比特币可编程性的探索：从 RGB 到 Arch Network

比特币作为流动性最强且最安全的区块链，近期吸引了大量开发者关注其可编程性和扩容问题。通过引入不同技术方案，比特币生态正迎来新的繁荣高峰，成为当前市场的焦点。

然而，许多扩容设计沿袭了以太坊等智能合约平台的经验，往往依赖中心化跨链桥，这成为系统的潜在风险点。少有方案从比特币自身特点出发设计，这与比特币开发环境的局限性有关。比特币因多种原因无法像以太坊那样直接运行智能合约：

1. 比特币脚本语言为保证安全性而限制了图灵完备性，无法执行复杂智能合约。
2. 比特币区块链存储针对简单交易设计，未针对复杂智能合约优化。
3. 比特币缺乏运行智能合约的虚拟机。

2017年隔离见证和2021年Taproot升级为比特币的可编程性创造了条件。2022年，开发者提出的"Ordinal Theory"为在比特币链上直接嵌入状态信息和元数据开辟了新思路，这对需要可访问和可验证状态数据的应用程序意义重大。

目前，大多数增强比特币编程性的项目依赖二层网络，这要求用户信任跨链桥，成为获取用户和流动性的障碍。此外，比特币缺乏原生虚拟机或可编程性，无法在无额外信任假设下实现二层与一层的通信。

RGB、RGB++和Arch Network尝试从比特币原生属性出发，增强其可编程性，通过不同方法提供智能合约和复杂交易能力：

1. RGB是一种通过链下客户端验证的智能合约方案，将合约状态变化记录在比特币的UTXO中。虽具有隐私优势，但使用繁琐且缺乏合约可组合性，发展缓慢。

2. RGB++基于UTXO绑定，将链本身作为共识客户端验证者，提供元数据资产跨链解决方案，支持任意UTXO结构链的转移。

3. Arch Network为比特币提供原生智能合约方案，创建ZK虚拟机和验证者节点网络，通过聚合交易将状态变化与资产记录在比特币交易中。

RGB

RGB是比特币社区早期的智能合约扩展思路，通过UTXO封装记录状态数据，为后续原生扩容提供重要思路。

RGB采用链下验证，将代币转移验证从共识层移至链下，由特定交易相关客户端验证。这减少了全网广播需求，增强隐私和效率。然而，这种隐私增强方式也是双刃剑。仅让特定交易相关节点参与验证虽增强隐私，但导致第三方不可见，使操作复杂且难以开发，用户体验较差。

RGB引入单次使用密封条概念。每个UTXO只能被花费一次，相当于创建时上锁，花费时解锁。智能合约状态通过UTXO封装并由密封条管理，提供有效的状态管理机制。

RGB++

RGB++是在RGB思路基础上的另一扩展路线，仍基于UTXO绑定。

RGB++利用图灵完备的UTXO链处理链下数据和智能合约，进一步提升比特币可编程性，并通过同构绑定保证安全性。

RGB++采用图灵完备UTXO链作为影子链，处理链下数据和智能合约。这种链可执行复杂智能合约，并与比特币UTXO绑定，增加系统编程性和灵活性。比特币UTXO与影子链UTXO同构绑定，确保两链间状态和资产一致性，保证交易安全。

RGB++扩展支持所有图灵完备UTXO链，提升跨链互操作性和资产流动性。这种多链支持增强了系统灵活性。同时，通过UTXO同构绑定实现无桥跨链，避免"假币"问题，确保资产真实性和一致性。

通过影子链进行链上验证，RGB++简化了客户端验证过程。用户只需检查影子链相关交易，即可验证状态计算正确性。这种链上验证简化了过程，优化用户体验。使用图灵完备影子链避免了复杂UTXO管理，提供更简化和友好的体验。

Arch Network

Arch Network主要由Arch zkVM和验证节点网络组成，利用零知识证明和去中心化验证网络确保智能合约安全和隐私，比RGB更易用，无需额外UTXO链绑定。

Arch zkVM使用RISC Zero ZKVM执行智能合约并生成零知识证明，由去中心化验证节点网络验证。系统基于UTXO模型运行，将智能合约状态封装在State UTXOs中，提高安全性和效率。

Asset UTXOs代表比特币或其他代币，可通过委托管理。Arch验证网络随机选出leader节点验证ZKVM内容，使用FROST签名方案聚合节点签名，最终将交易广播到比特币网络。

Arch zkVM为比特币提供图灵完备虚拟机，执行复杂智能合约。每次合约执行后生成零知识证明，用于验证合约正确性和状态变化。

Arch使用比特币UTXO模型，状态和资产封装在UTXO中，通过单次使用概念进行状态转换。智能合约状态数据记录为state UTXOs，原数据资产记录为Asset UTXOs。Arch确保每个UTXO只能被花费一次，提供安全状态管理。

Arch需要验证节点网络。每个Epoch期间，系统根据权益随机选择Leader节点，负责信息传播。所有证明由去中心化验证节点网络验证，确保系统安全性和抗审查性，并生成签名给Leader节点。交易一旦获得所需节点签署，即可在比特币网络广播。

结论

在比特币可编程性设计方面，RGB、RGB++和Arch Network各具特色，延续了绑定UTXO思路。UTXO的一次性使用鉴权属性更适合智能合约记录状态。

然而，这些方案也面临明显劣势，如用户体验差、确认延迟长、性能低等问题。Arch和RGB主要扩展功能而未提升性能；RGB++虽通过高性能UTXO链提供更好体验，但引入额外安全性假设。

随着更多开发者加入比特币社区，我们将看到更多扩容方案，如op-cat升级提案正在讨论中。符合比特币原生属性的方案值得关注，UTXO绑定方法是不升级网络前提下扩展编程的有效方式。只要解决好用户体验问题，将成为比特币智能合约的重大进步。