Nervos Network：原生比特幣 L2 架構與 RGB++ 資產發行協議

一、專案背景及簡介

作為最大的加密貨幣，比特幣繼續獲得採用和認可。然而，它的成功也暴露了一些限制和挑戰，特別是在可擴展性方面。例如，在 Segwit 升級之後，比特幣區塊鏈將區塊大小限制為 4 MB，這限制了在給定時間內可以處理的交易數量。隨著網路的發展，這種限制會導致更長的確認時間和更高的交易費用，使得比特幣在處理大交易量時效率較低。與其他區塊鏈相比，比特幣腳本語言目前除了價值轉移之外還缺乏開發複雜智能合約所需的靈活性和表現力。為了解決這些限制，人們提出了各種第 2 層 (L2) 解決方案，例如支付通道、側鍊和 Rollups。他們中的大多數旨在透過處理鏈下交易來擴展比特幣，試圖在不影響基礎層安全性的情況下提高交易吞吐量。例如，閃電網路創建了第二層支付通道網絡，允許近乎即時的小額支付。另一種方法是側鏈——連接到比特幣主鏈的獨立區塊鏈，具有更大的腳本可能性和更快的交易速度。然而，這些解決方案通常需要權衡，例如增加複雜性、信任假設和潛在的安全漏洞。

Nervos 網路是比特幣可擴充性解決方案之一。它採用了更原生的方法，並修改了支援比特幣的UTXO模型。它改進了 RGB 協議，為比特幣提供圖靈完備的合約能力，無需跨鏈橋。 Nervos Network 由 Terry Tai、Kevin Wang、Cipher Wang 和 Daniel Lv 於 2018 年第一季成立。它是旨在提高可擴展性的第 1 層區塊鏈。為了推動網路的發展，專案團隊透過種子輪、私募輪和公募籌集了超過 $1 億。 2019 年 11 月，Nervos Networks 第一層區塊鏈－公共知識庫（CKB）上線。 2024 年 2 月，Nervos 聯合創始人 Cipher Wang 領導的 CELL Studio 推出了比特幣層資產發行協議 RGB++。受 RGB 協定的啟發，RGB++ 協定使用 CKB 作為資料可用性和執行層，以實現比特幣的智慧合約功能和資產發行。自2024年4月RGB++上線主網以來，使用RGB++在比特幣上發行資產的項目數量不斷增加。截至 2024 年 6 月，現有 15+ 個生態項目已經盤活了 CKB 的鏈上活動。

2、技術架構及特點

來源：Nervos 網絡

Nervos Network 採用分層架構，包括可透過支付通道和 RGB++ 擴充的 L1 區塊鏈（公共知識庫，CKB）。 Cell模型是比特幣UTXO記帳模型的改良版本，CKB-VM是客製化的虛擬機，支援網路的分層設計。 CKB-VM 為在網路上發起交易或建置應用程式提供了靈活的執行環境。這種設計允許網路透過在每一層運行專用組件來垂直擴展，類似於模組化區塊鏈。

公共知識庫：CKB 是 Nervos 網路的底層 L1 區塊鏈，其運作方式與比特幣類似，採用工作量證明（PoW）共識機制。它採用比特幣演算法的升級版NC-MAX，透過加快交易確認時間和降低孤塊率來提高網路效率和回應能力。比特幣的目標是 10 分鐘的出塊間隔，大約每兩週調整一次挖礦難度。 CKB 根據網路活動的變化動態調整出區塊間隔（大約每四小時）以優化效能。

CKB 使用 Eaglesong 函數來保護網絡，這是一種 ASIC 中立的自訂雜湊函數，取代了廣泛使用的 SHA 256 雜湊函數。 Eaglesong 是一種海綿函數，可最佳化多個加密元素，提供與其他工作量證明 (PoW) 雜湊函數相同等級的安全性，同時專為 Nervos 網路量身定制。

來源：Nervos 網絡

Cell 模型：Cell 模型是 CKB 資料結構的核心，可以儲存和驗證鏈上的任何資料。比特幣原有的腳本語言和UTXO模型限制了其執行智能合約所需的複雜計算的能力。相比之下，CKB 概括了 UTXO 模型，以允許更靈活的資料儲存和驗證。與使用單一腳本驗證交易的比特幣不同，CKB 在其 Cell 模型中引入了雙腳本：

Lock Script 確保只有授權使用者才能存取和使用 Cell 的內容，類似於比特幣。

Type Script 是一個可選腳本，用於設定在未來事務中如何使用或變更 Cell 的規則。

與比特幣有限的選項相比，該系統使 CKB 支援更多功能，使其更適合各種應用。 CKB 中的每個 Cell 都是一個可編程的 Cell，可以保存不同的資料類型，例如代幣、智能合約和特定的應用程式狀態。它還可以運行類似於圖靈完備語言中的複雜腳本。單元獨立運行，這意味著它們可以在不影響區塊鏈其他部分的情況下進行更新或引用，從而透過並行性來提高可擴展性。

CKB-VM：CKB-VM 是 CKB 的執行引擎，用於運行智慧合約和去中心化應用程式。此虛擬機器採用RISC-V指令集，這是一種靈活、簡單、開源的硬體架構集（ISA），支援多種程式語言，包括C和Rust等流行語言。這種廣泛的兼容性使 CKB-VM 與其他通常僅限於特定語言的區塊鏈虛擬機器區分開來，從而向更廣泛的開發者社群開放。 CKB 網路也支援 JavaScript、Rust、Go、Java 等主流語言的 SDK，方便開發者使用熟悉的工具進行開發。這使得開發人員可以更輕鬆地使用熟悉的程式語言來創建複雜的去中心化應用程式。

此外，CKB-VMs 架構提供可預測的 Gas 費用、安全執行以及與 Cell 模型的高效集成，有助於有效管理狀態和驗證交易。可預測的 Gas 費用模型避免了意外費用，提高了使用者體驗，並簡化了合約開發。

RGB++協議

來源：Nervos 網絡

CKB 使用 RGB++ 協定擴充比特幣，RGB++ 協定是一種在 CKB 上擴充比特幣功能的資產發行標準。 RGB++ 協定支援複雜的智慧合約和資產管理操作，這在比特幣網路上通常是不可能的。最初的 RGB 協議是 L2 解決方案，旨在在不改變比特幣主網的情況下實現比特幣的智慧合約和資產發行。它的工作原理是將資產綁定到特定的比特幣 UTXO，允許這些資產隨著 UTXO 本身的轉移而轉移。 RGB 協定主要依賴客戶端驗證，交易在鏈外進行處理和驗證，從而減少了比特幣網路的負載。然而，這種方法也有局限性，例如資料可用性的潛在問題——由於資料不是儲存在鏈上，因此在需要時可能無法輕鬆存取。此外，對客戶端驗證的依賴增加了可能影響使用者體驗的複雜性。

Nervos Network 透過 RGB++ 協定解決了這些限制，該協定透過使用 CKB 作為比特幣的資料可用性和執行層來擴展和增強原始 RGB 協定背後的原理。 RGB++ 透過同構綁定技術將比特幣 UTXO 映射到 CKBs Cell，實現與 CKBs 圖靈完備智能合約的無縫整合。這是透過利用 CKB 的分層架構和 Cell 模型來實現的，允許比特幣資產與 CKB 上的 dApp 進行互動。透過使用 RGB++，CKB 可以為比特幣執行更複雜的智能合約，這在原始 RGB 協定中是不可能的。 RGB++也引入了關鍵交易要素的鏈上驗證，提高了安全性和資料可用性。此外，RGB++協定還可以實現交易折疊、共享狀態的無主合約、非互動式傳輸以及無需跨鏈橋的比特幣跨鏈傳輸。

支付通道：CKB 作為底層公鏈，可以透過支付通道進行擴展，例如 Polycrypt 開發的支付通道框架 Perun。透過鏈下處理交易和鏈上結算，這些支付通道可以支援從小額支付到支付網關的各種應用，從而提高 CKB 的效能。 Perun 利用 CKB 的 Cell 模型，其中 Cell 承載容量、Lock Script、Type Script 和資料來管理頻道的狀態。其中一個通道實作（PerunLockScript）可以管理通道即時Cell的存取權限，而另一個實作（PerunTypeScript）可以處理狀態轉換的驗證邏輯。從資助管道到關閉，這些轉變是自動管理的。截至發稿，Perun 仍在測試中，尚未上線 CKB 主網。 Nervos 核心開發人員也致力於將 CKB 連接到比特幣閃電網絡，使用戶能夠在不依賴第三方的情況下交換 BTC 和 CKB。

代幣經濟模型

Nervos Network 的原生代幣 CKByte (CKB) 在維護網路安全和激勵高效儲存方面發揮著重要作用。 CKB 在網路中的主要角色包括：

授予代幣持有者資料儲存權。

作為鏈上交易費用。

作為區塊獎勵分發給礦工，保證網路安全。

此外，CKB 代幣有三個來源：（1）創世區塊； （二）基礎發行； （三）二次發行。

創世區塊：2019 年 11 月主網上線時，創世區塊鑄造了 336 億個 CKB 代幣，其中 84 億個 CKB 代幣（首次發行的 25%）立即被銷毀。在銷毀的 84 億枚 CKB 中，50.4 億枚代幣用於鏈上儲存（佔用鏈上空間），剩餘 33.6 億枚代幣處於流動狀態（流動性）。這些銷毀代幣對應的狀態分配旨在讓礦工初始獲得至少15%的二次發行，國庫基金獲得至少10%。值得注意的是，目前分配給國庫資金的所有 CKB 代幣均已被銷毀，且此設定只能透過網路硬分叉來更改。

CKB 在創世區塊的分佈如下：

公開發售（~21.50%）：創世區塊的最大部分於 2018 年提供給公開發售投資者，並在 2019 年 11 月主網啟動時全部釋放。

生態系基金（17.00%）：生態系基金將支持 Nervos 生態系內的第三方開發者。在創世區塊計畫中，這筆補助金中的 3% 將在主網啟動時到位，其餘部分將在兩年內分配，截至 2022 年 12 月。

團隊（15%）：保留給專案團隊，四年鎖定期至2022年5月結束。

私募（14%）：2018年7月對私募投資者開放，其中66.60%在主網上線時釋放，剩餘部分於2020年鎖倉兩年。

合作夥伴（5%）：這筆補助金專門留給幫助建構 Nervos 網路的策略夥伴，有四年的鎖定期。

測試網獎勵（0.5%）：這些獎勵在主網啟動時全額分發給測試網和錯誤賞金計畫參與者。

銷毀（25%）：在創世區塊中，這部分直接銷毀，以確保礦工和國庫資金持續獲得二次發行。

基礎發行：CKB 基礎發行（初次發行）的目標是提高網路發展初期的安全性。 CKB 的基礎發行量在每個 Epoch 都是固定的，並完全獎勵給在網路上處理交易的礦工。 CKB 的基礎發行量上限為 336 億枚，遵循與比特幣類似的通膨時間表，每四年減半，直至達到供應上限。 2023 年 11 月，CKB 首次減半，基礎發行量從每年 42 億枚下降至 21 億枚。

二次發行：CKB 透過兩種方式管理狀態爆炸。首先，為了將資料儲存在鏈上，用戶必須鎖定 CKB 代幣。 CKB 不會直接向鎖定 CKB 代幣的用戶收取費用，而是透過稱為二次發行的通膨機制間接收取費用。每年，透過二次發行的方式鑄造 13.44 億個 CKB 代幣，並分發給礦工、Nervos DAO 儲戶和國庫基金。因此，二次發行會為儲存資料的用戶帶來通貨膨脹，因為鎖定的 CKB 代幣會自動面額稀釋，這是一種間接支付狀態租金的方式。截至本文撰寫時，已有超過6 億枚CKB 代幣作為國家租金分配給礦工，約11.5 億枚CKB 代幣已獎勵給Nervos DAO 儲戶，超過42.7 億枚分配給國庫的CKB 代幣已被直接銷毀。

Nervos DAO：透過 Nervos DAO，CKB 代幣持有者原生可以避免被二次發行稀釋。透過將 CKB 代幣鎖定到 Nervos DAO 智能合約中，用戶可以透過二次發行獲得代幣獎勵，確保他們的代幣免受通貨膨脹的影響。 Nervos DAO 儲戶所獲得的殖利率與二次發行的通膨率相同，且年利率將隨著總供應量的增加而持續下降。用戶可以隨時存入 Nervos DAO，最低金額為 102 CKB，但必須在 30 天的充值週期結束後才能提款。 CKB 的儲值流通比為 20.84%，近兩年呈下降趨勢。這種下降趨勢可能是由於 CKB 上未使用的單元數量不斷增加。

4. 網路活動

過去一年，CKB 網路持續活躍。截至目前，CKB 日均交易量為 43,600 筆。與 2023 年第四季日均 20,800 筆交易相比，增加了 110%。 4月新增地址38.76萬個，月增3月增加181%。自 4 月以來，CKB 上的 Cell 活動一直在穩步增加，部分原因是 RGB++ 協定的推出。細胞活性分為未消耗細胞和消耗細胞。未使用的單元可用於未來的交易、智能合約執行和數據存儲，反映了網路活動和採用的增加。廢棄單元雖然不再用作交易輸入，但仍包含可存取和引用的有價值的數據，有助於區塊鏈的歷史和數據可追溯性。截至2024年5月15日，未使用電池有170萬個，較第一季末增加13%。至於已使用單元，截至發稿時，CKB 上有 5,760 萬個已使用單元。

自2024 年4 月3 日上線以來，已經有超過13,200 筆交易和4,400 個唯一地址使用RGB++ 協定。助於扭轉這一趨勢。

5. 安全與去中心化

作為 PoW 網絡，礦工透過解決加密難題來驗證交易並向區塊鏈添加新區塊來保護 CKB。對於每個開採的區塊，礦工將獲得該區塊的全部「基礎發行」獎勵和部分「二次發行」獎勵。礦工還可以從處理網路交易的交易費用中獲得提案獎勵或提交獎勵。為了在不降低效能的情況下管理網路活動的變化，CKB 定制的 NC-MAX 共識協議根據網路的孤塊率大約每四小時調整一次挖礦難度。透過這種方式，網路可以優化區塊時間，同時減少區塊重組的可能性，區塊重組可能會破壞網路的穩定性。

算力是 PoW 區塊鏈上礦工基本運算能力的衡量標準。因此，算力代表了 CKB 網路的安全性。 2024年，CKB網路算力持續刷新歷史新高。 4 月 27 日，CKB 全網算力達到 397.5 PH/s，創 CKB 網路史上最高算力值。算力的成長部分是由於幣安於2024年4月18日開放了CKB礦池。

6. 生態系統

Nervos Network 透過資金、基礎設施和工具支援持續推動生態系統的發展。在 2019 年 11 月主網啟動時，大約 57 億 CKB（創世塊 CKB 分配的 17% — 在撰寫本文時為 $62.4 百萬）預留給了生態基金。多年來，生態基金為多項生態系統發展措施提供了種子資金，以推動網路發展計畫。其中之一是 CKB 生態基金（原 InNervation），專注於孵化和投資使用 RGB++ 連接 CKB 和比特幣的早期和種子期專案。 CKB 生態基金支持生態系統計畫建構關鍵基礎設施和跨領域去中心化應用，包括 DeFi、遊戲、工具、NFT 市場等。 2024 年 1 月，CKB 生態基金推出 BTCKB 計劃，旨在透過 PoW 共識機制和 UTXO 模型加強比特幣與 CKB 區塊鏈之間的整合。 BTCKB 計畫引入了新的智慧合約功能，將 BTC、Taproot Assets 和 RGB++ 資產納入 CKB 區塊鏈中，從而增強比特幣區塊鏈的功能。作為該計劃的一部分，CKB 生態基金還孵化了由 Nervos 聯合創始人 Cipher Wang 領導的區塊鏈軟體公司 CELL Studio，Cipher Wang 也是 BTCKB 計劃的負責人。 CELL Studio 開發基礎設施和應用程式來增強和擴展 Nervos 生態系統，類似於 ConsenSys 為以太坊開發 Infura 和 MetaMask 等基礎工具的方式。到目前為止，CELL studio開發的知名生態系工具包括：

CoTA：CKB 上可替代和不可替代代幣的聚合協議。

ForceBridge：一種連接 CKB 和其他區塊鏈網路的跨鏈互通協議，目前支援以太坊和 BNB 智慧鏈。

Spore：由 CKB 支援的鏈上數位物件（DOB）協定。

自2024年4月RGB++主網上線以來，已有超過15個現有生態專案使用該協議發行資產。值得關注的生態項目包括：

UTXO Stack：基於 RGB++ 協定的比特幣 L2「OP Stack」。

JoyID：一種非託管錢包，利用生物識別技術進行用戶身份驗證，並支援包括以太坊、比特幣和 RGB++ 資產在內的多種網路。

HueHub：去中心化交易所和啟動板，支援比特幣上的 RGB++ 資產。

Stable++：一個去中心化的穩定幣協議，支援 CKB 和 BTC。

世界3：基於RGB++協定和DOB的自治世界遊戲。

Nervape：基於比特幣的多鏈可組合數位對象，基礎資產以比特幣發行，附屬資產以 CKB 發行。

Haste：RGB++資產管理解決方案。

d.id：比特幣生態系統的去中心化身分協議。

CELL Studio發布的RGB++開發路線圖突顯了2024年要完成的重要計劃，包括：

發布跨鏈協議，用於跨 UTXO 鏈發行 RGB++ 資產。

透過 RGB++ 協定將 Atomicals、Orderals 和其他基於 UTXO 的資產無橋跨鏈傳輸到 CKB。

提出並實施一個擴展 RGB++ 以支援多個網路的解決方案。

將 RGB++ 與 CKB 閃電網路連接。

作為 BTCKB 計劃的一部分，CKB 生態基金還打算推出連接 BTC 和 CKB 的跨鏈橋以及基於 UTXO 的 DEX。此外，還將使用RGB++協定為CKB開發支付通道網絡，並已完成相關概念驗證。此支付通道網路將連接到閃電網絡，使 CKB 更具可擴展性並適合各種區塊鏈應用。

7. 競品分析

作為比特幣 L2，Nervos Networks 擴展比特幣的方法主要是透過 RGB++ 協定增強比特幣的功能。 Stacks 等競爭對手提供客製化的執行環境和程式語言，而 Rootstock 則掛鉤兩條鏈之間的交易。相較之下，Nervos 的目標是在不增加複雜性或損害去中心化的情況下增強原生比特幣體驗。透過 RGB++ 協議，CKB 可以為比特幣提供與比特幣原有 UTXO 模型緊密結合的智慧合約執行環境。這種設計可以為 Nervos Network 帶來優勢，吸引對偏離比特幣去中心化和安全核心理念的解決方案持懷疑態度的用戶。

與閃電網路等擴容解決方案相比，CKB 的智慧合約提供了更廣泛的功能，使開發人員能夠在比特幣上建立更複雜的應用程式。雖然閃電網路可以有效促進快速、低成本的交易，但它不支援複雜的去中心化應用程式。同時，Liquid Network、Merlin Chain 和 Bouncebit 等平台需要信任半中心化聯盟來管理側鍊和比特幣主網之間的跨鏈橋樑。 CKB 透過使用鏈下計算和鏈上結算的方式避免了這種程度的中心化。

儘管如此，Nervos 使用 RGB++ 協定來擴展比特幣的方法並非沒有限制。數據可用性和資產發行對外部網路（特別是 CKB 區塊鏈）的依賴為比特幣帶來了額外的複雜性和潛在的延遲。此外，缺乏全面的開發工具和多方互動解決方案限制了協議有效支援去中心化應用的能力。最後，CKB 區塊鏈上交易的透明度破壞了 RGB 協議最初提供的隱私優勢。

八、結論

隨著對比特幣原始功能之外的可擴展性和功能的需求持續增長，比特幣 L2 市場持續發展。各種 L2 解決方案，例如閃電網路、側鍊和 Rollups，旨在透過將交易移出主鏈來解決這些問題，從而在不影響安全性的情況下提高比特幣的吞吐量。然而，這些解決方案通常會帶來新的複雜性和安全性挑戰。 Nervos 的不同之處在於透過 RGB++ 擴展了 RGB 協定。 RGB++ 為比特幣提供了原生擴展，整合了與比特幣 UTXO 模型直接相關的更深入的智慧合約功能。這些功能反過來又促進了比特幣效用的更無縫和安全的擴展。此外，支付通道網路與閃電網路的連接工作正在進行中，這將使 CKB 更具可擴展性並適合許多區塊鏈應用程式。

最終，Nervos 的目標是透過簡化用戶和開發者體驗來加強其在比特幣 L2 領域的地位。此外，Nervos 還可以優先支援 RGB++，支援更廣泛的資產類型和複雜的應用，從而提高其在比特幣生態系統中的實用性。透過這樣做，Nervos 可以在比特幣作為去中心化應用程式和智慧合約平台的更廣泛採用和功能方面發揮關鍵作用。

本文源自網路：Nervos Network：原生比特幣 L2 架構與 RGB++ 資產發行協議

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