深挖UTXO：比特币生态不一样的期待

区块链 深挖UTXO：比特币生态不一样的期待 众所周知，比特币并不具备以太坊那样的智能合约能力，不同于以太坊的ERC20合约，对接比特币的UTXO是绕不开的环节。基于UTXO构架应用，其安全性自然与主链共享，这种模式也为市场带来很多期待，有可能构建不同于以太坊L2那样的生态模式，这也是市场的期待。 相较于以太坊，UTXO是比特币最具特色的数据模型，因此比特币Layer2生态有望呈现不同于以太坊那样的生态模式。随着行业竞争的加剧和技术不断进步，近几年以太坊L2迅速发展，生态繁荣下的以太坊链上费用得到了 整体的控制，而比特币网络生态发展还十分初级，近期崛起的铭文、符文等Ordinals应用，为基于UTXO构建应用提供了一种可能。2023年的铭文、今年符文等活动带来的链上交易活跃，为挖掘UTXO潜力奠定了基础。 Taproot升级进一步提升了比特币生态的发展潜力。我们都知道，比特币 Taproot升级是激活隔离见证(SegWit)以来经历的最重要的升级。Taproot 证券研究报告|行业专题研究 2024年05月18日 增持（维持）行业走势 通信沪深300 32% 16% 0% -16% -32% 2022-042022-082022-112023-03 旨在进一步提高网络的隐私性和效率。Taproot升级最显著的变化是允许将 多个复杂的签名（例如多重签名钱包）一起聚合和验证，而不是单独进行验证。通过聚合签名，网络的性能更快、费用更低，且节省区块空间。Taproot通过增强用户的隐私性和灵活性，提供了一种执行比特币交易的新方式，将极大地提高比特币的可扩展性。 NervosCKB的Cell类似一个更智能的UTXO，比特币UTXO是一个装着纸质账本的盒子，而Cell是将盒子里的账本换成了Excel电子文档。NervosCKB继承了比特币UTXO的架构并创建了CellModel（细胞模型），这是一 种作为状态存储的通用UTXO模型，保持了UTXO的简单性和一致性。在CKB中，所有状态都存储在Cell中，计算在链下完成，由节点进行交易验证、上链。Cell代表Nervos中的基本数据存储单元，与比特币UTXO不同的是，它可以包含各种数据类型，如CKByte、Token、JavaScript代码或JSON字符串等序列化数据，这种更丰富的数据类型拓宽了Cell的能力，使得UTXO得到了拓展——如实现智能合约（甚至是定制化的智能合约，例如发行NFT代币、限制代币的供应以及制定满足独特需求的使用条件）。 UTXO的独特性是否也会催生不一样的生态世界？铭文、符文对比特币 UTXO的深度挖掘，使得基于UTXO的资产部署成为可能，而NervosCKB 对UTXO的升级，进一步解放了计算能力。这些预示了UTXO不一样的应用潜力，似乎也更有趣，成为行业新的期待。纵观以太坊的发展，从ERC20标准催生了ICO，再到AMM的发展为DeFi提供了源动力，NFT以及元宇宙的出现，其生态范式逐渐丰满。但这个过程也不是一蹴而就的，中间的波折坎坷并不少。比特币近期的创新，一开始就得到了一定的市场热度，这是好现象，说明市场对UTXO的潜力抱着很大的期待和信心。但热度来得快，降温也是迅速的，符文出现后，自然铭文的热度就下降。目前铭文和符文都还停留在抢“铸造”（mints）的阶段。铸造只是开始，后面如何开展应用、丰富生态才是更重要的事。NervosCKB的情况亦类似，目前的生态应用可以说是对以太坊生态的简单“复制”。 风险提示：区块链技术研发不及预期；监管政策的不确定性；Web3.0商业模式落地不及预期。 作者 分析师宋嘉吉 执业证书编号：S0680519010002邮箱：songjiaji@gszq.com 分析师任鹤义 执业证书编号：S0680519040002邮箱：renheyi@gszq.com 相关研究 1、《通信：AI时代的网络：需求从何而来，创新将走向何方？》2024-05-16 2、《通信：光纤光缆行业：海风为盾、特种为矛》 2024-05-14 3、《通信：OpenAI新品在即——全球算力及光模块景气加码》2024-05-12 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1.核心观点3 2.UTXO的春天，BTCLayer2生态有望得到进一步发展3 2.1.基于UTXO的BTCLayer2有望催生新的生态模式3 2.2.Ordinals协议进一步挖掘UTXO新的可能5 3.UTXO该产生怎样的生态应用6 3.1.Ordinals协议催生铭文、符文生态6 3.2.UTXO的进化：Nervos（CKB）细胞模型8 3.3.特别的UTXO，能否造就特别的比特币生态？10 风险提示11 图表目录 图表1：以太坊7日平均费用近几年整体下降（截至2024年5月1日）3 图表2：比特币链上费用情况（截至2024年5月1日）3 图表3：比特币的UTXO模式将每一“份”比特币的流通历程完整记录4 图表4：通过聚合签名、Taproot提升了比特币的扩展性4 图表5：以太坊链上TVL超过960亿美元（截至2024年5月6日）5 图表6：比特币侧链TVL达到12亿美元（截至2024年5月6日）5 图表7：BRC-20相关交易在比特币UTXO内的占比情况（截至2024年5月8日）6 图表8：部署BRC-20通证代码解释7 图表9：基于Ordinals协议的铭文增长情况（截至2024年5月9日）7 图表10：比特币符文“刻蚀”在UTXO的OP-RETURN字段内7 图表11：符文（runes）发生的链上费用在4月20日当天占比为57.7%7 图表12：BRC-20与Runes（符文）的特点对比8 图表13：比特币UTXO结构类似一个带锁的盒子9 图表14：NervosCKB细胞模型相较于UTXO有更大的灵活性9 图表15：NervosCKB采用情况持续增长（截至2024年5月8日）9 图表16：NervosCKB生态情况（截至2024年5月8日）9 图表17：不同类型比特币交易占比情况（截至2024年5月9日）10 图表18：符文交易各类型分布情况（截至2024年5月9日）10 1.核心观点 比特币UTXO本身并不具备智能合约能力，目前比特币还未产生类似以太坊那样的丰富生态。随着Ordinals协议、NervosCKB等对UTXO潜力的挖掘，产生了铭文、符文等新的应用模式，逐渐成为行业关注焦点。基于UTXO构架应用，其安全性自然与主链共享，这种模式也为市场带来很多期待，有可能构建不同于以太坊L2那样的生态模式，这也是市场的期待。 本文对几种典型的UTXO应用模式进行了分析，对比特币生态进行了展望。 2.UTXO的春天，BTCLayer2生态有望得到进一步发展 2.1.基于UTXO的BTCLayer2有望催生新的生态模式 区块链的工作原理需要分散的节点达成共识、确认，这必然带来效率的下降，所以在处理任务（转账或执行合约程序）的时候自然不如中心化节点快，这是一个典型的不可能三角问题（安全、可扩展性、去中心化不可同时最优）。站在提升扩展性的角度，二层网络（Layer2，L2）是一种广泛采用的方案。近几年以太坊L2迅速发展下，生态繁荣下的以太坊链上费用得到了整体的控制，而比特币网络生态发展还十分初级，2023年的铭文、今年符文等活动带来的链上交易活跃，即可看到比特币网络的费用有个急速攀升的过程（见图2）。 图表1：以太坊7日平均费用近几年整体下降（截至2024年5月1日）图表2：比特币链上费用情况（截至2024年5月1日） 资料来源：Theblock、国盛证券研究所资料来源：Theblock、国盛证券研究所 UTXO机制使得比特币的每一聪都是“非同质化”的，有望催生不同于以太坊的生态模式。由于比特币没有账户，比特币的交易创建的输出其实并非一个简单的公钥地址，而是一个脚本。我们可以这样理解，在Bob给Alice支付1.5个BTC的这个交易中，Bob 创建的输出脚本中会包含Alice的公钥Hash。整个脚本的意思是，谁能够提供一个签名让这个包含Alice的公钥的脚本运行，谁就能花费这笔交易的1.5个BTC。显然，创建签名只能使用Alice的私钥，其他私钥创建的签名将无法通过这个脚本的验证，从而确保其他人无法假冒Alice来花费这笔输出。也就是说，UTXO中的BTC并不是以余额的方式记录在某人的账户里——每一笔交易发起者通过脚本为这些BTC创建了一个锁，而所有者才有钥匙——当然某笔转账的比特币的输入（转账发起者）和输出（转账接收者）可能是由多个历史UTXO组合而成，类似不同面值纸币的拼凑。这样做的好处之一是，所有的转账交易都是站在BTC流转的角度，不同的UTXO之间可以进行并行交易，因为UTXO之间是严格区别的。也可以这样理解：UTXO机制将BTC的所有部分（最小单位是“聪”，sats）的流转历程完整记录下来，可以想象每一聪就是一个硬币，在每次流转都获得一 个签章来记录轮流历程。相较于以太坊，UTXO是比特币最具特色的数据模型，因此比特币L2有望呈现不同于以太坊那样的生态模式。 图表3：比特币的UTXO模式将每一“份”比特币的流通历程完整记录 资料来源：btaps、国盛证券研究所 Taproot升级进一步提升了比特币生态的发展潜力。我们都知道，比特币Taproot升级是激活隔离见证(SegWit)以来经历的最重要的升级。Taproot旨在进一步提高网络的隐私性和效率。Taproot升级最显著的变化是允许将多个复杂的签名（例如多重签名钱包） 一起聚合和验证，而不是单独进行验证。通过聚合签名，网络的性能更快、费用更低，且节省区块空间。Taproot通过增强用户的隐私性和灵活性，提供了一种执行比特币交易的新方式，将极大地提高比特币的可扩展性。 图表4：通过聚合签名、Taproot提升了比特币的扩展性 资料来源：cointelegraph、国盛证券研究所 随着Ordinals协议催生了铭文、符文等应用，进一步推动了比特币生态的发展。截至5 月6日，以太坊生态TVL超过960亿美元，比特币生态在过去一年经历了较快的发展， TVL已达12亿美元。毫无疑问，相较于以太坊，比特币生态的发展还处于初期。 图表5：以太坊链上TVL超过960亿美元（截至2024年5月6日）图表6：比特币侧链TVL达到12亿美元（截至2024年5月6日） 资料来源：defillama、国盛证券研究所资料来源：defillama、国盛证券研究所 2.2.Ordinals协议进一步挖掘UTXO新的可能 参考以太坊Layer2的发展情况，比特币L2亦有不同的技术路线，众所周知，比特币并不具备以太坊那样的智能合约能力，因此，比特币二层网络有的技术路线有状态通道（如闪电网络等）、侧链、Rollup等，这些路线大多是将智能合约的扩展能力更多依靠L2来实现，通过跨链桥实现比特币主链与L2实现资产跨接，这可以说都是属于侧链的一类。侧链一个核心问题便是侧链与主链实现共识、共享安全等，而如何对接比特币主链的UTXO是绕不开的环节。近期崛起的铭文、符文等Ordinals应用，为基于UTXO构建应用提供了一种可能。基于UTXO构架应用，其安全性自然与主链共享，这种模式也为市场带来很多期待，有可能构建不同于以太坊L2那样的生态模式，这也是市场的期待。 UTXO模型下，每一聪（sats，比特币的最小单位）BTC的流转都是可追溯的，非同质化的（也许这是最早的NFT），这为开发Ordinals协议以及BRC-20生态提供了基础。2022年12月，比特币开发者CaseyRodarmor发布了一个在BitcoinCore（比特币核心）全节点之上运行的开源软件ORD。简单来说，该软件允许用户在比特币区块链上输入任何信息，如一串文本或图像，然后将上传的这些信息与一个特定的聪绑定起来，最终得到一个带有某种信息的聪，也就是所谓的比特币NFT。更清晰地说，Ordinals协议一共分为两个部分：Ordi