作者：Revc，金色財經

一、前言

近期火爆的比特幣擴展方案Fractal上市當天便突破了60億美元全流通市值，而比特幣歷時近5年時間才達到此成就，由此給了我們一個全新的視角思考項目的啓動機制，POW項目市值隨着項目的認可度劇烈波動，而POW+預挖礦混合的項目，市值上线時刻就給足了預期，由此引發了一系列思考，預挖礦是否導致協議啓動時去中心化不足，並進一步影響其生態的發展和挖礦回報預期，該如何平衡生態社區激勵和去中心化？ 

而Fractal上市一周內以平均1000萬美元的日交易量，支撐着60億美元的全流通市值，在如今低迷的市場環境下，Fractal到底憑借哪些技術創新讓市場买單的，抑或是瘋狂的做市商行爲，下面就讓我們帶着思考來了解Fractal這個比特幣擴展解決方案。 

二、CAT 協議

CAT20的爆發使得Fractal再次成爲市場關注的焦點，CAT20是Fractal網絡項目CAT 協議所推出的代幣，兩天內創造了470萬筆交易，總持有人地址近3.5萬個。作爲一種代幣化協議，可以利用比特幣的腳本語言來定義代幣的特性和行爲，從而實現代幣的創建、轉讓、銷毀等功能。

CAT 協議主要特點：

• 基於比特幣： CAT協議利用比特幣的UTXO模型和腳本語言來實現代幣化功能，確保了安全性、去中心化和可擴展性。

• 自定義代幣： 用戶可以根據自己的需求創建不同類型的代幣，包括可轉讓的、不可轉讓的、具有特定屬性的等。

• 安全機制： CAT協議採用了遞歸契約機制來確保代幣的安全性，防止惡意行爲和僞造。

• 可擴展性： CAT協議可以支持大量的代幣和交易，具有良好的可擴展性。

CAT 協議的實現過程可以分爲以下幾個步驟：

• 創建代幣： 用戶可以通過提交一個特定的交易來創建新的代幣，該交易包含了代幣的屬性和初始狀態。

• 轉讓代幣： 用戶可以將代幣轉讓給其他人，通過在交易中指定新的所有者地址來實現。

• 合並代幣： 可以將多個同類型的代幣合並成一個代幣。

• 銷毀代幣： 用戶可以將代幣銷毀，使其不再存在。

CAT 協議採用遞歸契約機制來確保代幣的安全性。這種機制通過在每個交易中嵌入條件語句，來驗證代幣的狀態是否合法。如果條件語句不滿足，則交易將被拒絕。

CAT 協議的擴容思想來自比特幣操作碼OP_CAT，OP_CAT是比特幣腳本中一個提議的操作碼，旨在通過允許腳本將堆棧中的兩個元素拼接起來，來增強比特幣腳本的功能。當前比特幣腳本的執行模式是线性的，缺乏循環和基本的算術運算，限制了其表達能力。比特幣腳本無法直接訪問交易中的某些數據，限制了智能合約的復雜性。OP_CAT 可以通過拼接數據、實現簡單的算術運算等方式，增強比特幣腳本的表達能力，使得比特幣能夠支持更復雜的智能合約。比如保險櫃合約、默克爾樹驗證、樹型籤名等。 通過OP_CAT，腳本可以訪問更多的交易數據，從而實現更精細的控制。也可以實現遞歸限制條款，使得約束條件可以跨多個交易傳遞。 

三、Fractal

Fractal(分形比特幣)是比特幣網絡擴展協議，Fractal將比特幣核心封裝成可部署的軟件包（BCSP），以便在比特幣主網上運行多個實例。通過層層嵌套的遞歸方式實現無限擴展，同時保持與比特幣核心的一致性。類似於操作系統的虛擬化，提供隔離和靈活性。

Fractal 通過重用比特幣的共識機制，確保所有虛擬化實例保持與主鏈的一致性。避免了分叉帶來的共識分歧，增強了系統的穩定性。通過多次實例化BCSP，實現水平和垂直方向上的無限擴展。同時可以保持結構平衡，避免任何特定層的過度擁塞。新實例在啓動時可能需要保護機制，如特定區塊高度的安全設置。通過合並挖礦等方式增強系統的抗攻擊能力。Fractal的分布式鏈上計算可以建立多個BCSP實例的網絡，優於單一實例的計算效率。與鏈上分片不同，BCSP實例可以獨立部署和監控。 

Fractal將區塊確認時間縮短至60秒或更短，提高響應速度。增加存儲空間，降低交易成本，適用於序數銘文等應用。跨層電梯 (Elevator)則可以實現不同層之間資產的直接轉移，無需額外中繼。分形比特幣通過虛擬化和自我復制的方法，在理論上增強了比特幣的處理能力，還爲未來开發提供了新的應用場景，如序數銘文的優化和虛擬世界的構建，整合了銘文社區，使得序數銘文的價值到外溢到L1網絡。 

四、思考

首先虛擬化實例比較好理解，但是遞歸在比特幣網絡的應用顯然復雜的多，重用共識在降低區塊鏈系統復雜度的同時，也引入了新的熵值，以下是看過Fractal Lite paper之後的思考。

Fractal採用與比特幣相同的 PoW 共識機制，BTC 礦工可以用當前的 ASIC、GPU 和其他已有的硬件無縫轉換到 Fractal 區塊挖礦，以每 3 個區塊爲一個周期，其中 2 個區塊通過「無許可挖礦」產生，1 個區塊通過「合並挖礦」產生。無許可挖礦允許任何擁有合適工具和硬件的人开採 Fractal 區塊，類似於 BTC 的开採方式。合並挖礦則專門針對 BTC 礦工，允許礦工同時挖掘 BTC 區塊和 Fractal 區塊而不需要佔額外的算力。

Fractal爲了將交易確認時間控制在30秒左右，其難度調整可能要比比特幣網絡更加頻繁，由於無許可和合並挖礦兩種機制的存在，網絡算力水平也不夠穩定，難度調整機制的復雜性可能會影響網絡安全。

合並挖礦機制也增加了網絡初期獎勵負擔，使得Fractal至少需要將幣價維持在25美元，才能將每1EH算力的收益達到比特幣網絡的50%，如果爲了所謂的網絡安全性而盲目吸引算力可能會導致代幣價格持續表現不佳。

• 比特幣每1EH/10分鐘收益：

假設每個塊的打包獎勵是0.3枚比特幣，幣價爲6萬美元，全網算力660EH。

(3.15+0.3)*60000/660 ≈ 313美元

• FB每1EH/10分鐘收益：

假設每個塊的打包獎勵是5枚FB，幣價爲25美元，合並算力爲220E，無許可算力爲30E

（25+5）*25*（600/30）/（220*1/3+30*2/3）≈ 160美元

注：實際的無許可算力收益可能會更高，此處公式僅爲簡略表達。

實例化的BCSP通過遞歸保證安全達成共識，電梯則保證資產跨層流動，類似插入式账本，增加了網絡的計算能力和存儲能力， 但遞歸調用會產生大量的函數調用棧，可能導致棧溢出。遞歸代碼的調試相對困難，需要仔細跟蹤函數調用的過程。隨着網絡的膨脹會出現新的問題也需要關注。實例早期啓動需要指定區塊高度，這一過程是否存在中心化操作以及隨之而來的風險。 

實例是否可以擁有獨立的安全性，即獨立的難度調整機制和網絡獎勵以吸引算力，拓展序數銘文之外的新使用場景。但從目前來看風險較大。

五、比特幣的拓展解決方案對比

以下對比幾大主流拓展方案的特點和挑战，Fractal等項目旨在增強比特幣腳本的表達能力，使得比特幣能夠支持更復雜的智能合約。

六、小結

Fractal 的創新設計值得肯定，在擴展比特幣網絡的同時，利用了比特幣現有的代碼和生態。通過遞歸的方式，創建了一個與比特幣主鏈高度兼容的擴展層，大幅提高網絡的交易處理能力和速度，比特幣礦工和用戶可以無縫過渡。未來也將有更多拓展方案湧現出來，這也是比特幣相較於其他生態更去中心化的表現。

但正如CAT協議的自述一樣，目前主流解決方案仍處在試驗性階段，要關注網絡安全性，特別是涉及到比特幣網絡核心機制的更改，如難度調整機制，比特幣影子鏈可能面臨的算力衝擊，以及代幣經濟模型的可持續性。

此外市場上還有一點共識是，不要把高市值低流通的VC代幣帶入比特幣生態，盡管採用了POW共識機制，但Fractal有50%代幣預挖，分配給生態合作方、BRC20社區、大型礦池及錢包基礎設施等攢局者，資源整合成本過高也可能是限制其發展的伏筆，降低了去中心化屬性。加密項目應避免形成加密權貴或者裙帶資本主義，謹慎設計代幣分配機制。

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