BTC生态迎来智能合约新突破

比特币生态近期迎来一项重要发展。经过多轮测试网验证后，Fractal BTC于9月正式上线主网。这个新系统的一大亮点在于其具备智能合约功能,并在主网启动之际推出了名为CAT20的新代币协议。那么CAT20在技术设计上有何巧妙之处?我们又能从中获得哪些启发?

Fractal Bitcoin简介

在深入了解CAT20之前,我们需要先简单认识一下Fractal Bitcoin。两者的关系类似于ERC20和ETH,CAT20协议是部署在Fractal Bitcoin之上的。

Fractal Bitcoin,也称为分形比特币,是一个与BTC完全兼容的"二层"网络。相较于BTC,它的区块确认速度更快,仅需1分钟。其基本原理如其名所示,就是将BTC网络复制多份,每条链都能处理交易,通过增加可处理交易的节点数量来提升速度。不过,关于不同链间如何通信等具体细节目前尚不明确,官方也未提供相关技术文档。

Fractal的一个重要特性是启用了BTC早期因安全考虑而弃用的OP_CAT操作码。这一操作码的重新启用大大提升了Fractal Bitcoin的功能,有观点认为OP_CAT能赋予BTC智能合约能力,这为未来发展开启了更多可能性。

目前,已有开发者在Fractal Bitcoin上实现了类似ERC20的协议。

CAT Protocol概述

有了OP_CAT的底层支持,相应的协议很快问世,即CAT Protocol。其中CAT20协议已经在实际运行,某交易平台也新增了对应的功能面板。

CAT20的名称让人联想到ERC20,两者确实有相似之处。相比于成熟的ERC20协议,CAT20是如何实现类似的代币生命周期的呢?

部署过程

部署前,用户需指定钱包地址和代币基本信息。与ERC20类似,代币信息包括名称、符号等。不同之处在于,CAT20可设置预挖数量和每次铸造的数量限制。

部署分为"commit"和"reveal"两个阶段。在commit阶段,交易输出脚本中写入代币基本信息。该阶段交易的hashId作为代币标识,用于区分其他代币。

reveal阶段会有两笔UTXO输入,对应commit阶段的前两个输出。这笔交易首先输出一个OP_RETURN,保存CAT20初始状态的Hash。之后再输出一个Minter,用于后续铸造过程中维护状态变化。

整个部署过程采用了区块链上常见的提交-揭示两步骤,是一种典型的项目部署方式。

铸造机制

铸造过程有以下特点:

• 输入为一个minter,最初由部署阶段生成
• 每次铸造只有一个minter作为输入,可有多个minter作为输出
• 每次铸造产生一个token
• 输出顺序要求minter在token之前

这种设计使得铸造过程变得有趣。例如,每次铸造可以输出多个minter,增加可用minter数量,避免铸造拥堵。但考虑到经济因素,更多人可能倾向于不输出新minter,这就需要部分用户自愿多支付以维持系统运转。

在V2版本中,默认生成两个状态相近的Minter。

交易构建

CAT20的交易构建有几个值得注意的技术细节:

1. reveal UTXO: 通过巧妙改写脚本逻辑,实现用同一私钥控制不同地址的UTXO。

2. minter UTXO: 推测是利用OP_CAT实现的智能合约功能,使所有人都能使用这些UTXO作为输入。

状态管理(V2)

minter中保留了状态信息,存储在OP_RETURN和智能合约中。OP_RETURN存储当前交易输出状态的Hash,合约中存储剩余铸造次数。每次铸造后,新生成Minter的铸造数量为剩余可铸造数量的一半。

CAT20 token本身也是智能合约,包含数量和归属者地址两个基本状态。与BRC20或铭文不同,CAT20并不直接存在于用户地址的UTXO上。

转账和销毁

转账时,同一交易中每种token的输入输出数量需保持一致。销毁token只需将其转到普通地址即可。

总结

CAT20的设计为用户提供了极大的灵活性,但也对合约校验逻辑提出了更高要求。这种设计带来一些优势:

1. 查询token持有情况只需检查token的UTXO,无需向上追溯。
2. 通过搜索OP_RETURN中包含"cat"的交易,可轻松查看当前铸造情况。

CAT20的创新为比特币生态带来了新的可能性,值得我们持续关注其发展和应用前景。