会作为余额记录在某人的账户中——每个交易发起者都通过脚本为这些 BTC 创建一个锁，只有所有者才拥有钥匙。这种方法的一个关键好处是，它允许从 BTC 流通的角度来看待所有的转账交易，并且不同的 UTXO 可以进行并行交易，因为 UTXO 彼此之间是严格区分的。由于每次转账时都会给每个聪盖章，UTXO 机制完整记录了 BTC 所有部分的转账历史。

Taproot 升级进一步增强了这种期待，这是自隔离见证 (SegWit) 启用以来最重要的升级，旨在提高比特币网络的隐私性和效率。Taproot 最显著的变化是允许多个复杂签名（例如多重签名钱包）被聚合并集体验证，而不是单独验证。聚合签名使网络运行更快、成本更低、节省区块空间。Taproot 通过增强用户隐私和灵活性，提供了一种执行比特币交易的新方法，大大提高了比特币的可扩展性。

基于UTXO的BTC L2有望催生新生态

序号协议、铭文、符文等的出现，让比特币生态更加完善。截止5月6日，以太坊生态的总锁定价值（TVL）超过960亿美元，而比特币生态在过去一年中TVL增长了12亿美元。毫无疑问，与以太坊相比，比特币生态的发展还处于起步阶段。

比特币没有以太坊那样的智能合约能力，因此在不同的技术路线上探索 UTXO 的新可能。其中之一就是比特币的 L2 网络，它使用了状态通道（比如闪电网络）、侧链、Rollups 等，大部分都是依靠 L2 来扩展智能合约能力。由于比特币的主链需要以跨链的方式与侧链之类的 L2 进行桥接才能实现共识和共享安全，因此与比特币的 UTXO 模型进行交互是不可避免的一步。

当然，同质化通证（FT）的资产协议也将成为新的方向。2024年4月20日8点09分，BTC在区块高度840000完成第四次减半，每个区块的挖矿奖励从6.25 BTC降至3.125 BTC。与此同时，比特币符文也在区块高度840000正式上线。符文是铭文的改进，允许在比特币UTXO内更灵活、更直接地部署资产，类似于中文术语“符文”所表达的蚀刻技术。符文协议将通证资产的直接记录信息部署到比特币链上：写入比特币UTXO的OP-RETURN字段。

Runes 的上线随即带动了比特币链上手续费的快速上涨，自 4 月 20 日上线以来，当天 Runes 活动产生的链上手续费占比特币链上手续费总额的 70.1%，与之前以传统转账为主的比特币链上手续费形成鲜明对比，在区块 840000 上，产生的手续费为 37.626BTC，是挖矿奖励（3.125BTC）的十倍以上，受到市场热捧。

Runes 在设计、发行和兼容性方面做了进一步的改进，为与可替代代币的兼容以及与桥梁和 DeFi 应用程序的对接做好了准备。

UTXO 的演进：Nervos（CKB）Cell 模型

同时，尽管生态应用对UTXO模型抱有期待，尽管比特币L2生态具有独特的发展潜力，但比特币不使用我们熟悉的账户模型来表示比特币交易的流向仍然是一个挑战。

一个典型场景是，当一个用户从另一个用户那里收到 100 BTC 以形成 100 BTC UTXO 时。这就像将 100 BTC 放入一个只有用户的私钥才能解锁的盒子中并锁定。实际上，这 100 BTC 可能由其他锁定的 UTXO 盒组成（例如四个 25 BTC UTXO 盒或其他组合）。在这种情况下，每个操作都会产生比特币未使用输出 (UTXO)，因为它只能存储其 BTC 的“包含”值，而不能存储更多数据或具有更高的可扩展性。这与仅更新余额状态的帐户模型不同。

Nervos CKB 继承了比特币的 UTXO 架构，并创建了 Cell 模型——一种用于状态存储的通用 UTXO 模型，它保持了 UTXO 的简单性和一致性。在 CKB 中，所有状态都存储在 Cell 中，而计算则在链下完成，节点执行交易验证并发布到链上。受比特币 UTXO 模型的启发，Cell 模型定义了 Nervos CKB 中每个 Cell 的行为以及更新其所含数据的过程。

与比特币 UTXO 一样，Cell 一旦形成便不可更改：一旦将 Cell 添加到链中，就无法进行任何更改。更新 Cell 内的数据需要一个称为“花费”的过程 - 类似于比特币 UTXO 转移通过“花费”实现的方式。这涉及使用更新的数据创建一个新的 Cell，然后将其添加到链中 - 类似于形成新的比特币 UTXO（用于花费的输出）。同样，每个 Cell 只能使用一次。

与比特币的 UTXO 不同，Cell 可以包含各种数据类型，例如 CKBytes、Token、JavaScript 代码或 JSON 字符串，这拓宽了 Cells 的功能，从而扩展了 UTXO 的潜力——例如，启用智能合约（甚至是定制合约，例如发行 NFT、限制 Token 供应和设置条件以满足独特需求）。换句话说，Cell 就像一个更智能的 UTXO。也就是说，如果比特币的 UTXO 是一个装有纸质账本的盒子，那么 Cell 就像是用 Excel 电子表格代替纸质账本。

值得注意的是，Cell 模型将智能合约执行的计算和验证分离开来。计算发生在链下，生成新数据，然后由网络节点在链上验证。在 Cell 模型中，智能合约的执行是并行的，即每个交易在其虚拟机中独立运行，多个虚拟机同时运行。Cell 模型中的交易非常灵活和高效，允许将多个智能合约操作批量处理为单个交易，从而最大限度地降低交易和处理费用。

来源： ckbdapps.com

前面提到的链下计算、链上共识模型比较流行，比如BTC扩展协议中的RGB协议，它涉及链下计算，并将共识交易结果提交到比特币链上，这个协议本质上和闪电网络类似。在此基础上，又发展出了RGB++协议，利用一次性封印和客户端验证（CSV）技术来管理状态变更和交易验证。它将比特币的UTXO同构映射到Nervos CKB的Cells上，利用CKB链和比特币链上的脚本约束来验证状态计算的正确性和所有权变更的有效性，这得益于将UTXO的特性无缝集成到比特币和Nervos CKB之间。RGB++不仅实现了增强的客户端验证、交易折叠和跨合约共享状态，还在不需要跨链交易、不影响安全性的情况下为比特币引入了图灵完备的智能合约可扩展性和性能扩展。

UTXO 的独特性能否培育独特的比特币生态系统？

曾经有一段时间，比特币的 UTXO 和以太坊的 ERC20 似乎存在着古典与现代的区别。这种情况正在改变，Ordinals 和 Runes 使得基于 UTXO 的资产部署成为可能，而 Nervos CKB 对 UTXO 的升级进一步解放了计算能力，尽管它们仍处于早期阶段。这些发展暗示了 UTXO 独特的潜在应用，这些应用看起来更有趣，并已成为行业的新期待。

UTXO 是比特币安全性和可靠性（防双花、可追溯性等）的根源，同时也因为可扩展性问题限制了比特币生态的发展，目前还无法达到以太坊 DeFi、NFT、metaverse 那样丰富的生态场景。然而，它的独特性有望催生出一个新的生态，比特币近期的创新受到市场高度关注，是市场对 UTXO 潜力信心的大胆指标。在 Runes 和 Ordinals 出现后的波动炒作中，我们认为 UTXO 的特性有潜力激发出不同的生态范式，期待这种“惊艳”范式早日出现。