头等仓深度报告:全面解读 Stacks 特性、生态现状与代币经济

比特币作为最大市值的加密货币及最安全性的公链,在其之上搭建生态应用具备良好发展空间。

原文标题:《【公开尽调】深度报告:Stacks》
撰文:头等仓

Stacks 是一个公链项目,目前致力于建立基于比特币的上层应用,比特币共识极强,安全性高,且生态开发有较大的想象空间。项目募集资金量大,代码迭代良好,进展顺利,v2 主网已经上线,后续会持续完善网络性能和智能合约语言,以吸引更多开发者在其建立生态。

本研报为 Stacks 赞助发布的免费研报(非财富代码研报),研报内容完全由头等仓独立攥写,头等仓极力确保研报内容真实、中立、客观,同时为避免对读者产生误导,凡是由项目方赞助发布的免费研报均不提供任何投资相关的建议,本研报旨在能帮助读者们快速,深度地了解项目,帮助大家做出更好的投资决策。

项目概要

Stacks 是一个公链项目,成立于 2015 年,目前已有两个版本的迭代:v1 版本旨在建立一个分布式计算网络,全栈式替代传统云计算,v2 转向了比特币的链上智能合约开发以及生态应用。团队共募集了 7,560 万美元,资金量较大,目前并资金量充足。其 v2 (Stack 2.0)版本在 2021 年 1 月 14 日已经上线,推出新的共识机制 PoX,让 Stack 2.0 的安全性可以受益于比特币网络,同时,Clarity 智能合约语言可以帮助开发者根据比特币链上交易状态编写和触发智能合约。

技术上,目前代码迭代良好。Stack2.0 利用 PoX 共识机制将比特币作为基础链,Stacks 2.0 作为连接链,矿工使用 BTC 竞选区块打包权,以获取智能合约和交易的费用奖励。

Clarity 智能合约语言内置了 SPV (简易付款证明),以读取比特币链上的数据。在合约逻辑编写时,开发者可引入比特币的交易状态作为智能合约运程中的条件,当 Stack 2.0 检测到比特币链上完成了该笔交易,即满足了智能合约的运行条件之一,可触发下一步程序。同时,Clarity 着重于优化可预测性和安全性,开发人员可以预测某个 Clarity 程序将做什么,以及它将花费的成本。并降低智能合约出现错误,和被黑客攻击利用的可能性。

代币上,Stack 2.0 的代币是 STX,其初始供应量为 13.2 亿,并且每年都会一定的通货膨胀率进行增发,预计到 2050 年会达到 18.42 亿(v1 是 20.52 亿)。STX 用于支付智能合约费用和交易费用,主要属性是配合 Stack 2.0 进行网络运转,调节和平衡各类机制。其长期价值基本上取决于 Stacks 网络的增长和 Clarity 智能合约的需求量。

目前 BTC 作为最大市值的加密货币以及安全性最好的公链,其不可篡改、不可伪造的高安全性底层,具备接入 DeFi 的潜力,在其之上搭建生态应用是具备发展空间的。

Stack 2.0 相对以太坊上,在可扩展性和 BTC 的参与的方式,以及智能合约的安全性上进行了优化。在对比同样致力建立比特币智能合约平台的 RIF 上,Stack2.0 在代码迭代要优于 RIF,两者在共识和网络的架构的竞争对比上各有优劣,都已设计出实现应用的基础架构。

Stack 2.0 作为一个刚上线的主网,保持着良好产品迭代,生态的发展还处于早期,可期待其发展。

基本概况

项目简介

Stacks 目前完成两个版本的迭代,v1 版本旨在建立一个分布式计算网络,全栈式替代传统云计算,v2 旨在建立比特币智能合约,根据比特币链上交易状态进行逻辑编码,以建设基于比特币的上层应用,解锁比特币价值。

基本信息

项目详解

团队

目前,Stacks 由多个独立实体和社区组成。在初期,Stacks 背后主要公司为 Blockstack PBC,目前已经更名为 Hiro Systems PBC (简称 Hiro)。Hiro 的领英公示团队成员有 66 人,Muneeb Ali 为创始人,项目团队的主要成员拥有多年分布式系统领域的研发经验,其中包括 6 位分布式系统领域博士,2 位获得美国「总统职业奖」的科学家。

Stacks 生态核心成员

Muneeb Ali,Stacks 联合创始人,Hiro CEO,是普林斯顿大学的计算机博士,专注于研究搭建分布式应用的全栈解决方案。他曾在 TEDx 等论坛上发表演讲,传播加密数字货币、区块链,并撰写了大量相关主题的学术刊物与白皮书。

Jude Nelson,Stacks 基金研究科学家,前 Hiro 工程合伙人,从普林斯顿大学获得了计算机科学博士学位,曾是 PlanetLab 的核心成员,该实验室因实现进行行星尺度实验和部署获得了 ACM Test of Time 奖。他的研究涵盖了光与存储系统和 CDN。Vim 使用超过十年。

Aaron Blankstein,工程师,在 2017 年获得博士学位后加入了 Blockstack 工程团队。他在普林斯顿大学和麻省理工大学学习计算机科学。其研究涵盖了多个主题,主要集中在 Web 应用程序性能,缓存算法,编译器和应用密码学上。他对 CONIKS 的研究在 2017 年获得了 Caspar Bowden 隐私增强技术奖。Emacs 使用已有 10 余年。

Mike Freedman, Hiro 技术顾问,普林斯顿大学分布式系统教授。他曾获得 Presidential Early Career (PECASE) 奖、Sloan 奖学金。他的研究衍生了多个商业产品,也部署了数百万日用户级别的系统。

Albert Wenger,Hiro 董事,Union Square Ventures (USV) 管理合伙人。加入 USV 之前,Albert 曾是 del.icio.us 总裁,直到公司出售给 Yahoo,他也是天使投资人,曾投资 Etsy、Tumblr。他还曾经创立过多家公司,包括管理咨询公司和早期托管数据分析公司。Albert 毕业于哈佛大学经济学和计算机科学专业,并拥有麻省理工大学信息技术博士学位。

JP Singh,Hiro 董事,普林斯顿大学教授和本科主任,主要研究并行计算系统和应用,曾获得 Presidential Early Career (PECASE) 奖和 Sloan 奖学金,也曾联合创办商业分析公司,FirstRain Inc.。他毕业于普林斯顿大学,并拥有斯坦福大学电机工程研究生学位以及博士学位。

目前,Stacks 生态中除 Hiro 外还有多个独立实体。包括 Stacks 基金、地灵科技、Freehold、New Internet Labs、密钥工作室 (Secret Key Labs)。

Hiro:专注于提供和维护 Stacks 生态系统中的开发者工具

Stacks 基金(Stacks Foundation):通过治理、研发、教育和资助,支持 Stacks 生态系统发展

地灵科技(Daemon Technologies):专注于支持 Stacks 挖矿和质押(Staking)业务

密钥工作室(Secret Key Labs):专注于提供可直接参与 Stacking 的中文手机端钱包

资金

表 2-1 Hiro 的融资情况

总计,募资销售代币 6.092 亿枚,合计募资约 7,560 万美元。创始人和团队奖励 2.531 亿枚。到 2019 年年底将有 4.41 亿枚 STX 解锁,其中有 36% 归员工、创始人和 A 系投资者持有,52% 则被 Reg D 投资者持有。

据 Stacks 在 2020 年 4 月的博客中表示,截至 2019 年 12 月 31 日,拥有 1860 万美元的现金,其中有 440 万美元是受限制的。加密货币储备为 780 万美元,其中有 240 万美元是受限制的。自 2020 年 1 月起,受限制的现金和加密货币不再受任何意外事件的影响,可供 Blockstack PBC 使用。也就是 2020 年后共 3320 万美元可用,并且还具有 293 万 STX 的短期库存和 110 万 TX 的长期库存,整体来看,资金量充足。

代码

图 2-1 代码提交

近半年的代码提交情况良好,产品有持续的迭代。在 Stack 2.0 上线后代码提交有显著增长。

技术详解

Stack 目前已经完成了 v2 版本的迭代,v1 版本为 Blockstack,其开发方向是分布式计算和去中心化信息验证,v2 (Stack 2.0)转向了基于比特币的智能合约开发以及生态应用。

v1

v1 版本即 Blockstack,旨在建立一个分布式计算网络,全栈式替代传统云计算。基于 Blockstack 搭建的去中心化应用,其大部分业务逻辑和数据处理都可以分布式的客户端运行。

Blockstack 主要包含 3 个部分:1) Gaia 一个可扩展的去中心化存储系统;2) Atlas 点对点网络,节点连通采用基于图的随机游走算法,减少取得共识所需数据量;3) Blockstack 认证协议,一个去中心化认证协议,用于给用户进行 ID 认证。

Atlas 对等网络

Atlas 是 Blockstack 网络的一个子系统。在 Atlas 中,每个节点负责跟踪网络中的其他节点,每个节点会保存网络中所有数据的一个完整副本,以避免节点加入或离开网络引起的问题。但该网络的容量受到了 Blockstack 网络的限制:数据集中的每一条新纪录,都必须和 Stacks 区块链上的一个交易相关联。而且每个节点都保留所有数据的一个副本,数据的索引在 Blockstack 上可用,这样新的 Atlas 节点可以便捷同步其需要存储的数据,因为事已知道应该从其他节点存储什么数据。

Gaia 存储系统

Gaia 存储系统是 Blockstack 为用户提供的去中心化存储系统。用户对存储数据拥有控制权,可以将存储数据与系统中的应用进行交互。用户存储数据可以托管在由用户指定的云存储服务商或者其他数据存储服务商,比如 AWS、Google。Gaia 存储系统中的数据是经过加密的,并通过用户控制的密钥进行签名。

用户通过 Gaia 存储系统指定一个存储位置来保存数据。Gaia 里会存在一个「指针」被保存到 Blockstack 链和 Atlas 子系统上。当用户使用 Blockstack 认证协议登录应用和服务时,将这个存储位置信息传递给应用程序,然后应用程序与指定位置的 Gaia 数据进行交互。

Gaia 的设计理念是终端用户无需信任底层云存储服务提供商。也就是云存储服务提供商不能直接看到用户数据,只能看到经过加密的数据块。

通过 Blockstack 才可发现相关联的公钥或数据哈希,所以云服务提供商没有篡改用户数据的能力。并且用户的验证路由信息中包含一个 URL,指向一个签名过的 JSON 对象(由该用户的 owner key 签名)。这个签名过的 JSON 对象内包含指向该用户 Gaia 数据锁柜的 URL。一旦应用知道用户的 Gaia 数据锁柜的位置,就可以使用普通的 HTTP 请求文件发送。

身份验证

Blockstack 认证协议是 Blockstack 的去中心化认证协议。通过该协议用户可以使用自己拥有的 ID 进行认证,并且设置使用哪个 Gaia 服务器保存该用户的应用数据。

另外,Blockstack 使用四层的结构实现了分布式命名系统。名字归属于底层区块链的地址以及相应的私钥。和 Namecoin 一样,用户需要先预定 preoder,之后才能注册 register 名字。最先将预定操作和注册操作成功写入区块链的用户可以获得对某个名字的所有权。名字被注册后,用户可以使用更新(update)命令像该名字下发送更新的数据。用户也可以使用转让(transfer)操作将名字转让给别的地址。并且撤销(revoke)命令可以暂时终止对这一名字的操作。

同时,Blockstack 程序库和开发包:开发者程序库(Libraries)和开发包(SDKs)位于平台堆栈的顶端,应用开发者和用户可以配合认证协议与 Blockstack 网络的不同组件进行交互。例如,Blockstack 客户端软件允许用户注册并管理自己的 ID。Blockstack 的开发者程序库使开发人员构建 Blockstack 应用像构建传统的 Web 应用一样方便。

v2

Stacks 2.0 致力在不改变比特币本身的同时,围绕比特币结算协议进行创新,开启原生比特币智能合约和去中心化应用。Stacks 2.0 中的核心机制为:1) PoX,嫁接到比特币链的共识机制;2)原生编程语言 Clarity,让智能合约可以根据在比特币链上行为进行操作。

PoX 共识机制

PoX 是 Stacks 2.0 与比特币之间的共识机制,以新的方式利用和扩展比特币链,并让 Stacks 2.0 网络受益比特币的安全性。

PoX 使用比特币作为基本链,Stacks 2.0 作为连接链。领导人的选举发生在比特币区块链上。PoX 并不需求重新燃烧电力,而是将已经铸造的比特币作为计算证明重新使用,矿工直接用比特币作为他们的开采成本。

矿工锁定 BTC 后由网络通过可验证的随机函数(VRF)来选择每一轮的领导者。矿工所锁定的 BTC 金额越大,所得权重越多。每轮的领导者负责 Stacks 2.0 的区块打包,将 Stacks 2.0 上的交易哈希值打包,由领导者送到比特币链上,并获得奖励,该奖励包含智能合约和交易的费用。

矿工所质押的比特币会发送到一组特定的地址,这些地址对应于参与共识的 Stacking。质押者。在挖矿过程中质押的比特币不会被销毁,而是流向参与共识的 Stacking。PoX 挖矿过程:

图 2-3 PoX 挖矿机制

PoX 类似 PoS 的权益质押,通过比特币和 STX 的双向交换,来协调矿工与质押者间收益。一方面矿工付出了 BTC,提高网络的作恶成本,另一方面矿工获得 STX 后,矿工也可参与 STX 的质押,来获得 BTC。

Stacks 2.0 网络自 2021 年 1 月 14 日启动后,目前已经达到了将近 66 万个区块高度。在网络的前 1000 个块中 Stacks 区块中,STX 矿工共锁定了 11.94 比特币,以铸造 200 万个新的 STX 代币。共 59 个矿工参与了区块打包,其中有 26 人至少获得一个 1 个区块打包权。下图显示了这 26 个领导者的分布:

图 2-4 区块获胜者分布

排名前 6 位的矿工占赢得的区块总数的 80%以上,排名前列的矿工在 1000 个区块中总共赢得了 220 个。

在前 1000 个区块中,共锁定了 11.94 BTC 铸币 200 万个 STX 代币,以市 0.00001459 BTC/STX 进行转换,前 1000 个块的整体盈利率为可达到 144.4%左右。目前,以官方给出的网络状态,Stacking 的年收益有 0.3862BTC 左右,相当于每周 0.007427BTC。

图 2-5 Stacking 收益概况

智能合约语言

随着 Stacks 2.0 上线,同步推出了 Clarity 智能合约语言。Stacks 2.0 将 Clarity 锚定在比特币上,使智能合约能够根据在比特币链上状态进行操作。同时让智能合约的行为、成本和性能对开发人员和自动验证都是透明的。

因为比特币本身并不具备图灵完备,这也导致智能合约功能有限。所以,Clarity 内置了 SPV (简易付款证明),让 Stack 2.0 上可以读取比特币链上的数据,并且用在智能合约上。比如,在比特币上完成了一笔交易转账,类似一笔资金转入了资金池,Stack 2.0 检测这笔交易后,可用作为 Stacks 2.0 智能合约的一部分,以该笔交易作为智能合约发生下一步的条件,类似触发点。这个不需要通过第三方的 oracle,一定程度上提高可靠性和安全性。

也就是开发者通过 Clarity 合约语言读取比特币的交易状态,在合约逻辑编写时,可以引入比特币的交易状态作为智能合约运程中条件,当 Stack 2.0 检测到比特币链上完成了该笔交易,即满足了智能合约的运行条件,即可触发下一步动作。

开发者们可利用 Clarity 语言,类似在以太坊上去编写 Stack 2.0 链上的 DeFi 产品,拥有比特币原生属性的 DeFi 产品也就具备了可能性,当然这取决于 Clarity 智能合约语言的应用程度。

Clarity 在相对其他公链的智能合约语言上,比如以太坊 Solidity,是一种不可判定的语言,在某些情况下,很有可能不知道智能合约将如何运行,Clarity 的运行逻辑会相对清晰。而且 Clarity 据官方所表述,可有效防范八种常见的智能合约漏洞,分别为:可重入性(Reentrancy)、访问控制(Access Control)、上溢和下溢(Overflow and Underflow)、低级调用未检查的返回值(Unchecked Return Values For Low Level Calls)、拒绝服务(Denial of Service)、随机性问题(Bad Randomness)、时间操控(Time manipulation)、短地址攻击(Short address attack)。

以官方例子来看,比如(低级调用未检查的返回值)漏洞,以太坊使用的 Solidity 语言的深层功能之一是函数 call、callcode、delegatecall 等等。这些函数解决错误的方式与其他 Solidity 函数不同,不会传播算法,也不会还原执行,而是返回一个错误的值,代码本身仍然继续运行,这就给了黑客利用漏洞的可能性。

而在 Clarity 中,所有公开调用的函数都必须返回编码为 ok 类型或 err 类型,强制执行不可终止。如果函数返回 err,则交易终止,不会继续运行合约,这可以防范了黑客利用漏洞的可能性。

Clarity 着重于优化可预测性和安全性,随着 Stacks 2.0 主网的推出同步上线。开发人员可以预测某个 Clarity 程序将做什么,以及它将花费的成本。并降低智能合约出现错误,和被黑客攻击利用的可能性。

总结:Stack 2.0 相对 v1 的重点改善是共识机制,基于 PoX 可以让 stack 2.0 的链上状态和比特币关联起来,同时 Clarity 智能合约语言内置的 SPV,让开发者可以读写比特币的链上交易状态币并用于智能合约的编写,也就是可以基于比特币链去建设生态应用。Clarity 还解决了 Solidity 已有的诸多问题。

发展

历史

表 3-1 Stacks 进展详情表

现状

在 1 月 14 日 Stacks 正式上线了 Stack 2.0 版本,此版本不同于此前的 Blockstack,改变开发方向,专注于比特币的链上智能合约开发以及生态应用。Stacks 2.0 目前推出了新的共识机制 PoX,以及提供给用户使用的 DAPP 商店,App Mining,具有超过 500 款 DAPP。

下图是来自 Flipside 所监控的 Stack 2.0 网络的链上交易量:

图 3-1 STX 的链上交易量

Stack 2.0 刚上线不久,整体交易量表现倾向平稳。目前在 Stack 2.0 上有超过 500 款 APP,大多数 DAPP 是一些生活辅助类功能应用,我们选取了相对来说较有实用意义的 2 款 Dapp,功能较为实用,操作简便:

BlockSurvey 是一款数据收集类应用,通过端到端的加密和隐私来包含用户所收集或填写的数据。目前的有 500 多成员,包含了数据计算,员工问卷,健康调查等众多类型数据收集,用户可以使用模板或自己创建表格内容收集数据,也可参与他人表格的填写。

图 3-2 Blockurvey

Pravica 是一个通信套件,综合众多通信工具(包括电子邮件,聊天,通话,视频等),以保护用户的隐私安全。用户可以收回或控制 Pravica 上的数据,由用户自己单独控制数据。并利用 BTC 闪电技术和 Stacks 代币加密支付。用户注册登录后,可以在 Pravica 上进行邮件发送,聊天,会议等,其通信数据都进行端到端的加密,操作界面如下图:

图 3-3 Pravica

总体来看,目前多数是从 v1 中迁移过来的基础应用,与比特币本质上关联不大,其生态后续的发展还有较大的开发空间。

未来

Stacks 2.0 在开发比特币应用的同时,也为用户提供了一种通过积极参与共识来赚取比特币的新方式,把被动的比特币资本变成主动的,为比特币生态系统带来更多应用和智能合同。

目前官方所给出的 2021 年的规划:

  1. 上线 Stack 2.0 主网;
  2. Clarity 智能合约语言可在 Stacks 2.0 主网上使用;
  3. 针对 Blockstack 基础架构和集成的生态系统赠款;
  4. App Mining 2.0,以鼓励应用开发者;
  5. 针对 Blockstack 生态系统的启动申请(RFS);
  6. 用于扩展应用程序和新加密资产的应用程序链。

Stacks 2.0 已经正式上线,后面会陆续进行一些改进,比如通过微块来提高吞吐量和速度,完善智能合约语言等。

总结:Stacks 成立较早期,但一直的产品迭代,整体开发顺利。目前的 v2 转向了比特币智能合约开发,自 Stack 2.0 上以来,网络表现平稳,但相关应用生态还未上线。

经济模型

代币供给

Stack 2.0 的代币是 STX,其初始供应量为 13.2 亿。并且每年都会一定的通货膨胀率进行增发,预计到 2050 年会达到 18.42 亿(v1 是 20.52 亿)。

代币需求

STX 是 Stack 2.0 上注册数字资产(如用户名、软件许可证、播客或其他数字产品)和发布运行智能合约所需的费用,类似于以太坊网络中的 gas 费用,在网络中进行操作会消耗 STX。同时,STX 可以用来支付交易费用,也是矿工运行挖矿节点和开发者进行 DApp 开发的激励。STX 的主要属性是配合 Stack 2.0 进行网络运转,调节和平衡各类机制。STX 的长期价值基本上取决于 Stacks 网络的增长和 Clarity 智能合约的需求量。

在 Stack 2.0 中 STX 的获取主要是参与 PoX 共识机制,提交 BTC 获得 STX,或质押 STX 获得 BTC。STX 锁定的每个奖励周期中,都会收到矿工转让的比特币,作为转让证明的一部分。一旦锁定的周期数已完成,STX 便会解锁,可以自由使用 STX 或再次参与质押。

官方在白皮书上给出了 PoX 的具体参数 :

  1. 区块奖励:前 4 年 1000 STX/ 区块;后续 4 年 500 STX/ 区块;此后 4 年 250 STX/ 区块;然后是永久性 125 STX/ 区块;
  2. 区块时间:Stacks 2.0 与比特币相同的速度生产区块。比特币块大约每 10 分钟产生一次,这也是 Stacks 2.0 主网的速率;
  3. 区块奖励到期窗口:100 个区块,意味着如果矿工赢得一个区块,他们将在 100 个区块后获得该区块的代币奖励;
  4. Stacking 参数:每块 2 个奖励地址;奖励周期 2000 块 (约 2 周),总共 4000 个奖励槽;
  5. Stacking 阈值:所需的最小 STX 数量是基于参与度的动态值。当参与度在 25% 至 100% 之间时,该阈值为 STX 参与量的 0.025%,当参与度低 25% 时,阈值水平始终为 STX 流动供应量的 0.00625%。

STX 的挖矿奖励类似 BTC,每 4 年减半,而且主网区块生产速度也和比特币基本相同。

代币分配

在最新的 Stack 2.0 代币经济白皮书中,Stack 更新了代币分配和解锁的方式。在之前的募资中,STX 在 2017 年和 2019 年通过各种发行进行了分发,2017 年发行的 STX 价格为 0.12 美元,2019 年的 Reg S 发行价格为 0.25 美元,2019 年的 SEC 合格发行价格为 0.30 美元,下图给出了各部分的细分:

图 4-1 代币分配

目前 STX 的供应量是 739,781,894 STX,虽然每年以一定的通货膨胀率增发,但有一个预定的未来供应量,到 2050 年将达到约 18.18 亿 (比之前的 20.40 亿有所减少) 。到 2021 年 1 月底,创世纪的 13.20 亿 STX 中的 10.06 亿 STX 将是流动的,其余的将每月按照各个解锁方案解锁。例如,分配给创始人和员工的 STX 遵循 3 年解锁,其中一部分将在 2021 年 1 月至 2021 年 11 月之间解锁。图 2 显示了截至 2050 年 Stacks 总循环供应量的增长情况。如下图:

图 4-2 代币解锁

从代币释放曲线来看,STX 在今年会较大释放量,预计创世纪区块中的 13.2 亿 STX,有 10.06 亿 STX 将处于流动状态。此后进行缓慢释放趋向平稳,在创世块的代币释放完后,代币的增发则由挖矿所带来,以浮动的增发率,进行通货膨胀。

总结:Stack 2.0 上线后官方调整之前的代币通证,目前创世块的总量未变 13.2 亿,但预计到 2050 年的总量较之前有所减少。STX 在 Stack 2.0 中作用主要支付和交易费,配合 Stack 2.0 进行网络运转,调节和平衡各类机制。其代币价值长期来看在取决于网络的增长情况。

竞争

行业概述

Stack 2.0 属于公链,细分:比特币智能合约

比特币是目前单体货币市值最大,安全性最好的加密货币,其本身所具备的价值是由市场所赋予的,取决于有多大的市场对其的认可。比特币的代币总量只有 2100 万的前提,意味着市场认可度越高,其价值越高。比特币由最初的第一笔交易,一万枚比特币换取一份披萨,而目前达到接近万亿的市值,其价格的增长几乎跑赢了金融市场所有产品,越来越多的机构持有比特币以对冲通货膨胀风险,其存储价值已经超于支付价值,被称为了数字黄金。

比特币和黄金有差不多的特性,具有较高的生产成本和有限供应。黄金产自矿山,而比特币则是通过一套数学算法,每十分钟产生。黄金作为具有货币特性的一类资产,不需要任何一个国家的主权来背书就能得到大家的认可。美元、人民币等其他货币都是需要有强大的主权国家背书才能得到人们的认可。在这点上,比特币和黄金一样,没有任何机构或政府为其背书。

和黄金一样,比特币的价值来源于全球共识,而且两者都没有利息和现金流。但比起黄金,比特币的优势更明显,它是数字化的,方便携带和保管。

经济是技术的一种表达,众多的技术结合在一起,创造了一种称之为经济的东西。经济的背后是技术的变迁,它带来了经济范式、经济模式、经济组织、经济活动、商业产品的变化。比特币也是如此。它是信息技术迭代带来的新资产类别,是新的可投资品和投资工具,很难通过传统思维来理解它。由最初的代表区块链技术走入人们眼中的去中心化架构的货币,到现在接近万亿的市值,比特币的价值被越来越多人认可,其背后的技术也被更多人所认知。

行业现状

比特币目前的流通量 1800 万左右,约占总量 2100 万的 85%,预计会在 2140 年完全释放。对于比特币来说,目前要集合世界一半以上的算力去发动 51% 攻击是非常困难的事,其可称为目前最安全的公链。不过由于不具备编写智能合约的功能,建设生态应用,所以目前所流入 DeFi 或其他生态的 BTC 大多数采取的是在原链上锁定 BTC,在其参与的链上生成 wBTC 或 hBTC 等。包括很多跨链的项目都有桥接到 BTC 链接的转接桥,类似的波卡中继链转接桥,Cosmos 的 peg zone 转接桥,这些通过锁定 BTC,然后链上铸造 Token 来实现 BTC 跨链生态参与。目前锁定在 DeFi 里面的 BTC 价值约在 $43,300 左右,具体如下图:

图 5-1 BTC 质押市值

总体来看,质押在 DeFi 中的 BTC 处于上升的趋势,但仍有非常大的 BTC 流通量并未进入生态应用,这一方面是源自于 BTC 锁定的安全性问题,另一方面很多 BTC 的忠实粉丝并未认可以太坊这种 DeFi 的参与方式。

这并不是说他们对所持有的 BTC 没有金融需求,比如进行 BTC 质押收益,借贷收益等,而是原生所属性的参与方式,可能更符合他们的需求,比如直接比特币链上直接建设生态应用,让 BTC 直接参与到生态,而不是以锁定的方式。

这也就衍生了以比特币智能合约为开发方向的项目诞生,Stack 2.0、RIF,这些其旨在于建设原生的比特币智能合约,所以下文会这些项目进行竞争对比。

竞争对比

与以太坊对比

目前以太坊是 BTC 最大的锁仓平台,也就是 BTC 参与 DeFi 的主要平台,以太坊虽然在生态上具有极大的优势,但仍在几个方面仍不完善。

可扩展性问题,DeFi 的热潮吸引了很多用户进入以太坊,由于其本身网络性能受限,在交易高峰期时,使得网络拥堵,Gas 成本激增,增加了用户的交易时间和交易成本。其可扩展性问题还阻碍了部分用户的参与和项目的发展。

相对来说,Stacks2.0 的交易可以独立扩展,不受限于比特币链网络,但可以在比特币链完成最后的结算。Stacks2.0 链上交易在比特币上会产生一个散列,作为共识的一部分,自动在每一个比特币的区块上结算。此外,Stacks 引入了微区块(Micro blocks)的概念,在每个比特币区块上建立数据微区块上运行,其理论效果可以在几秒钟内进行交易的初步确认。同时比特币被 Stacks 用作底层标准的结算协议,不仅可以存放区块散列的历史数据,也可以将交易与比特币联系在一起。

BTC 的参与方式,目前以太坊上流通的 wBTC 或 rBTC 等,多数是以资产锁定的方式参与,因为,虽然很多项目会尽量在锁定上去中心化,但有可能存在单点故障、信任、成本等问题。对于机构或 BTC 的忠实粉丝来说,这会是阻碍他们参与的 DeFi 的方式之一,如果以原生比特币进入 DeFi 的通道,对机构或 BTC 的忠实粉丝来说,会是一个具备吸引力的方式。

Stacks 2.0 的 PoX 共识机制,连接了比特币链和 Stacks 链,STX 矿工负责 Stacks 2.0 的区块打包,将 Stacks2.0 上的 transaction 哈希值打包,由矿工送到比特币链上,并获得 STX 奖励,同时,Stackers 将 STX 锁定在共识中以赚取 BTC,这让 STX 和 BTC 有了价值联系,以 BTC 为基础定价并产生 BTC 收益,将比特币用作结算协议。

同时,开发者可以通过 Clarity 合约语言读取比特币的交易状态,在合约逻辑编写时,可以引入比特币的交易状态作为智能合约运程中条件,当 Stack 2.0 检测到比特币链上完成了该笔交易,即满足了智能合约的运行条件,即可触发下一步动作。在参与方式上 Stack 2.0 更具有原生性。

智能合约的安全性,如 2.4.2.2 上描述,Clarity 智能合约语言,在安全性上,理论可有效防范 8 种智能合约漏洞,相对以太坊的 Solidity 来说,可降低智能合约被黑客利用漏洞的可能性。同时,Stacks 在智能合约安全性上还有一个 post conditions 机制,用于在交易中添加一系列运行后的状态条件。比如:交易运行后,某地址的 X 代币或 STX 数量不能少于 X。如果运行后没有达到条件,则此交易无效,所有影响会回滚或取消。这种机制可以有效的防止未发现的智能合约漏洞给用户造成经济损失。也可以增加运行不信任开发者合约的安全性。

并且 Stacks 的去中心化认证系统(DID)允许用户自己管理数据和身份信息,在登陆或使用应用时可以授权 DApp 读取信息。即使是开发者也不会触及到用户的数据和敏感信息,更有效的上阻挡了作恶的可能。Clarity 智能合约节点发布并执行,没有类似 EVM 这样的中介环节,降低了错误和攻击的可能性。

整体来看,Stacks 相对以太坊,在可扩展性和 BTC 参与的方式,以及智能合约的安全性上进行了优化。

竞争项目简述

RIF (Rootstock Infrastructure Framework)是一个比特币智能合约平台。项目成立于 2018 年,共募集了 22,000 BTC。RIF 主要通过 RIF OS (The Root Infrastructure Framework Open Standard)基础开放性框架,打造去中心化应用,让用户在比特币和 RSK 区块链的基础上构建去中心化的应用程序。同时 RIF 的虚拟机与以太坊 EVM 兼容,以太坊上的 ERC 20 代币可与 RIF 上的代币进行交互。

目前具有两个产品:1) RIF 市场,为服务提供商和用户提供交易场所的平台;2) RIF On Chain,建立在 RSK 区块链上的 DeFi 平台。

代码对比

图 5-2 两者代码对比

相比之下,Stack 2.0 在代码提交方面优于 RIF,RIF 有接近半年的时间代码提交断层。

机制对比

RIF 的网络由三层组成:

  1. 第一层为比特币,以比特币作为底链,通过合并挖矿,以比特币的算力确保 RIF 网络的安全性;
  2. 第二层为 RSK 区块链,为比特币提供图灵完备的智能合约串联。在该层中,其原生代币 RBT 与 BTC 1:1 挂钩。同时,以 RSK 虚拟机搭建,可以兼容以太坊 EVM 虚拟机智能合约,以太坊网络上的所有 ERC 20 代币均可以无缝传输到 RSK 网络;
  3. 第三层为 RIF OS 框架,该层为 RIF 大望路的基础架构和协议,提供支付、存储、通信等服务,允许用户构建和使用应用程序。

具体如下图:

图 5-3 RIF 网络架构

在 RIF 中,网络的安全性由比特币链来确保,RSK 智能合约是以测链,1:1 锚定 BTC 的方式编写,在智能合约只是搭建各种基础架构,如存储,支付,信息等,开发者可以此架构之上开发应用程序,由此搭建整体网络机制。

Stack 2.0 的网络主要部分是 PoX 共识机制和 Clarity 智能合约语言,PoX 负责桥接比特币链的安全共识,Clarity 负责以比特币状态来智能合约,以达到基于比特币而搭建应用生态。

两者对比,Stack 2.0 的智能合约在搭建上更具原生属性,而 RIF 是通过侧链的方式,虽然共识是基于比特币链,但智能合约的编写并没有依据比特币链上交易状态,而是用代币锚定,类似比特币转接桥的方式。

共识对比

RIF 的共识为合并共识,合并挖矿是一种使用相同挖矿哈希率来利用一级区块链的安全性防护从而保护二级区块链的技术。合并挖矿通过从二级区块链(最近构建的新块的加密哈希)嵌入块 id 来执行,同时在一级区块链块的某个高度进行挖矿。

RSK 通过与 BTC 联合挖矿的方式生成区块,使 RSK 链获得安全保障。在合并挖矿过程中,不需要 BTC 开发人员进行任何额外的工作来配合联合挖矿,但是 RSK 开发人员需要比较复杂的设置来集成合并挖矿的算力。对矿工而言,由于合并挖矿不消耗他额外的算力但却可以获得额外的奖励,只需要使用相同的设备和执行一定的设置就可以加入,边际成本几乎为零,所以对矿工有一定的吸引力。

PoX 是 Stacks 2.0 与比特币之间的共识机制,使用比特币作为基本链,Stacks 2.0 作为连接链。在 PoX 中,领导人选举发生在比特币区块链上。PoX 并不需求重新燃烧电力,而是将已经铸造的比特币作为计算证明重新使用,矿工直接用比特币作为他们的开采成本。矿工锁定 BTC 后由网络通过可验证的随机函数(VRF)来选择每一轮的领导者。矿工所锁定的 BTC 金额越大,所得权重越多,每轮领导者负责 Stacks 2.0 的区块打包,将 Stacks 2.0 上的交易哈希值打包,由领导者送到比特币链上,并获得奖励,该奖励包含智能合约和交易的费用。

两者类比,RSK 是比特币原有的 PoW 上进行哈希设定,让一二级区块可以联合挖矿,矿工在比特币挖矿的同时,也能可以直接参与 RSK 的区块共识,所以对于 RIF 来说,其网络的安全是可由比特币网络算力的安全性去确保,而 Stack 2.0 则由 BTC 本身所具备高昂价值,提高了网络作恶成本,而且矿工在 Stack2.0 可以完成收益循环,在挖矿 BTC 的同时,也参与 Stack 2.0 的网络安全。

应用架构对比

RIF OS 是一个多层次的开发堆栈,是 RIF 基础应用的统一协议,该协议允许开发人员在 RIF OS 生态系统中集成其产品和服务,作为用户使用或开发者开发的基础架构。RIF OS 包含 6 个基础服务:

1)目录(Directory),一个域名解析服务,实现简单的资源名称查找,以降低犯错概率(如输错地址)和系统的复杂性;
2)支付(Payments),RIF Lumino 是建立在 RSK 网络上的状态通道网络,由 RSK 侧链网络提供支持,为部署在 RSK 和 RIF 网络上的 ERC 20 代币和 BTC 提供链下交易功能,使、让用户能够与闪电网络、雷电网络等多个区块链进行交互;
3)存储(Storage),是一种不受审查、无需权限且去中心化的存储协议。提供了一个统一的接口,可以在多个去中心化存储网络之间进行连接,为开发人员的 DApp 提供服务,而无需搭建服务器,以及用户存储数据等;
4)通信(Communications),在对等网络中建立安全的通信通道,并确保匿名性、机密性、完整性和真实性;
5)网关(Gateways),网关提供了一组互操作协议,实现与外部世界的安全交互 ;
6)市场(Marketplace),为服务提供商和用户之间建立一个交易场所,它是在 RSK 和 RIF 之上构建的去中心化共享经济体 (DSE) 中的服务交换的基础,也是消费 RIF 服务的场所,如长期存储(文件固定服务)、RNS 域交换服务、RIF 支付等服务。

6 个基础服务是 RIF 对接应用层的底层架构,开发者基于此来搭建应用程序,以实现与用户交互。

Clarity 是 Stack 2.0 中智能合约语言,是将 BTC 应用到 DEFI 的核心语言合约,类似以太坊的 Solidity 智能合约,Clarity 内置的内置了 SPV (简易付款证明),让 Stack 2.0 上可以读取比特币链上的数据,并且用在智能合约上。也就是开发者通过 Clarity 合约语言读取比特币的交易状态,在合约逻辑编写时,可以引入比特币的交易状态作为智能合约运程中条件,当 Stack 2.0 检测到比特币链上完成了该笔交易,即满足了智能合约的运行条件,可触发下一步动作。

在应用层的实现方面,两者的方向不同。RIF 是预先为开发者搭建了基础服务,让开发者可直接在此去构建应用,而 Stack 2.0 是读取了比特币的链上交易状态,让开发者利用交易状态作为智能合约运程中的条件。

基于以上的对比可以看到,RIF 在共识上面与比特币链交互更为紧密,但在应用层的实现上并没有直接以比特币链为底层,Stack 2.0 的共识中,矿工需要付出 BTC,以提高网络的作恶成本,在合约的编程上可根据比特币的链上交易状态,作为智能合约运行的条件,所以两者各有优劣。

代币模型对比

在 RIF 生态中具有两个代币,RIF 和 RBTC。其中 RIF 是整体网络原生代币,也是生态中主要的支付方式。此外,在 RIF OS 市场中提供基础架构服务的组织需要锁定一定数量的 RIF 代币,以保护消费者免受违反服务级别协议的影响。

而 RBTC 是 RSK 的原生代币,与 BTC 1 : 1 挂钩。RBTC 用于支付智能合约的执行费用,与 ETH 用作支付以太坊手续费的性质相同。RBTC 用于支付 RSK 智能协议层的智能合约处理,RIF 用于消费与 RIF OS 集成的所有基础架构服务。

STX 是 Stack 2.0 上注册数字资产(如用户名、软件许可证、播客或其他数字产品)和发布运行智能合约所需的费用,类似于以太坊网络中的 gas 费用,在网络中进行操作会消耗 STX。同时,STX 可以用来支付交易费用,也是矿工运行挖矿节点和开发者进行 DApp 开发的激励。

两者在代币的属性上设计类似,作为网络支付手段和交易费用,主要是为了配合网络运转和调节机制。其长期价值基本取决于网络的增长和智能合约的需求量。

总结

BTC 作为最大市值的加密货币,并且其链上的安全性也是目前最好的,所以在其之上搭建生态应用是具备发展潜力。目前 Stack2.0 和 RIF,其两者在共识和网络的架构上各有优劣,均已设计出实现应用的基础架构,但其生态的发展还需保持观察。

参考资料

Stacks 2.0 白皮书:
https://gaia.blockstack.org/hub/1Eo6q4qLMcSSpkhoUADxRAGZhgUyjVEVcK/stacks-zh.pdf

为 DeFi 注入新鲜血液,看 Stacks 2.0 解锁原生比特币的巨大价值:
https://www.theblockbeats.com/news/21567

STX Mining: The First 1000 Blocks of Stacks 2.0:
https://daemontechnologies.co/first-1000-blocks

Blockstack 技术白皮书 v2.0,
https://uploads-ssl.webflow.com/5e7b1a27d160ce49af1c24e1/5f1596b2b6e8028e036b5525_whitepaper-ch.pdf

Stack 2.0 代币经济白皮书,
https://gaia.blockstack.org/hub/1AxyPunHHAHiEffXWESKfbvmBpGQv138Fp/stacks.pdf

PoX 共识机制,
https://uploads-ssl.webflow.com/5e7b1a27d160ce49af1c24e1/5f1596b12bcc0800f3dcadcd_pox.pdf

RIF 技术白皮书,
https://developers.rsk.co/rif/

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THE END
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