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CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議

2024-09-29 10:03:41 | 來(lái)源： | 作者：佚名
Fractal 的一大特點(diǎn)就是具備「智能合約」的能力，并且?guī)缀踉谕瞥鲋骶W(wǎng)的同時(shí)，上線了一個(gè)新的代幣協(xié)議 CAT20,CAT20 有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)呢？我們又可以學(xué)到什么

CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議！BTC 上也要有自己的智能合約了？最近比特幣生態(tài)上，F(xiàn)ractal BTC 在經(jīng)歷了多次測(cè)試網(wǎng)之后，終于在 9 月份上線主網(wǎng)。Fractal 的一大特點(diǎn)就是具備「智能合約」的能力，并且?guī)缀踉谕瞥鲋骶W(wǎng)的同時(shí)，上線了一個(gè)新的代幣協(xié)議 CAT20。CAT20 有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)呢？我們又可以學(xué)到什么？下面就和腳本之家詳細(xì)了解下吧！

Fractal Bitcoin

在了解 CAT20 之前我們需要簡(jiǎn)單了解一下 Fractal Bitcoin，他們的關(guān)系就像 ERC20 和 ETH 一樣，CAT20 協(xié)議是部署在 Fractal Bitcoin 上的。

Fractal Bitcoin 又稱作分形比特幣，是一個(gè)完全兼容 BTC 的「二層」網(wǎng)絡(luò)。相比于 BTC，它的區(qū)塊確認(rèn)時(shí)間更快，僅需要 1 分鐘。它的基本原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就如它的名字所言，就是將 BTC 網(wǎng)絡(luò)復(fù)制了幾份，每條鏈都會(huì)處理交易，可以處理交易的節(jié)點(diǎn)多了，速度也就自然快了。不過(guò)具體的細(xì)節(jié)比如不同鏈之間是如何通信的目前還不是很清楚，官方也沒(méi)有對(duì)應(yīng)的技術(shù)文檔可以參考。

如果只是一個(gè)二層鏈交易更快，似乎沒(méi)有讓人興奮的點(diǎn)。但是，在 Fractal 中啟用了 BTC 很久之前就因?yàn)榘踩驐売玫牟僮鞔a OP_CAT，讓 Fractal Bitcoin 的能力上升了一個(gè)臺(tái)階，有人說(shuō) OP_CAT 能讓 BTC 具有智能合約的能力，這樣的話可以遐想的空間就更多了。

現(xiàn)在，就有人在 Fractal Bitcoin 上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)類似 ERC20 的協(xié)議。

關(guān)于 OP_CAT 為什么棄用以及為什么又可以在 Fractal Bitcoin 上使用，后續(xù)可以展開(kāi)講講，這里我們關(guān)注 CAT20。

CAT Protocol

  • 以下內(nèi)容參考白皮書(shū)：Introduction | CAT Protocol (https://catprotocol.org/)
  • 以及 github 倉(cāng)庫(kù)：
  • GitHub - CATProtocol/cat-token-box: A monorepo for packages implementing CAT protocol (https://github.com/CATProtocol/cat-token-box)

有了底層的 OP_CAT 支持，很快就有了對(duì)應(yīng)的協(xié)議，CAT Protocol。目前一個(gè)已經(jīng)在實(shí)際跑的協(xié)議是 CAT20 協(xié)議，在 Unisat 上也新增了對(duì)應(yīng)的面板：https://explorer.unisat.io/fractal-mainnet/cat20。

看到 CAT20 的名字大家應(yīng)該也能反應(yīng)過(guò)來(lái)，它應(yīng)該和 ERC20 比較像。相比于成熟的 ERC20 協(xié)議，大家部署一個(gè) Token 已經(jīng)非常的方便，CAT20 是如何實(shí)現(xiàn) ERC20 類似的生命周期呢。

Deploy

在部署之前，用戶需要指定自己的錢包地址以及代幣的基本信息，代幣的基本信息和 ERC20 的類似：

會(huì)有一些不同點(diǎn) CAT20 可以設(shè)置預(yù)挖和每次 Mint 的數(shù)量限制。當(dāng)然 ERC20 可以通過(guò)合約的能力也可以實(shí)現(xiàn)這些能力。

在部署階段，會(huì)發(fā)起兩筆交易，可以認(rèn)為是兩個(gè)階段：「 commit 」和「 reveal 」。引用官方上的圖，部署的階段如下：

在「 commit 」階段，交易的輸出腳本中會(huì)將代幣的基本信息寫(xiě)入，比如代幣的名稱、符號(hào)等。在「 commit 」階段發(fā)起的交易 hashId 會(huì)作為該代幣的標(biāo)志，用于區(qū)分其他代幣。

可以看到這筆交易「 bc1pucq...ashx 」這個(gè) utxo 就是對(duì)應(yīng)了 commit。然后剩下的兩筆指向「 bc1pszp...rehc4 」的交易，第一筆是用于支付下面「 reveal 」階段的 gas 費(fèi)，另一筆則是找零。

在「 reveal 」階段，可以看到有兩筆 utxo 輸入，對(duì)應(yīng)了之前 commit 階段的前兩個(gè)輸出。這筆交易首先會(huì)輸出一個(gè) OP_RETURN，在 OP_RETURN 中會(huì)保存 CAT20 的初始狀態(tài)的 Hash。之后會(huì)再輸出一個(gè) Minter，它會(huì)在后續(xù)的 Mint 過(guò)程中發(fā)揮重要作用，用來(lái)維護(hù) Mint 過(guò)程的狀態(tài)變化。

回過(guò)頭看整個(gè) Deploy 的過(guò)程，「 commit 」和「 reveal 」遵循了區(qū)塊鏈上常用的提交和揭示兩個(gè)步驟，是一種比較常見(jiàn)的部署項(xiàng)目的方式，項(xiàng)目的一些數(shù)據(jù)只在「 reveal 」階段才會(huì)揭露出來(lái)。

Mint

我們先看一下 Mint Token 的時(shí)候，交易是這么樣的。

在上圖中可以看到，Mint 的過(guò)程有以下幾個(gè)特征。

  • mint 的輸入是一個(gè) minter，最開(kāi)始是由 deploy 的時(shí)候生成的。
  • 每一次 mint 都有且只有一個(gè) minter 作為輸入，有任意個(gè) minter 作為輸出（有點(diǎn)點(diǎn)問(wèn)題）
  • 每一次 mint 都有且只有一個(gè) token（有點(diǎn)點(diǎn)問(wèn)題）
  • 輸出的順序是有要求的，minter 后面必須是 token

知道了 Mint 的過(guò)程，其實(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)一些特殊情況，會(huì)讓整個(gè) Mint 的過(guò)程變得有趣。

比如，minter 作為 mint 交易的輸出，他可以是 1 個(gè)、多個(gè)甚至是 0 個(gè)。如果每次 Mint 的時(shí)候都設(shè)置為 1 個(gè)，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以使用到的 minter 數(shù)量就會(huì)保持不變（1 個(gè)），這會(huì)讓 Mint 變得擁擠，大家都需要搶這個(gè) minter，為了避免這種情況，是需要將每次輸出的 minter 數(shù)量設(shè)置為大于 1 ，這樣 mint 之后，大家可以使用的 minter 就會(huì)越來(lái)越多。

不過(guò)，每多輸出一個(gè) minter 意味這你需要多支付一筆 utxo，出于經(jīng)濟(jì)考慮，更多的人會(huì)樂(lè)意將 minter 設(shè)置為 0，就會(huì)不可避免的讓 minter 變得通縮，這就需要一些人來(lái)進(jìn)行奉獻(xiàn)了，自愿支付多出來(lái)的 minter。

在 V2 版本，默認(rèn)是生成兩個(gè) Minter，并且兩個(gè) Minter 的狀態(tài)會(huì)盡可能相近。

交易的構(gòu)建

可能有小伙伴發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，那就是為什么可以使用 minter 的 utxo 進(jìn)行交易的構(gòu)建？想要了解這個(gè)問(wèn)題就需要對(duì)“合約”的源碼進(jìn)行分析。

1、reveal utxo

首先我們對(duì) reveal 過(guò)程中的交易進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)他使用了前一個(gè)交易的輸出 commit 作為輸入。為什么可以拿一個(gè)不是我們地址的 utxo 構(gòu)建交易的輸入呢？

按照常理，一個(gè)私鑰對(duì)應(yīng)一個(gè)公鑰，公鑰派生出地址。當(dāng)驗(yàn)證一個(gè)輸入的 utxo 是否有效的時(shí)候，一般是通過(guò)比較簽名用公鑰解密之后是否和原本的交易一致來(lái)確定。這部分的邏輯是寫(xiě)在比特幣腳本中的。所以我們可以巧妙的改寫(xiě)腳本的邏輯，在腳本中寫(xiě)的公私鑰對(duì)是我們自己地址的，這樣我們就可以控制兩個(gè)不同地址的 utxo 了。

看源碼我們就能知道發(fā)生了什么：

這里還會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，就是一個(gè)私鑰對(duì)應(yīng)一個(gè)公鑰，那么為什么生成的 commit 地址會(huì)和我們地址不一樣呢？這里從源碼中可以看到

也就是說(shuō)，我們的私鑰會(huì)根據(jù)一個(gè) ISSUE_PUBKEY 來(lái)調(diào)整公鑰，這也是 P2TR 地址的一個(gè)特性。

2、minter utxo

reveal 過(guò)程中，我們使用不同的 utxo 的作為輸入，但其實(shí)加密的密鑰是同一把，也就是部署者的私鑰。但是在 minter 階段，所有的人都可以使用這些 utxo 作為輸入，這又是怎么做到的呢？

這部分我猜測(cè)是之前說(shuō)的 OP_CAT 的能力，也就是智能合約的能力，每一個(gè) minter 就是一個(gè)智能合約。不過(guò)目前這部分的源碼沒(méi)有公開(kāi)，暫時(shí)不知道具體的實(shí)現(xiàn)是怎么樣的。

交易的狀態(tài)（V2）

在 minter 中，還保留了狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)存在兩個(gè)地方：一個(gè)是交易輸出的 OP_RETURN 中，另外就是存儲(chǔ)在智能合約中，也就是上述提到的 Minter 以及 Token。

在 OP_RETURN 中存儲(chǔ)的是當(dāng)前交易輸出狀態(tài)的 Hash，在合約中會(huì)存儲(chǔ) Token 剩余的 Mint 次數(shù)。每次 Mint 之后，新生成的 Minter 的 mint 數(shù)量會(huì)等于剩余可以 mint 的數(shù)量除以二。用圖表示：

最后打完的時(shí)候，所有 Minter 的剩余數(shù)量為 0。

回到最開(kāi)始的那張圖上，除了 Minter 是一個(gè)智能合約之外，生成的 Token 也是智能合約，也就是 CAT20。CAT20 有兩個(gè)基本的狀態(tài)：數(shù)量以及 Token 的歸屬者地址?？梢钥吹讲幌裰暗?BRC20 或者銘文，你的 CAT20 并不是在你地址的 UTXO 上。

Transfer

Transfer 的時(shí)候，構(gòu)建交易的輸入和輸出的 token 其里面的數(shù)量需要保持一致。當(dāng)然同一筆交易里面可以有多個(gè)不同的 token，只需要不同 token 的其輸入輸出的數(shù)量保持一致就行。

Burn

想要燃燒掉 Token 的話，只需要將 Token 轉(zhuǎn)到一個(gè)普通地址上即可。

總結(jié)

可以看到，所有的操作都是由用戶自己去構(gòu)建，靈活性非常大，所以在合約部分需要做很多的校驗(yàn)邏輯。目前爆出的一些漏洞也是因?yàn)樾ｒ?yàn)邏輯出現(xiàn)了疏忽。

這樣的設(shè)計(jì)可以有一些好處：

  1. 如果想要查找所有的 Token 的持有情況，只需要查一下 token 的 utxo 就行，不需要繼續(xù)往上查。

  2. 如果想要查看 mint 的當(dāng)前情況，可以搜索 OP_RETURN 中數(shù)據(jù)帶有 cat 的交易就好。

以上就是腳本之家小編給大家分享的CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議的詳細(xì)介紹了，希望大家喜歡！

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Tag：Cat20   Fractal   BTC  

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