解读 RGB++ Layer 四大特性：BTCFi 与 UTXO 世界的枢纽
2024-07-27 19:32
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。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。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。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。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。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。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。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。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。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 BTC UTXO#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。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。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。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。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。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。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。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。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。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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