在區塊鏈行業中,“同構綁定” 一詞最早出現在 Nervos CKB 聯合創始人 Cipher 撰寫的《RGB++ Protocol Light Paper》。同構綁定是比特幣一層資產發行協議 RGB++ 所使用的核心技術之一,通過這項技術,RGB++ 可以解決 RGB 協議遇到的各種問題,並賦予 RGB 更多的可能性。
然而,很多人不知道的是,同構綁定技術並不僅限於賦能 RGB 協議,事實上,它也可以用到其他使用了 UTXO 特性的一層資產發行協議(比如 Runes、Atomical、Taproot Assets 等)當中,為這些資產帶來無須跨鏈、不損失安全性的圖靈完備合約擴展和性能擴展。
今天的這篇文章,我們將通過通俗易懂的語言,向大家詳細介紹同構綁定這項技術及其發展前景。
什麼是同構綁定?#
綁定技術的使用前提是同構。以太坊等 EVM 區塊鏈使用的是賬戶模型,這是另一種記賬方式,UTXO 模型和賬戶模型的區別類似於現實生活中使用紙幣和使用銀行轉賬的區別。所以,如果 EVM 的區塊鏈想要賦能使用了 UTXO 特性的一層資產發行協議,就很難使用同構綁定技術了,必須選擇傳統的跨鏈橋方案,通過鎖定 / 鑄造、銷毀 / 鑄造或者鎖定 / 解鎖,來實現資產的轉移和性能擴展。
CKB 區塊鏈的 Cell 模型是比特幣 UTXO 模型基礎上的改進版本,它與 UTXO 模型同宗同源。所以,我們可以通過同構綁定技術,將一條區塊鏈上的 UTXO 一一綁定或者映射到另一條區塊鏈的 UTXO 中。以 RGB++ 協議為例,由於 RGB 資產本質上寄生於比特幣 UTXO,所以 RGB++ 協議可以利用同構綁定技術,將比特幣 UTXO 一一映射到 CKB 區塊鏈的 Cell 當中,這樣我們就可以利用 CKB 區塊鏈來替代 RGB 的客戶端驗證。
為了更好的理解同構綁定技術,我們用地皮和地契作為類比對象:
- 如果我們把比特幣主網比作是土地,張三通過 RGB++ 協議發行了一個資產,這個資產是紙質地契,對應 100 亩的地皮。紙質地契存儲在比特幣區塊鏈上(即 UTXO 中,張三擁有這個 UTXO),同構綁定技術相當於在 CKB 區塊鏈上為這份紙質地契開具了一份對應的電子版地契(存在 Cell 中,張三擁有這個 Cell)。
- 張三把其中的 40 亩地皮轉讓給他的親戚李四,於是原 100 亩紙質地契銷毀,生成新的紙質地契,其中一份紙質地契為 40 亩,另一份為 60 亩,依然存放在比特幣區塊鏈上,不同的是,40 亩的地契存放在李四控制的 UTXO 中,60 亩的地契存放在張三控制的 UTXO 中。需要特別說明的是,比特幣區塊鏈在這裡的作用,是防止張三將 100 亩的紙質地契多次使用(即雙花),而不是驗證新生成的地契地皮面積加起來是不是正好等於 100 亩。換句話說,在原始的 RGB 協議之下,李四拿到的地契上面是不是寫著 40 亩這件事需要李四自己驗證,而且李四還要自己去驗證張三提供的地皮溯源證明(原始的 RGB 協議需要客戶端驗證,而客戶端驗證這件事需要用戶自己去進行)。
- 部署在 CKB 區塊鏈上的比特幣輕客戶端,對發生在比特幣區塊鏈的 “銷毀 100 亩的紙質地契,生成一份 40 亩的紙質地契和一份 60 亩的紙質地契” 這件事情進行驗證,驗證它是否真的發生了。
- 驗證通過後,CKB 區塊鏈上的 100 亩電子版地契銷毀,生成一份 40 亩的電子版地契,存放在李四控制的 Cell 中,以及一份 60 亩的電子版地契,存放在張三控制的 Cell 中。需要特別說明的是,由於 CKB 區塊鏈是圖靈完備的,所以它可以驗證並確保新生成的兩份電子版地契的地皮面積加起來正好是 100 亩,而李四也能一眼就看到自己的地契上寫著的是 40 亩(因為 CKB 區塊鏈上的數據公開可見)。因此,RGB++ 協議可以替代 RGB 協議的客戶端驗證,即省略掉李四在第 2 步的驗證(包括地皮溯源驗證)。
以上 4 個步驟正好對應同構綁定技術的 4 個運行過程:將 UTXO 映射到 Cell 中,驗證交易,跨鏈驗證,在 CKB 上進行狀態變更。
如果你想更深入地了解這 4 個過程,推薦閱讀 UniPass Wallet 創始人知縣寫的文章《Isomorphic Binding: The Heartbeat of Cross-Chain Synchronization in RGB++》。
安全性分析#
為了更方便地理解同構綁定的安全性,我們還是以 RGB++ 協議為例。
上文地皮和地契的類比,我們可以清楚地看到,存放在比特幣 UTXO 中的紙質地契,其安全性和防止雙花,主要依賴於比特幣區塊鏈的安全性,而比特幣是迄今為止運用時間最長、最安全的 PoW 鏈。
通過同構綁定技術生成的電子版地契,其安全性和防止雙花,主要依賴於 CKB 區塊鏈的安全性。CKB 從一開始就採用了和比特幣完全一樣、久經時間檢驗的 PoW 共識機制,最大程度地保障安全性和去中心化。目前,CKB 在挖的礦機由世界上最大的 AISC 礦機廠商比特大陸生產,CKB 當前的全網算力約為 271 PH/s,已經創下歷史新高。要偽造或重構一條 PoW 鏈是極其困難的,因為需要重新計算每個區塊的算力, 所以我們可以信任 CKB 區塊鏈的安全性。
當然,你也可以選擇不信任,那你需要做的就是上文例子中的第二步,自己親自驗證地契上面是不是寫著 40 亩以及張三提供的地皮溯源證明是否真實有效。這也是 RGB 協議的做法,用戶需要自己完成客戶端驗證;RGB++ 協議只不過是多提供了一種選擇, 除了選擇自己完成客戶端驗證之外,還可以選擇相信 CKB 區塊鏈的驗證,CKB 區塊鏈在這裡僅作為 DA 層和狀態公示來使用,紙質地契交易的安全性甚至和 CKB 沒有關係。
RGB++ 協議並不僅僅讓 CKB 區塊鏈充當 DA 層,它還支持 Jump 操作,讓比特幣區塊鏈上的資產可以隨時到 CKB 區塊鏈上(以及反向操作)。 因為 CKB 區塊鏈圖靈完備,在上面可以搭建借貸、DEX 等 DeFi 應用,所以 Jump 過來的資產可以參與比如抵押借貸、質押生息、交易等各種金融活動。
拿著 Jump 過來的資產在 CKB 鏈上參與各種活動,其安全性依賴於 CKB 區塊鏈的安全性,而在上文我們介紹了 CKB 區塊鏈其實也非常安全。如果你還是不信任 CKB 區塊鏈的安全性,你拿到 CKB 鏈上的資產後,可以直接 Jump 回到比特幣區塊鏈上,變成比特幣區塊鏈上的資產。
Jump 功能的風險點在於區塊重組,而這可以通過多等幾個區塊確認來規避。在比特幣鏈上,6 個區塊確認後被認為交易不可逆。PoW 確認數和安全性不是線性關係,推翻 PoW 區塊的難度隨著區塊的推進指數增長, 所以在 CKB 區塊鏈上,要實現比特幣 6 個區塊確認同等的安全性,大約只需 24 個區塊確認,而 CKB 的平均出塊時間約為 10 秒,24
個區塊確認的時間實際上要遠遠低於比特幣 6 個區塊確認的時間。
PoW 安全性的示意圖(非理論計算)
因此,想要獲得更好的安全性,就選擇多等幾個區塊確認;想要兼顧用戶體驗,就做一些取舍和產品優化。關於 RGB++ 安全性的更多討論,推薦閱讀《RGB++ 深入討論 (1): 安全性分析》:
同構綁定技術的發展前景#
正如文章開頭提到的,同構綁定技術並不僅限於賦能 RGB 協議,事實上,它也可以用到其他使用了 UTXO 特性的一層資產發行協議當中。下面這張圖很好地詮釋了同構綁定(isomorphic binding)技術的用武之地:
從圖中我們可以看到,利用同構綁定技術,我們能把比特幣一層資產發行協議 Runes、Atomical、Taproot Assets 等發行的資產,通通綁定或者映射到 CKB 的 Cell 中,為這些資產帶來無須跨鏈、不損失安全性的圖靈完備合約擴展和性能擴展。
除了比特幣一層發行的資產,我們還可以利用同構綁定技術,將其他泛 UTXO 模型的區塊鏈(比如 Dogechain、Ergo、BCH、BSV、LTC 等)上發行的資產映射到 CKB 的 Cell 中。這是一個非常有想象力的藍圖,加上 Jump 操作,CKB 區塊鏈就成了所有寄生於 UTXO 的加密資產的大集市,“條條大路通 CKB”。
總結#
同構綁定技術源於 RGB++ 協議,RGB++ 通過同構綁定將比特幣 UTXO 映射到 Nervos CKB 的 Cell 上,從而解決原 RGB 協議在實際落地中的技術問題,並提供更多的可能性。但同構綁定技術並不僅限於賦能 RGB 協議,也不僅限於比特幣一層,實際上它可以用到任何使用了 UTXO 特性的泛 UTXO 區塊鏈的一層資產發行協議當中,並利用 Jump 技術,為這些資產帶來無須跨鏈、不損失安全性的圖靈完備合約擴展和性能擴展。
UTXO 是同構綁定技術的使用前提,而 PoW 為同構綁定提供足夠的安全保障。CKB 作為一條 UTXO+PoW 的鏈,會讓同構綁定技術大放異彩,在不久的將來,我們或許會看到 “條條大路通 CKB” 場景。