VTX:一文详解比特币 Layer2 协议 Ark：闪电网络的替代方案？

在比特币闪电网络的发展历程中，尽管 PTLC、CoinJoin 在很大程度上对中心化与隐私问题做了改进，但流动性却是阻碍闪电网络大规模采用的硬伤之一。通常对新用户而言，下载闪电钱包后必须要寻找到入站流动性（Inbound Liquidity）才能从闪电通道中接收比特币，入站与出站流动性（Outbound Liquidity）的多少也决定了用户能接收与发送多少比特币。同时，在闪电通道中，流动性总量是固定的，无法改变，除非关闭通道重新设定。因此，总体来说，闪电网络流动性带来的实际用户体验可能并不佳。

在前不久的迈阿密海滩上，Bitcoin 2023 如火如荼，比特币开发者 Burak Keceli 就这一问题为现场观众带来了比特币 Layer2 协议 Ark，这是一种闪电网络的替代方案，允许用户在不引入流动性限制的情况下发送和接收资金。今天，Foresight News 将为大家介绍 Ark 的工作方式及其技术特点。

在比特币网络中，一笔交易由输入与输出组成，地址所持有的比特币总额被称为未被花费的交易输出（Unspent Transaction Output，UTXO），一笔交易经由收款方的私钥签署解锁脚本后进入新地址的 BTC 将再次成为 UTXO。Ark 协议则采用一种共享 UTXO 集进行匿名的链下支付，协议中已提交但未公开的交易输出被称为虚拟 UTXO（vTXO）。获取 vTXO 有两种方式，一是从已拥有 vTXO 的用户那里获取；二则是通过原子双向挂钩机制 lifting 将其链上 UTXO 按 1:1 兑换为 vTXO。当然，用户可以单方面将 vTXO 兑换为链上 UTXO，而无需寻求 ASP 合作。

Polyhedra建立在LayerZero的zk轻客户端新增支持Fantom:6月1日消息，ZK基础设施初创公司Polyhedra Network发推宣布其建立在LayerZero的zk轻客户端新增支持Fantom，Polyhedra为Fantom上零知识证明的大量采用提供支持。[2023/6/2 11:53:21]

Ark 协议涉及用户与 Ark Service Provider（ASP）两方。用户是指那些持有、发送和接收 vTXO 的非交互式实体，而 ASP 类似于闪电网络服务提供商，它担任一种无需信任的中介，为网络提供 vTXO 流动性并收取流动性费用。同时，ASP 也充当盲 CoinJoin 协调员的角色，通过提供简单的调整与盲混合（blinded mixing）为交易提供隐私保护。

当用户在协议上进行付款时，需在 ASP 创建的共享 vTXO 资金池中支付 vTXO。ASP 每天 24 小时在线，其主要工作是每 5 秒创建一个盲交易池，对交易进行盲混合，避免支付跟踪。同时，ASP 可将发款方的 vTXO 赎回成链上资产， 并利用自己的链上资金为 CoinJoin 创建新的 vTXO。因此，上链的交易池即便公开可查，但也只显示 1 个或几个由 ASP 提供的输入，链上数据观察者无法发现真正的付款方。随后，从 ASP 的盲交易池中产生包含新创建 vTXO 的 vTXO 输出。vTXO 被捆绑并嵌套在这个共享输出下，并可以在链上公开。在 Ark 协议中，vTXO 输出生命周期只有 4 周，收款方需要在前两周内通过共同签署 n-of-n 多重签名领取嵌套 vTXO（nested vTXO）。如果 vTXO 在前两周无人认领，vTXO 将重回发送者的控制之下，这类似于闪电网络上的 HTLC 超时。另一方面，如果 ASP 在这段时间碰巧不合作或不回应，不共同签署 ATLC，那么 vTXO 所有者可以公开其嵌套 vTXO，然后等到合约中编码的某个相对时间窗口（24 小时）之后再领取资金。当然，如果被公开的 vTXO 超过 4 周无人认领，ASP 将可以单独清算它们。

Integrated Ventures与Compute North签署了一份为期5年的加密货币挖矿服务托管合同:金色财经报道，Integrated Ventures与Compute North签署了一份为期5年的加密货币挖矿服务托管和托管合同，Integrated Ventures 的首席执行官Steve Rubakh称，从7 月 15 日开始，Integrated Ventures 计划开始向位于德克萨斯州Wolf Hollow的Compute North 最新设施运送最近从比特大陆购买的1575台S19J Pro矿机。

Integrated预计将在8月中旬完成全面部署。在NE、TX和PA的3个托管地点之间，公司预计将有超过3,000名矿工在线，使用超过10MW的电力。完成这5MW托管交易并满足存款要求，Integrated能够从BHP Capital获得一笔50万美元的股权融资。[2022/7/6 1:56:02]

与闪电网络的相比，Ark 协议没有引入所谓的闪电通道、出站流动性与入站流动性。

Ark 的非交互式支付通过一种类似于比特币静默支付的方式来实现，即收款方提供一个发送方与收款方之间的「共享秘密」，并为发送方提供一个类似于静默支付的专用公钥。每个新创建的 vTXO 都使用一个包含支付承诺的临时共享秘密进行调整，该秘密会在 vTXO 被花费时，也即 2-of-2 连接器关闭时，锚定 ATLC 会显示付款证明。

Rari Capital联合创始人Jai Bhavnani已退出，正专注于新事物:6月11日消息，稳定币DeFi智能投顾Rari Capital联合创始人Jai Bhavnani发推称，已从Rari Capital的职位上退下来几个月，正在专注于新事物，之后将分享正在做的事情。

据领英资料，Jai Bhavnani于2020年3月至2022年4月期间担任Rari Capital联合创始人，于2017年创建应用程序Ambo，2019年1月Ambo被MyCrypto收购后，Jai Bhavnani担任MyCrypto战略副总裁至2020年6月。[2022/6/11 4:18:26]

不过，当前 Ark 协议的接收则是对非交互式的一种妥协，它采用一种交互式的方式即 n-of-n 多重签名限制交易输出，它的异步离线接收尚未完善，收款人必须在线运行 Ark 客户端才能签名以限制共享 UTXO 的输出。换言之，用户必须每隔一两周上线一次以接收其代币，否则无人认领的代币将会被 ASP 清理。因此，对于 Ark 而言，要想真正实现完全非交互式，使用户接收离线支付，必须有一种类似于 BIP-118 与 BIP-119 的「限制条款」（covenant）原语来限制交易输出。事实上，即便是为闪电网络附加这种原语，也依然无法实现非交互性。

P2E游戏Axie Infinity自2021年2月以来首次周收入低于100万美元:金色财经报道，基于区块链的游戏Axie Infinity上周仅带来了988,400美元的收入——自2021年2月以来，该游戏的第一周收入不到100万美元。自2021年11月以来，Axie Infinity经历了稳步下降。

此前报道，由于Axie游戏内代币的发行和销毁机制不平衡，SkyMavis无法继续快速增长。（theblockcrypto）[2022/6/7 4:06:47]

所谓原子性，就是指一笔交易不可切分，要么完全成功，要么完全失败。Ark 使用一种称为 Txlock 的新锁定类型原语确保链下转账的绝对原子性。Txlock 是一种条件，在这个条件下，只有存在一个相互同意的交易标识符才能解锁。

在 Ark 协议中，Txlock 条件使用连接器（connector）来满足。连接器是协议上的一种特殊输出类型，其原语是如果我们希望比特币脚本检查特定的交易 ID 是否存在，只需将该交易的输出附加到支出交易（spending transaction）中，并对照支出交易的 Prevouts 检查一个预签名（pre-signed）的签名。在签名哈希（sighash）原像（preimage）中的连接器输出点（outpoint）会提交给我们想要满足 Txlock 条件的交易 ID。在 Ark 上下文（context）中，这是包含预期收款人的 vTXO 的资金池交易。Txlocks 在锚定时间锁合约（ATLC）中使用，以提供原子单枢纽（single-hub）支付计划。当首次创建 vTXO 时，ATLC 会附加到它上面。当一个 vTXO 被花费时，vTXO 所有者与 ASP 合作签署 atlc:connect，通过 ATLC 的 2-of-2 密钥路径，预先附加的 ATLC 会连接到连接器上以形成 Txlock。

Blockstream公开新研究，异步 Schnorr 门限签名方案 ROAST:金色财经消息，比特币和区块链基础设施公司 Blockstream 公开新研究异步 Schnorr 门限签名方案 ROAST。Blockstream 此前对比特币 Schnorr 签名的具体多签机制 MuSig、MuSig2 以及 FROST 等做出贡献，ROAST 是对 FROST 等门限签名方案的简单封装，保证了一定数量的诚实签名者，即使在恶意攻击或网络延迟较大等情况下，也始终可以获得有效的签名。Blockstream 的实证绩效评估表明 ROAST 可以很好地扩展到大型签名者组。[2022/5/25 3:40:01]

这种 Txlock 结构确保，如果附加的 ATLC 要被 ASP 认领，那么连接器输出点的上下文必须保持不变。换句话说，ASP 不能双花其创建的交易池。这为发送者提供了原子支付结构，因为收款人的 vTXO 与连接器嵌套在相同的交易池中。

与闪电网络相比，Ark 没有打开和关闭通道的概念，与链上交互次数少，因此占用的链上空间更少。

ASP 提供的 CoinJoin「混币」隐私服务；收款人无需获取入站流动性、实时运行服务器以收款并将隐私泄漏给外部观察者。

就像 ATLC 和连接器一样，Ark 可以通过将哈希时间锁合约（HTLC）和点时间锁合约（PTLC）附加到交易池来与闪电网络兼容。附加的 HTLC 存在于另一个称为 HTLC 输出的共享 UTXO 下，该输出在四周后也会过期。ASP 将 HTLC 转发到其交易池后的那一刻，就将其转发到更广泛的闪电网络。这意味着 ASP 也是 Lightning 服务提供商。Ark 用户也可以使用嵌套了 HTLC 的 vTXO 从闪电网络收款。

由于任何人都可以运行 ASP，用户可以通过不同的 ASP 发送闪电发票，在将 HTLC（或 PTLC）附加到由不同 ASP 创建的交易池上后，HTLC 可以通过多方支付（MPP）转发到最终的收款人。

Ark 协议支持零确认 vTXO，支付随交易池的创建而每 5 秒计入一次，但结算则每十分钟一次。因此，支付是立即入账的，收款方无需等待链上确认就可以花费其零确认 vTXO，用于转账或支付闪电发票（类似于收款码）。所以，理论上，当一个交易池的交易还在内存池中时，ASP 可以双花这笔交易。但 Burak 表示，由于转账的绝对原子性，如果 ASP 在双方约定的 CoinJoin 交易 ID 下双花收款方的 vTXO，那么 ASP 将无法赎回发送方的 vTXO。

Burak 认为，未来，Ark 可以利用假设的数据操作操作码「opcode」(OP_XOR 或 OP_CAT) 来限制 ASP 的签名中的 nonce，以避免双重支付。到那时，如果双花发生在 CoinJoin 交易中，用户则可以伪造 ASP 签名来认领其之前兑换的 vTXO。

Ark 协议的创始人最初是闪电网络的强烈批评者，他对闪电网络入站流动性、异步接收、链上足迹、接收者隐私、交互性等批评是 Ark 诞生的种子。Burak 自己也承认，他此前的一些反对意见从长远来看是可以解决的，但是他找不到解决入站流动性问题的「良方」。在这个想法的推动下，Ark 应运而生，其创新性将会大大降低用户使用 Layer2 支付的门槛，并且模仿了 CoinJoin、盲化、静默支付等诸多比特币原语构建 Ark 协议，实现比特币的可扩展性与隐私支付。与闪电网络相比，Ark 协议不仅提出其固有的流动性问题的解决方案，还兼容闪电网络，至少已经是一种可以与其相辅相成的协议了。

不过，Ark 还有很多需要改进的地方。譬如，收款方必须每隔一两周就要上线签名以领取代币，这产生了一种新的用户体验问题。事实上，比特币开发者社区对于 Ark 采用零确认（0-conf） 带来双花问题也产生了一些争论。如果其在非交互式、双花问题上能够进一步完善，那么 Ark 的用户体验与协议的安全性也会大大改善。此外，Ark 在链下完成，虽然链上无法观察到发送者与收款方，但 ASP 是否掌握隐私数据仍然需要打个问号。

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