Bitcoin的Covenants——合同化管理UTXO的花费方式

1. 引言

最近几个月（2023年4月前后），随着Ordinal、Tarproot、染色币等技术被众多开发者深入挖掘，比特币生态诞生出一系列的协议产品，最出名的就是BRC20，各种搞NFT和同质化代币。

币圈的技术栈，总体分为2种：

• 1）如何发币：BRCxxx系列都是如何法币。
• 2）如何使用币：
  • Ordinal是如何使用币（比特币），将UTXO里的每一聪给定义成一个新的东西。
  • 目前最成功的是闪电网路。闪电网络拓展了比特币的使用方法，做到了快速、低成本的支付。

以RSK为代表侧链技术，和以RGB为代表的客户端验证技术，属于是即是发币技术又是使用币技术。

比特币核心开发者最关心的其实是使用币技术栈，对发币技术体系基本上是持负面态度。

上述提到的技术体系里，闪电网络是唯一一个得到了比特币核心开发者的青睐。

在技术实现上，所有的协议和产品变更要么采用软分叉的方式，要不就只能在共识层之上做改变。

而涉及到软分叉的变更，就是比特币核心开发者额外关注的。

最典型的几次是隔离见证（segwit），Taproot、Schnorr签名的软分叉。这些软分叉都是典型的如何使用币的技术改进。

比特币的所有权基本上是由私钥决定的，即只有私钥才能花费UTXO，但这就限定了比特币的应用方式。像以太坊的erc20那样，因为所有权是归合约代码管，代码的可编程性好，应用就可以五花八门。

比特币也有大量的开发是朝着更多的应用场景去设计的，最典型的也是最成熟的是P2SH。P2SH让UTXO的解锁脚本可以设计成是任何信息的哈希，这极大的拓展了比特币的应用方向。

MAST（Merkleized Abstract Syntax Trees）是近一年多比特币生态上研究的很多的一个方向。MAST是将复杂的比特币脚本编码成一个哈希二叉树，这可以实现特定的UTXO在可以设定为部分脚本赎回。比如一个UTXO可以设定成三个赎回脚本，其中任何一个脚本都可以按特定的条件来设计。

Covenants（契约）这个技术栈就是为了推动比特币合同化管理花费野心最大的（目前看到的野心最大）。可以简单地理解为将比特币锁定进一个金库，开金库的方式可以设计成非常复杂。

比特币脚本用于定义花费某个 UTXO 所需满足的条件。当你创建一个比特币地址来接收资金时，该地址实际上是一个比特币脚本（变换后）的哈希，定义了解锁和花费资金的必要条件。

截至发稿时，比特币脚本 只 能定义比特币交易中的输入（被花费的资金）必需满足的条件。没有一种方法能够限制比特币交易输出（被花费的资金的去向）的任何属性。

比特币契约（Covenants）是一种能够给未来的比特币交易设置条件的机制。

截至发稿时，人们关于比特币契约（Covenants）的讨论已经持续了 9 年半以上！

Covenant类似于合约：

• 用于限制资产如何被使用：如禁止扩张或改变结构外部颜色

比特币契约是对比特币代码的拟议补充，允许人们保留对不再属于他们的比特币的一些控制权。换句话说，可能会对转移给另一个人的比特币施加限制。

无论是有意还是无意，如果将任何数量的比特币发送到钱包，其所有权就会在那里到期。没有办法收回它，也没有办法对比特币的使用方式或用途施加限制。

由于拟议的比特币契约，可将比特币以代码的形式转移给具有某些明确限制的人。可对比特币的使用施加限制，如要求仅在指定期限后或在发送回你的钱包后才使用它。

此外，可允许或限制特定的钱包。甚至可利用契约作为托管方，在特定数量的 BTC 可供使用之前持有一段时间。

2. 比特币契约的优点

比特币网络一直在应对固有的挑战，特别是“比特币不能三角”，它表明去中心化网络只能在三个方面中的两个方面表现出色：

• 去中心化
• 安全性
• 可扩展性

契约提供了有前途的解决方案来增强安全性和可扩展性。

• 增强的安全性：契约使用户能够更好地控制资产转移，减少盗窃的漏洞。它们有助于创建安全的vault（保险库），增强最终用户的保护。
• 预签名交易：比特币契约可以实现预签名交易。这可阻止黑客，因为他们需要钱包的私钥才能完全控制资产。
• 3）减少双花：契约在防止双花攻击方面发挥着关键作用，有助于网络安全。
• 4）支持 Bitcoin-NG：契约符合 Bitcoin-NG 的原则，Bitcoin-NG 是一种旨在增强可扩展性的拜占庭容错区块链协议。Bitcoin-NG 的倡导者预计它将作为现有比特币网络之上的一个层进行无缝集成，从而在保持安全性的同时促进可扩展性。

3. 比特币契约的缺点

尽管比特币契约提出了显着的改进，但潜在的陷阱和社区保留仍然存在。以下是主要缺点：

• 1）社区怀疑论：比特币社区的知名人士，包括 Adam Back、Jimmy Song 和 Andreas Antonopoulos，对 BIP119（契约提案）提出了严重担忧。该提案面临社区内部的阻力。
• 2）递归契约：一种担忧是递归契约的可能性，其中一笔交易的限制导致后续约束，可能导致无限的契约链，从而导致网络拥塞。
• 3）审查制度和中心化风险：契约可能会带来审查制度、中心化控制和资产没收风险。它们可能会迫使交易平台专门使用指定的钱包进行交易，这可能会侵犯用户的自由。
• 4）隐私和可替代性：契约的引入可能会改变比特币的可替代性。目前，所有比特币都是相同的，但契约可能会区分各个比特币单位，从而影响加密货币的核心可替代性原则，并可能影响用户隐私。

虽然比特币契约提供了增强的安全性和实用性，但它们的采用需要仔细考虑并减轻比特币社区内的这些担忧。

4. 比特币契约工作原理

详情见：

• Bitcoin Covenants Wiki

要了解比特币契约的运作方式，必须了解保护典型比特币交易的机制。

典型的比特币交易依赖于称为“锁定脚本”的保护脚本。该脚本包含处理交易必须满足的先决条件。

这些条件包含各种要素，包括：

• 要求签名证明相应私钥和时间锁的所有权。
  • 时间锁类似于契约，规定在经过指定数量的区块之前不能使用该coins。

与标准比特币脚本不同，标准比特币脚本需要特定条件来解锁特定功能（如使用私钥签署交易），而契约通过引入额外的先决条件来扩展此过程。

契约引入的一个值得注意的前提条件是限制代币的功能。比特币契约使开发人员能够集成和定义比特币交易的新先决条件，有效增强交易安全性和实用性。

5. 结论

比特币契约尚未成为现实，因为任何比特币改进提案（BIP）都必须通过民主程序来实施。双方都有游说团体热衷于支持像这样有争议的提案。

契约的支持者相信，通过实施更多的安全性，将能够禁止比特币生态系统中的所有欺诈和盗窃行为，并提高比特币的可扩展性。随着其可替代性的丧失，一些人反对它，并认为这将破坏比特币作为未来people’s currency的主要地位。

由于没有实施比特币改进提案（BIP）的时间表，契约无疑将成为未来几个月和几年内更多讨论和辩论的主题，以及发现更多缺点或用例的主题。

参考资料

[1] 比特币核心开发者重视什么方向？——我觉得比特币生态最值得追求的技术栈和应用方向是Covenants
[2] 为什么比特币需要限制条款
[3] Why bitcoin needs covenants
[4] Bitcoin Optech: Convenants
[5] 2023年9月博客 What are Bitcoin Covenants? How Do They Work?
[6] Bitcoin Covenants Wiki
[7] 2024年1月14日视频 Covenant Use Cases & TXHASH with Steven Roose (SLP541)