簡析Atomicals協議：公平與去中心化，BTC資產協議的革命進行時

作者：Howe

編輯：Faust，極客web3

從技術角度來看，目前BTC生態中的資產發行方案，可以劃分為UTXO綁定型和非UTXO綁定型兩大派系，其主要區別在於，銘文資產的數據是否直接與比特幣鏈上的UTXO相關聯。依照這種區分方式，BRC-20屬於非UTXO綁定型資產，而Atomicals協議下轄的ARC-20，則開創了UTXO綁定型資產的先河。

本文將主要從Atomicals協議帶來的新興理念與技術，及整個Atomicals生態的發展方向兩大層面，來客觀剖析Atomicals協議的歷史、現狀與未來發展。透過本文，讀者將更容易理解，為何我們將Atomicals協議稱之為「自成一派的BTC生態革命」。

圖源：https://twitter.com/okxweb3/status/1765967704282816873

正文：Atomicals協議的誕生頗有戲劇性，創始人Arthur在Ordinals協議剛發佈時，想在它之上開發一個DID項目，但在開發過程中，他發現Ordinals協議有很多局限性，不利於支持他想實現的一些特性。

於是，2023年5月29日，Arthur在推特上發布了第一條關於Atomicals協議構思的推文，經過幾個月的開發後，Atomicals協議於2023年9月17日上線。

後來， Atomicals協定衍生出Dmint、Bitwork、ARC-20、RNS等四大概念，未來也將推出AVM和分割方案。在下文中，我們將針對這些典型的產品創新展開原理解讀，幫助大家更快的理解Atomicals的創新所在。

圖片來源：https://twitter.com/atomicalsxyz/status/1761738325176553535

Bitwork：非排他的PoW

Atomicals協議把PoW加入了代幣鑄造過程，這個環節被稱為Bitwork，道理類似於比特幣挖礦，是為了限流和反女巫而設置的。

我們先看下比特幣挖礦的原理：挖礦者在本地不斷的向一個給定演算法，提供不同的輸入值，試著讓輸出值符合比特幣協議的要求。礦工可能因為撞大運，得到了符合條件的結果，此時所對應的輸出值和輸入值，就作為“投名狀”，寫進區塊裡，當做獲取挖礦獎勵的籌碼。接下來，只要這個新區塊被網路中絕大多數節點認可，挖礦者就可以獲得BTC獎勵。

在Atomicals協議的方案中，你需要執行類似的流程，得到符合限制條件的輸入輸出參數，才有資格鑄造出代幣。同樣與比特幣類似的是， Atomicals也可以動態的調節挖礦難度，比如說，協議可以事先規定：

想取得獎勵的礦工要找出一組參數，該參數輸入給定的演算法後，輸出值滿足以下條件：前4位數字均為6，第5位數字大於10（16進位），此時的限制條件相對比較寬鬆。但Atomicals協議可以週期性的變更限制條件，例如要求輸出值前5位均為6，這樣就收緊了限制條件，加大了礦工的挖礦難度。

Bitwork和比特幣挖礦之間存在著本質上的不同：比特幣挖礦是排他的，Bitwork挖礦是非排他的。例如，假設比特幣網路裡出現了第99號和100號區塊後，不同的礦池針對第101個區塊的記帳權展開競爭，最終只有一個礦池給出的101號區塊會被比特幣網路認可，其他礦池提交的區塊會“無效化”，這就是比特幣挖礦的排他性所在。

很顯然，殘酷的排他性競爭不利於個體礦工的生存，很多小礦工最終會把礦機貢獻給大礦池，由後者作為一個聚攏大量算力的“整體”，與其他礦池展開競爭，毫無疑問這會讓比特幣網路內的算力呈現出高度集中化的傾向，這一點甚至在以太坊白皮書中都有明確提及。

與比特幣挖礦截然不同，Bitwork協議下的ARC-20挖礦是非排他的，也就是說，不同礦工之間並不存在嚴格的競爭關係，只要當前Atomicals資產鑄造量沒有超過規定好的總量，礦工透過Bitwork機制給出的挖礦結果（代幣鑄造聲明），最終都會被納入協議的歷史記錄中。

讓我們想像以下場景：假設有一種ARC-20資產遵循Bitwork協議的資產開始發行，允許用戶以挖礦的形式進行鑄造，有人給的gas比較低，但參與資產鑄造的人很多，gas費立即暴漲，之前給低gas的鑄造請求會一直卡著，無法上鍊。但只要這個ARC-20資產沒被打完，那麼等gas費降下來後，這筆mint請求仍會被認可，並觸發鑄造行為。

一句話解釋下來就是： Bitwork只看資產的剩餘可鑄造量，不看鑄造請求的先後次序，而比特幣挖礦協議下，晚提交區塊的礦工，十有八九被其他礦工淘汰掉。

毫無疑問的是，Atomicals降低了礦工/資產鑄造者的參與門檻，傳統的PoW公鏈受制於巨大的挖礦難度，出塊權基本被幾大礦池壟斷，個體礦工只有極低機率能成功挖礦，而Bitwork的改良措施極大程度削弱了中心化礦池的地位，更利於個體礦工的參與，資產分發更具公平性。

考慮到PoW本身就是比PoS和ID0等方式更公平的資產分發方案，Atomicals協議又進一步增加了資產分發的公平性，既有物力資源的價值注入，又有隨機的運氣成分存在（挖礦就是撞大運的過程）。這更進一步助推了「Fair Launch」概念的發展。

ARC-20：更像染色幣而非銘文

其實，對於Atomicals協議中包含的ARC-20概念，許多人對他有誤解，認為它也是一種銘文協議。但實際上，ARC-20更接近染色幣，它將比特幣的最小分割單位sat作為基本“原子”，每個比特幣UTXO對應的Sats數量，就代表其綁定的ARC-20資產數額， 1 sat=1 Token。

在這裡我們以一種名為「TEST」的ARC-20作為案例，解釋下其運作原理。

首先，TEST的代幣發行方要確定以比特幣的哪個區塊作為TEST的“創世區塊”，把初始化資訊記錄在創世區塊的某個比特幣UTXO交易腳本中，這些初始化資訊包括代幣符號、總供應量等，這個過程實際上相當於染色，把已有的比特幣UTXO中的Sats，染色為與ARC-20相綁定的形式，這個比特幣UTXO有多少sats餘額，就相當於有多少ARC-20資產。

上述TEST代幣發行者，可以利用Taproot鎖定腳本的功能，設定一些限制條件，只有符合限制條件的人，才能從上述鎖定腳本控制的比特幣Sats中，轉走一部分Sats。前面我們提到，這些Sats都是染色過的，如果你從發行者鎖定的Sats中拿取一部分，就相當於獲取了等量的TEST代幣。

上述資產鑄造者在成功取得到TEST代幣後，可以直接把這些ARC-20代幣轉移給別人，這個過程與比特幣鏈上的正常轉帳幾乎無區別，就是把手上的比特幣UTXO分割，其中一份或幾份轉給別人，這些分割開的比特幣UTXO各自對應多少Sats餘額，就對應了多少ARC-20代幣。

基於這個特性， ARC-20代幣的轉賬，不需要像BRC-20那樣先銘刻Transfer指令相關的銘文信息，節省了轉賬成本，也減小了在BTC網絡上產生的額外數據尺寸。

歸納一下， ARC-20資產主要有部署、鑄造、轉帳三種操作：

• 部署ARC-20時，資產發行方需要設定代幣名稱、總量、難度設定、創世區塊等信息，並且配置相應的Taproot鎖定腳本。
• 用戶在鑄造ARC-20時，將Claim資訊（鑄造代幣需要提交的數據）寫入前述UTXO的鎖定腳本中，然後再取出相應的ARC-20資產（染過色的sats）。
• 之後轉移ARC-20時，用戶無需再向BTC存入任何數據，僅需將前述UXTO轉讓給其他人，接收者只要對該比特幣UTXO溯源，就可以確認它和ARC-20資產相關聯。

與RGB協議主打的「一次性密封」比較類似， ARC-20交易的安全性完全由BTC主網保證，任何人在追蹤歷史交易記錄、計算當前的ARC-20資產餘額時，不需要額外從鏈下存儲模組中讀取數據，只需要查驗那些和ARC-20染色相關的比特幣UTXO即可，這是它與BRC-20協議最大的區別，後者往往對鏈下索引器及鏈下存儲層有著很強的依賴。

 Source: https://twitter.com/blockpunk2077/status/1725513817982136617

對於ARC-20來說，我們只需要一個輕巧的索引器（或者是錢包客戶端），來幫助我們識別出比特幣鏈上觸發了哪些ARC-20資產的鑄造和轉帳。

當然，一幣一聰的設計有不可忽視的缺陷，因為比特幣主網有個為了防止「粉塵攻擊」的限制條件，單次轉帳至少要一次把546個Sats轉移給被人，也就是說，你每次把染色後的比特幣Sats轉出去，至少要轉走546個，這可能是大多數人無法接受的。另外，由於每個ARC-20代幣都要綁定到一個Sats上， ARC-20資產餘額的最小拆分精度為1，無法細分到更小的地步。

同時，我們注意到目前很多人對於ARC-20索引器與BRC-20索引器之間的差異仍很模糊，這裡著重解釋一下：

• ARC-20索引器比BRC-20索引器更簡潔輕巧。我們可以將BRC-20當作一張紙質的支票，把ARC-20當作一枚硬質的硬幣。 BRC-20的標準使得使用者可以在這張支票中填寫任意數量的BRC-20資產，這也是為什麼BRC-20協議會採用3種不同的索引交易來確保BRC-20資產的準確性和安全性；而ARC-20無論怎麼交易，它都像是在直接把現成的硬幣轉讓出去，我們在計算ARC-20資產的餘額時，會比計算BRC-20資產的餘額容易很多，ARC-20索引器的工作量會比BRC-20索引器少很多。
• ARC-20交易索引在資產合併方面比BRC-20交易索引更方便。我們可以簡單理解為：BRC-20的資產合併是將3張$1000價值的支票，用新的一張支票寫入$3000價值來代替，但原先的3張支票理論上要被銷毀，但因為已被記錄到鏈上，無法直接抹去，從而造成數據污染；很多時候從交易所提幣總會遇到一些莫名其妙的銘文。

而ARC-20的資產合併，是將3枚硬幣打包為一筆交易發送出去，很多時候從交易所提幣總會遇到一些莫名其妙的銘文，但是ARC-20交易索引就不會污染sats的數據，因為他在工作流程上就不一樣。

Dmint：NFT發行的新方式

在Atomicals協議中，NFT集合被稱為「容器」（Containers），採用一種稱為「Dmint」的去中心化方式來發行。遵循Dmint協議的NFT發行，具體流程分為四個步驟：NFT資料準備、配置容器、驗證NFT專案、鑄造NFT。

對NFT專案方而言，工作重點可集中在NFT發行前的準備工作，需要歸集所有NFT的資料、設定Dmint資料等。同時，遵循Dmint協議的NFT發行方，會把全部的NFT資料匯總建構成一棵Merkle Tree，這棵樹的Merkle root會發佈在鏈上，完整的NFT元資料則都保存在鏈下。

當NFT鑄造者選定要鑄造的NFT後，會獲知其鏈下元數據，之後鑄造者向外界出示Merkle Proof，證明自己獲知的NFT數據，的確與發行方最初構建的Merkle Tree相關聯，也就是說存在於NFT發行方對外聲明的NFT資料集中。

在鑄造NFT的過程中， Atomicals協議為專案的創始團隊提供了高級選項，例如設定mint支付規則、允許NFT鑄造者鑄造一些限量版的NFT，這不僅需要透過前述Bitwork的方式來鑄造，還必須向指定地址支付一些代幣才能生效。

 Source：https://docs.atomicals.xyz/collection-containers/dmint-guide

可以說，在結合了Bitwork之後，Dmint為比特幣鏈上的NFT引入了去中心化鑄造機制，此時所有鑄造者都需要透過「挖礦」的方式，以抽彩券的形式持續參與NFT鑄造過程，腳本科學家靠著自動化程式碼發起泛洪交易的方式，很難行得通。

有了Bitwork和Dmint協議的結合，比特幣生態內無論是同質化代幣，或是非同質化代幣，都有了Fair Launch的土壤。

透過Dmint，Atomicals協議加強了NFT的安全性與唯一性，提供靈活的管理選項，專案方能夠在比特幣區塊鏈上自由控制其NFT集合。這不僅為創作者開闢了客製化選項，滿足多樣化的創意需求，也為數位資產的鑄造、轉移與更新提供了便捷的鏈上操作解決方案，大大增強了靜態和動態數位資產的靈活性。

此外， Dmint引入的Bitwork挖礦機制，為所有人提供了平等的一次性鑄造機會，從根本上消除了腳本自動化鑄造的可能性，以及與gas費相關的市場競爭。

RNS：域名的無限拓展

本文之前曾提到，Arthur最初想在Ordinals生態上做DID項目，這個項目就是RNS — Realm Name System，又稱為領域（Realm）。

Realm的名稱以加號+開頭，並且至少有一個字母字符，例如+alice和+agent007，它們都是有效的DID標識符。對比傳統域名以及ENS來說，Realm在保留去中心化的前提下，具有更高的可擴展性和靈活性。

現今的網域服務或DID專案具有很大限制，提供的網域大多用於指稱單一物件（即網站/錢包位址等），使用者無法對其進行更深層地擴展。例如，Alice擁有Alice.com 域名，該域名的作用僅限於通過添加不同的前綴如blog.Alice.com，來代表鏈接不同的網站或個人信息，無法對該域名不斷向下擴展，如Alice.com .blog.text 這種具備更多場景的網域形態。

這裡我們將Alice.com/blog/text與Alice.com.blog.text這兩個不同形態的網域進行更深入的比較。如Alice.com/blog/text1和Alice.com/blog/text2 ，單指打開Alice 房間裡的部落格日記的第一頁/第二頁；

而Alice.com.blog.text1和Alice.com.blog.text2，可以對應兩種理解方法：

1.打開兩個不同房間裡兩本不同的部落格筆記

2.打開Alice 房間裡的部落格日記的不同兩頁。

我們可以發現傳統的「/」模式，一開始就將操作空間限定的很狹窄，而Realm網域所使用的子領域模式，則沒有這種限制。

Realm域名協議，允許任何用戶在任何Realm域名下發行子域名(SubRealm)，透過分層/分級的方式來管理域名生態，並將其代幣化。具體規則如下：

• 任何一個Realm或SubRealm都可以發布SubRealm
• 所有SubRealm都可以繼承相同的特點，並基於SubRealm發布其SubRealm
• 所有人都是他們擁有的Realm的註冊者，不存在中心化的網域管理機構

理論上，SubRealm的擴展次數是沒有限制的，這使得Realm域名系統的想像空間及其巨大。舉個例子，我們可以把頂級Realm域名當成貼吧社區，一級SubRealm可以是各種類型的帖子，而之後的二級SubRealm則是對應帖子下的回复……如此一來，Realm域名系統可能帶來一場域名應用的革命，它將賦能域名應用並帶來更高的可擴展性。

 Source：https://twitter.com/atomicalsxyz/status/1761744365448274371

AVM：潛在的一匹黑馬

Atomicals協議自出世以來，其野心不止於資產發行。經過半年左右的發展，符合Atomicals協議的資產已越來越多，這延伸出了新的問題——如何為資產提供更豐富的使用場景，以增強其流動性，並在功能性上進行更多拓展。

眾所周知，比特幣不支援圖靈完備的程式語言，很難在其之上建立複雜的DAPP。 Arthur受BitVM的思想啟發，以及對Atomicals協議的發展顧慮，提出了AVM的想法，雖然AVM具體細節仍未公佈，但市場對其預期很高。

根據Arthur的看法，AVM主要是為了支援Bitcoin網路中複雜邏輯的實現，例如解決ARC-20「一幣一聰」 無法拆分等問題。此外，目前市面上的比特幣擴容方案基本上都存在各種問題，我們期待AVM的發布能為BTC生態帶來更多活力。

據Arthur透露，樂觀的情況下，可以在比特幣減半前將AVM第一個beta版本發佈出來，屆時我們將對其進行進一步的詳細解讀。

Atomicals協議生態總結：機會即將湧現

無論是BRC-20等銘文協議，還是Atomicals生態，在經歷幾波高潮後都陷入了冷靜期。但我們發現，BTC上的資產發行與以往在以太坊上的資產發行，有很大不同，這兩個生態更多是去中心化和中心化的區別。

現有的BTC上的資產讓「Fair Launch」的概念流行起來，Atomicals協議透過Bitwork、Dmint、無預挖、無分配的方式，增加了市場用戶對專案資產的信任，減少了專案方對資產的直接操縱。某種程度來看，這其實就是中心化與去中心化的愛恨情仇。

中心化專案方在前期發展中效率更高，反應更靈敏，如果操縱得當就很容易成功；而去中心化專案因追求更高的公平性和分散化，在專案推動、行銷等方面更需要社區的自發性行動，前期發展可能阻力很大，但一旦挺過艱難期，很快就會把中心化計畫甩在身後。

Atomicals生態亦是如此，下圖是目前已上線和正開發中的Atomicals生態計畫。即使現在整個BTC資產市場較為冷清，Atomicals協議的發展仍在早期，仍有不少計畫選擇積極接觸Atomicals生態，這源自於社群成員對Atomicals生態的強大信心。

而這些強大信心的來源，一方面來自於Ordinals協議、BRC-20協議所引出的「Fair Launch」熱潮，另一方面來自這場野草叢生的去中心化實驗所帶來的美好願景。

我們相信，隨著之後AVM的發布，Atomicals協議能夠在Bitcoin Layer1上實現可編程性，發展出更多基於AVM的應用，為整個比特幣生態書寫嶄新的篇章。