BTC網路上的智能合約新發展

近期，在比特幣生態中出現了一個引人注目的項目Fractal BTC。該項目經過多輪測試網驗證後,於9月正式登入主網。Fractal的一大亮點在於它具備智能合約功能,並在主網上線之際推出了新型代幣協議CAT20。那麼CAT20在技術設計上有何巧妙之處?我們又能從中獲得哪些啓發?

Fractal Bitcoin簡介

要理解CAT20,首先需要了解其運行環境Fractal Bitcoin。Fractal Bitcoin又稱分形比特幣,是一個與BTC完全兼容的"二層"網路。相較於BTC,它的區塊確認時間僅需1分鍾,大大提升了交易速度。其基本原理是將BTC網路復制多份,每條鏈都能處理交易,從而提高整體吞吐量。不過,關於不同鏈間通信等具體細節,目前官方尚未公開完整的技術文檔。

Fractal的一大亮點是重新啓用了BTC早期因安全考慮而棄用的OP_CAT操作碼。這一操作碼的引入使得Fractal Bitcoin具備了智能合約功能,極大拓展了其應用潛力。基於此,已有開發者在Fractal Bitcoin上實現了類似ERC20的代幣協議。

CAT Protocol概述

有了底層OP_CAT的支持,CAT Protocol應運而生。目前已經在實際運行的是CAT20協議,某交易平台也新增了相應的面板支持。從名稱可以看出,CAT20與ERC20有諸多相似之處。那麼,相比於成熟的ERC20,CAT20是如何實現類似的代幣生命週期的呢?

部署流程

在部署前,用戶需要指定錢包地址和代幣基本信息。與ERC20相比,CAT20增加了預挖和單次鑄造上限等設置。

部署過程分爲"commit"和"reveal"兩個階段:

1. Commit階段:交易輸出腳本中寫入代幣基本信息,如名稱、符號等。此階段交易的hashId將作爲該代幣的唯一標識。

2. Reveal階段:輸出一個OP_RETURN,保存CAT20初始狀態的Hash。同時輸出一個Minter,用於後續鑄造過程中維護狀態變化。

這種"提交-揭示"的兩步部署方式是區塊鏈項目常用的做法,可以在reveal階段才公開項目的部分數據。

鑄造機制

Mint過程有以下特點:

• 輸入爲一個minter,最初由deploy生成
• 每次mint有且僅有一個minter作爲輸入,輸出minter數量可變
• 每次mint產生一個token
• 輸出順序固定,minter必須在token之前

minter的設計頗具巧思。如果每次只輸出1個minter,網路中可用minter數量保持不變,會造成鑄造擁堵。而輸出多個minter雖可緩解擁堵,但會增加用戶成本。這就需要部分用戶自願承擔額外成本,維持網路良性運轉。

在V2版本中,默認生成兩個狀態相近的Minter,以平衡效率和成本。

交易構建

CAT20的交易構建機制很有特色。在reveal階段,開發者巧妙修改了腳本邏輯,使用自身私鑰控制了不同地址的UTXO。而在minter階段,所有人都可以使用這些UTXO作爲輸入,這可能得益於OP_CAT提供的智能合約能力。

狀態管理

CAT20的狀態存儲於兩處:交易輸出的OP_RETURN中(存儲狀態Hash),以及智能合約中(存儲剩餘Mint次數)。每次Mint後,新生成Minter的mint數量爲剩餘可mint數量的一半。這種設計既保證了狀態一致性,又實現了均衡分配。

值得注意的是,CAT20 token本身也是智能合約,記錄了數量和歸屬地址。這與BRC20或銘文的UTXO模式不同。

轉帳與銷毀

轉帳時,同一交易中每種token的輸入輸出數量需保持一致。銷毀token只需將其轉入普通地址即可。

總結

CAT20的設計靈活性很高,所有操作都由用戶自主構建。這種設計帶來了一些優勢:

1. 查詢token持有情況只需檢索token的UTXO,無需向上追溯。
2. 通過搜索OP_RETURN中含"cat"的交易,可快速了解mint狀態。

然而,這種靈活性也對合約驗證邏輯提出了更高要求,近期出現的一些漏洞正是源於此。總的來說,CAT20作爲比特幣網路上的新型代幣協議,其創新設計值得關注和深入研究。