BTC还有哪些可编程扩展方案？Fractal、OP_NET、AVM、BRC100、可编程符文介绍！自 2024 年第一季度以来，BTC生态的投机热情并不及 2023 年，但随着越来越多的开发者加入并熟悉BTC模型，BTC生态在技术层面的进展可谓神速，特别是在可编程性扩展方案上。之前Trustlesslabs介绍过BTC的L2与UTXO绑定、BTC再质押，今天非常好学习小编给大家分享关注度极高的FractalBitcoin以及BRC 20、CBRC、ARC 20等BTC元数据协议的可编程方案进行介绍。下面一起看看吧！
Fractal是一个基于bitcoincore客户端软件虚拟化，通过递归创建树状的可扩展框架，每一层区块链都能提高整个Fractal网络的性能。因为复用主要代码，Fractal与比特币及其基础设施即时完全兼容，比如在挖矿上就完全通用。不同点在于Fractal激活了op_cat操作符，允许了实现更多的逻辑。
Fractal由Unisat团队开发，Unisat在2024年1月的博客中就提到了Fractal的相关开发进度。项目在2024年6月1日上线了Beta测试网， 7月29日完成了一次测试阶段的重置，主网预计将于2024年9月上线。
团队刚刚发布了其代币经济学，Fractal网络将有自己的代币， 50%由挖矿产出， 15%用于生态系统， 5%向早期投资者预售，顾问与核心贡献者占20% ， 10%的社区补贴金用于建立合作关系与流动性。
Fractal完全虚拟化bitcoincore客户端，将其封装成可部署和运行的区块链软件包（BitcoinCoreSoftwarePackage,BCSP）。然后通过递归锚定在比特币主网上，独立运行一个或多个BCSP实例。通过现代虚拟化技术，实现高效的硬件性能共享，使多个实例在主系统上运行。简单来说，类似于一个计算机（BTC主网）上开了多个虚拟机实例（Fractal构建的BCSP实例），并且还可以递归下去。
当大量链上交互需求出现时，可以选择性地将这些需求委派到更深层次。这种系统的动态平衡能力有助于避免任何特定层级的过度拥堵。为了更好的用户体验，Fractal也对bitcoincore做出了一些修改，区块确认时间改为30秒或更短，区块的大小增大了20倍到20MB，这保证了足够的性能与够短的延迟。
Fractal激活了op_cat操作符，让更多BTC上的扩容方案有了探索测试的可能。
在资产垮链层面，由于不同实例都运行在一个物理环境下，可以理解为在同一台BTC框架下运行了多条 bitcoincore链，因此实例链之间可以通信，通过构造一个通用的资产转移接口来实现不同层之间的资产无缝转移。
比特币以及BRC-20和Ordinals等资产可以通过非中心化桥接。底层机制是具有动态替换的旋转MPC签名机制。目前看应该是包装一层。在后续迭代中，BTC和其他主网资产也可以作为brc-20包装资产存在于FractalBitcoin上。
与典型的以太坊Layer2解决方案相比，这种形式的虚拟化在主链之外通过附加抽象层实现计算可扩展性，同时保持与主链的一致性，不引入新的共识机制。因此，现在的BTC ASIC矿工和矿池可以无缝的加入Fractal网络。
Fractal的安全性保证就在于其算力大小。在设计上主要通过三方面来增强Fractal的PoW机制的安全性。Fractal引入了联合挖矿，每三个区块会有一个区块通过与BTC矿工合并挖矿生成，以帮助保护网络免受潜在的51%攻击；剩下的两个区块由Fractal网络自己的算力产出。由此可见，对于BTC矿工的影响是Fractal成功的关键，其代币经济将不可避免地向矿工进行倾斜。
同时，新创建的虚拟化实例链在启动阶段会经历一个初期脆弱期。在启动新实例时，操作员可以设置特定的区块高度以提供保护，直到实例达到安全和健康的状态。未来，拥有大量算力的矿工可以将其资源分配到不同的BCSP实例上，从而增强整个系统的鲁棒性和弹性。
Fractal主网币的挖矿产出是为了保证链运行，fb链和btc基本一致，没有直接运行智能合约的能力，因此复杂的defi如swap功能是需要额外的基础设施。Unisat承诺会将brc 20sats将用于swap使用，这个swap在Fractal上运行，也需要自己的节点，这些节点为了自负盈亏收取的服务费用即为sats。
AVM（AtomicalsVirtualMachine）是AtomicalsProtocol的BTC智能合约实现。AVM创建了一个模拟BTC脚本允许的虚拟机，并在虚拟机中打开了多个BTC原始操作码，开发者通过比特币脚本组合实现智能合约，定义自己的规则来管理资产的创建和转移。
中本聪在比特币的最初设计了一种完全表达性的脚本语言设计，包含了一组丰富的原始操作码指令，这些脚本具备一定的数据存储能力，且执行是图灵完备的。后来比特币核心禁用了一些图灵完备性所需的操作码，如基本的字符串连接操作（OP_CAT）和算术运算符（如乘法OP_MUL和除法OP_DIV）。
AVM的思路是最大程度发挥BTC原始操作码能力。AVM虚拟机模拟了BTC脚本，通过双堆栈PDA（可压入存储自动机）实现了图灵完备。这个虚拟机运行在一个沙盒中，这个沙盒包含了索引器、指令解析器、全局状态，从而实现智能合约的处理与状态的同步与验证。
AVM虚拟机的指令集包含了完整的BTC操作码，因此开发者可以正在主网上利用很多BTC未启动了功能进行编程。这让AVM看起来像是一个BTC生态扩展的原生先行网。
AVM是一套架构，任何BTC的元数据协议，如BRC 20、ARC 20、Runes、CBRC都可以对其自定义，由应用程序开发者、服务提供者和用户共同管理，共同形成了一种自发的共识。因此几乎适用于任何元数据协议，只需要对虚拟机下的索引器进行微调即可。
AVM 已经发了一个测试版https://x.net/atomicalsxyz/status/1823901701033934975，相关代码https://github.net/atomicals/avm-interpreter。
官网：https://opnet.org/#
OP_NET于 2024 年第三季度提出，是致力于在比特币网络上引入类似以太坊的智能合约功能，但更符合比特币的特性和架构。在OP_NET上进行交易，只需使用原生比特币，无需使用其他代币来支付节点激励或交易费用。
OP_NET提供了一套完整、紧凑且易于使用的开发库，主要使用AssemblyScript编写（类似TypeScript，可以编译为WebAssembly），其设计目标是简化比特币相关技术的创建、读取和操作，尤其是在智能合约和比特币智能铭文（BSI,BitcoinSmartInscription）方面。
OP_NET保留了比特币的区块共识和数据可用性，确保所有交易都存储在比特币网络上并受到其不可篡改的保护。通过一个执行虚拟机（OP_VM），OP_NET可以在比特币区块上执行复杂计算，所有提交的OP_NET交易都标记为BSI字符串，并在OP_VM中执行以更新合约状态。
OP_NET节点运行着一个WASM虚拟机，因此支持AssemblyScript、Rust和Python等多种编程语言变成，通过利用Tapscript启用高级智能合约功能，使开发者无需许可即可直接在比特币区块链上部署和交互智能合约。
这些智能合约的代码被压缩后，写入了BTC交易中。这回生产一个UTXO地址，被视为合约地址，用户与合约交互需要向这个地址转账。
在于OP_NET网络交互时，除去BTC交易的手续费外，用户还需要额外为支付至少330聪的手续费，这是为了确保交易不会被BTC主网矿工认定为「粉尘攻击」。用户可以添加更多的gas费用，OP_NET网络中交易的打包顺序会根据手续费排序，不完全依靠BTC区块打包顺序。如果用户支付的OP_NET交易费大于250000sat，超过部分将奖励OP_NET节点网络。
为了在DeFi应用中扩展BTC的使用，OP_NET提供了ProofofAuthority系统，允许BTC封装为WBTC，主网BTC是通过多重签名的方式被桥接入OP_NET 协议。
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