MT Capital 研报:Stacks Nakamoto即将升级,为BTC生态注入了新的动力

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摘要:原文作者: Xinwei & 一木要点总结观察历史走势,STX 总是滞后于 BTC 走势,并且涨跌幅都大于 BTC,相比于 BTC 生态中的其他币种也相对强势。B...

原文作者: Xinwei & 一木

要点总结

  • 观察历史走势,STX 总是滞后于 BTC 走势,并且涨跌幅都大于 BTC,相比于 BTC 生态中的其他币种也相对强势。

  • BTC 减半临近,BTC 生态概念热度持续上升,Stacks 作为 BTC 生态中的龙头项目将在 Q4 迎来 Nakamoto 升级, 5 秒一次的快速出块和无需信任的 sBTC 将给 BTC 带来 DeFi 可能,预计将使 Stacks 生态进一步繁荣。

  • 在 BTC 生态概念币中,STX 上所数量最多,上了包括 Upbit 在内的所有主流交易所,也是流动性最佳的标的,可以作为指标现象级的标的观察整个 BTC 生态。

  • Stacks 利用 Proof of Transfer(PoX)共识机制,在比特币的安全性基础上实现基于 Clarity 语言的智能合约和去中心化应用,通过锁定比特币来挖矿并增强其作为比特币二层的功能,包括交易的快速处理和比特币终局性保障。

  • Stacks 生态目前 TVL 超过 1900 万美元,部署的智能合约数量超过 12 万,钱包数超过 76 万,生态项目比较完善,包括钱包、DeFi、NFT、DAO、DID、Social 等等。

引言

Stacks(STX)是一个比特币智能合约层,旨在扩展比特币的功能,使其支持智能合约和去中心化应用。

  • 目标: Stacks 的主要目标是在比特币区块链上引入智能合约功能,允许开发者构建去中心化应用程序(DApps)和智能合约,以扩展比特币的用途。

  • POX 共识: Stacks 2.0 采用 POX 共识,参与者获得的奖励是更稳定的、底层链加密货币,和新区块链的加密货币相比,底层链加密货币奖励更能激励早期参与者,这有助于吸引早期参与者,共识更强。

  • 赋能 BTC: 通过将 BTC 转化为用于构建 DApps 和智能合约的资产,增加比特币经济的活力。

  • 生态:目前 Stacks 有 79 个项目,TVL 为 2495 万美元。

一、团队背景

图片来源:Linkedin

Stacks 是一个由多个独立实体和社区组成的项目,最初由 Blockstack PBC 领导,后来更名为 Hiro Systems PBC。根据 Linkedin 最新资料,总部 NYC,团队目前有 49 人。

主要人物与职责:

Muneeb Ali:Stacks 联合创始人,Hiro CEO,拥有普林斯顿大学的计算机博士学位,专注于分布式应用的研究和开发;他曾在 TEDx 等论坛上发表演讲,传播加密数字货币、区块链,并撰写了大量相关主题的学术刊物与白皮书。Muneeb 同时也是 Trust machine 的 CEO。

Jude Nelson:Stacks 基金研究科学家,前 Hiro 工程合伙人,拥有普林斯顿大学的计算机科学博士学位,曾是 PlanetLab 的核心成员,该实验室因实现进行行星尺度实验和部署而获得了 ACM Test of Time 奖。

Aaron Blankstein:工程师,他在 2017 年获得博士学位后加入了 Blockstack 工程团队。他在普林斯顿大学和麻省理工大学学习计算机科学。其研究涵盖了多个主题,主要集中在 Web 应用程序性能,缓存算法,编译器和应用密码学上。他对 CONIKS 的研究在 2017 年获得了 Caspar Bowden 隐私增强技术奖。Emacs 使用已有 10 余年。

Mike Freedman:Hiro 技术顾问,是普林斯顿大学的分布式系统教授,为项目提供技术指导。他曾获得 Presidential Early Career (PECASE) 奖、Sloan 奖学金。他的研究衍生了多个商业产品,也部署了数百万日用户级别的系统。

Albert Wenger:Hiro 董事,同时也是 Union Square Ventures (USV)的管理合伙人。在加入 USV 之前,他曾担任 del.icio.us 的总裁,并是一位活跃的天使投资人,曾投资了公司如 Etsy 和 Tumblr。Albert 毕业于哈佛大学经济学和计算机科学专业,并拥有麻省理工大学信息技术博士学位。

JP Singh,Hiro 董事,普林斯顿大学教授和本科主任,主要研究并行计算系统和应用,曾获得 Presidential Early Career (PECASE) 奖和 Sloan 奖学金,也曾联合创办商业分析公司,FirstRain Inc.。他毕业于普林斯顿大学,并拥有斯坦福大学电机工程研究生学位以及博士学位。他同时 Trust machine 的创始人之一。

Stacks 生态中除 Hiro 外还有多个独立实体。包括 Stacks 基金、地灵科技、Freehold、New Internet Labs、密钥工作室 (Secret Key Labs)。

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图片来源:stackschina

Hiro:专注于提供和维护 Stacks 生态系统中的开发者工具

Stacks 基金(Stacks Foundation):通过治理、研发、教育和资助,支持 Stacks 生态系统发展

地灵科技(Daemon Technologies):专注于支持 Stacks 挖矿和质押(Staking)业务

密钥工作室(Secret Key Labs):专注于提供可直接参与 Stacking 的中文手机端钱包

二、资本关系

Stacks 总共进行 5 轮融资,总额$ 88 M

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资料来源:Rootdata

具体时间点与资方如下:

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资料来源:Rootdata

Trust machine:

Trust Machine 由两位普林斯顿计算机科学家(Stacks 的创始人之一 Muneeb Ali 和 Hiro 的执行董事 JP Singh)创立,他们都是比特币的忠实信徒,相信比特币层可以为比特币解锁广泛的新用例。Stacks 的创始人之一 Muneeb Ali 和 Hiro 的执行董事 JP Singh 共同创立了 Trust machine。

Trust Machines 旗下有三款产品:Leather(钱包,原名 Hiro wallet)、Console(社交平台)、LNswap

2022 年 4 月,Breyer Capital, Digital Currency Group, GoldenTree, Hivemind 和 Union Square Venture 宣布对 Trust Machine 投资$ 150 M[ 1 ]

此外, 2023 年 3 月,Trust Machine 与 Gossamer Capital 宣布对 Alex(Stacks 上最大的 dex)进行 250 万美元的投资。

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图片来源:本文作者梳理

三、发展历程与现状

发展历程

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资料来源:本文根据公开资料整理

现状

Stacks 已于 2023 年第⼀季度进⾏了最新的 v2.1 ⽹络升级,其中包括了提升堆栈(Stacking)功能、改进 Clarity 编程语⾔、内部区块链升级、增强可靠性等⽅⾯的更新。另外,还上线了 Hiro 开发者平台,使开发⼈员能够通过托管式体验在 Stacks 上构建和部署智能合约。

目前,社区正在积极筹备预计发生在 2023 Q4的 Nakamoto 升级。

Nakamoto 升级引入了一系列技术进步,与 1: 1 比特币支持资产 sBTC 的引入相结合,Stacks 将很快实现以完全去中心化的方式写入比特币。sBTC 是在 L1 和 L2 之间移动比特币的一种信任最小化的方式。此外,与早期侧链方式不同,阈值钱包由一组无权限、动态变化的实体管理的,这些实体在经济上有动力维护挂钩,他们可以随意加入或退出挂钩维护。利用这种机制,可以在比特币层发行一种资产,这种资产始终与比特币保持 1: 1 的挂钩关系。此外,Nakamoto 升级还将大幅缩短执行时间,从几分钟缩短到几秒钟。

社区此前已经开启了面向开发者的 sBTC 的试用申请开放,并积极组织社区成员学习本次升级要点与用例。

四、共识机制:POX

Stacks 最早的共识机制是 POB(proof-of-burn),由 Jude Nelson 与 Aaron Blankstein 于 2018 年底提出。

POB 允许 Stacks 矿工通过销毁加密货币而非消耗电力的方式参与竞争。与普通的工作量证明区块链相比,燃烧证明链的矿工无需专用硬件即可参与,并为网络参与者提供了更高的透明度。但是,POW,燃烧证明也是破坏性的,要求矿工销毁价值来换取区块链的安全性。

与 PoS 不同,PoB 要求用户将代币永久性地销毁,以换取挖矿权。用户通过将代币发送到一个无法取回的地址来实施"燃烧"。

挖矿权利是根据一个随机选择的过程来分配的,即使用户已经燃烧了代币,也没有绝对的保证他们会被选中来挖矿。

这个过程对于原始代币的持有者来说可能会导致代币供应减少,但它确实创建了一种与矿工之间的竞争机会。

由于 POB 燃烧的 BTC 相当于永久销毁,为了更好地平衡矿工和持币者之间的利益,同时减少对比特币网络的影响,Stacks 从 PoB 共识机制过渡到 PoX。

POX(Proof of Transfer)

POX(Proof of Transfer)是燃烧证明机制的延伸。PoX 使用已建立区块链的工作证明加密货币来确保新区块链的安全。不过,与 POB 不同的是,矿工不是烧毁加密货币,而是将承诺的加密货币转移给网络中的其他参与者。PoX 的主要特点和优势

  • 基于底层链代币的奖励:参与者获得的奖励是更稳定的、底层链加密货币,和新区块链的加密货币相比,底层链加密货币奖励更能激励早期参与者,这有助于吸引早期参与者,共识更强。

  • 初始价值设定:以为与底层链加密货币挂钩,所以新代币具有可以参考的初始价值。

  • 解决依赖价值螺旋问题:PoX 通过为参与者提供底层链加密货币激励,有助于解决新区块链可能出现的依赖价值螺旋问题。

  • 建立开发者基金:PoX 还可以用于建立开发者基金,以支持新区块链生态系统的发展。这些基金可以使用另一种加密货币,如比特币,从而不会影响新加密货币的价值。

POX 设计

参与者

  • Miners:矿工。竞价形式质押 BTC 获得下一个区块的开采权 → 挖矿 → 获得挖矿产出的 STX 代币 + 平台交易手续费

Stackers:在一定时期内锁定一定数量的 STX 的用户。设置不同周期质押 STX →自建池子或加入其他池子→提供接收奖励的地址→ 根据质押 STX 的数量获得矿工的 BTC

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    矿工挖矿机制 

    图片来源:Stacks 白皮书

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    参与者(网络维护者)激励  图片来源:Stacks 白皮书

奖励周期:在每个奖励周期中,矿工将资金转移到接收奖励的地址。每个奖励地址在奖励周期中仅接收来自矿工的一笔比特币。

参与资格:

Stacks 钱包有不少于总解锁 STX 代币的 0.02% ,此门槛会根据 Stacking 协议中的参与水平而调整;

在奖励周期开始前广播一条已签名消息,其中包括锁定相应 STX 代币的协议指定锁定期、指定接收资金的比特币地址以及投票支持 Stacks 链上的某个块。

地址有效性:参与者需要能够验证接收资金的地址,因为每个奖励周期的奖励地址都需要被确认为有效。

准备阶段和奖励共识:在奖励周期之前,参与者会经历准备阶段,其中决定了两个关键事项:

1)锚定块:在奖励周期中,**存在一个锚定块,矿工需要将其资金转移到适当的奖励地址。**这个锚定块在整个奖励周期内都是有效的。

2)奖励集合:奖励集合是将在奖励周期中接收资金的比特币地址的集合。这个集合是通过锚定块的 Stacks 链状态来确定的。

奖励地址的选择规则:不同的规则适用于奖励地址的选择,具体取决于矿工建立的区块链提示是否是锚定块的后代。如果一个矿工建立的区块链提示不是锚定块的后代,那么所有该矿工的承诺资金都必须被销毁。如果一个矿工建立的区块链提示是锚定块的后代,那么该矿工必须将承诺资金发送到奖励集合中的两个地址。

五、技术架构

L1 or L2?

Stacks 被描述为一个构建在比特币之上的智能合约层。

初始版本(2021 年发布)的 Stacks 具有与比特币L1分开的安全预算(Security budget),被视为一个独立的层(L1.5)

未来 Nakamoto 版本计划将完全依赖于比特币的哈希算力,使其成为比特币的一个完全附属层(L2),这意味着 Stacks 将由比特币的安全性来决定其交易的不可逆性。

侧链(Sidechain)?

Stacks 在某种程度上与比特币互操作,但它不符合传统侧链的定义。Stacks 的共识机制在比特币L1上运行,与比特币的最终性(finality)紧密相关,而且 Stacks 上的数据和交易被自动哈希并永久存储在比特币的区块链上。这与传统的侧链不同,它们的共识运行在侧链上,而不依赖于比特币L1,也不会将数据存储在比特币L1上。所以,Stacks 不符合传统侧链的定义。

智能合约语言——Clarity

Clarity 是一种可决策的智能合约编程语言,专为 Stacks 区块链设计,其特点如下:

1)安全性优先:Clarity 的设计着重于安全性和可预测性,以防范 Solidity 合同中的常见漏洞和攻击。它专门为了安全性而设计,旨在避免智能合同领域的常见问题。

2)解释性:Clarity 的代码是解释性的,意味着它在提交到链上时会被逐行解释执行,与其他语言(如 Solidity)需要先编译为字节码不同。这减少了编译器可能引入的漏洞,并保持了智能合同的可读性,因为 Clarity 合同的代码即执行的代码,没有编译后的字节码。

3)可决策性:Clarity 是一种可决策的语言,这意味着从代码本身,您可以确切地知道程序将做什么。这避免了问题,如"停机问题"。Clarity 确保不会在调用过程中"耗尽燃料",因为它保证程序执行会在有限的步骤内结束。

4)禁止递归调用:Clarity 的设计禁止了递归调用,这是一种可能导致合同漏洞的情况,其中一个合同调用另一个合同,再回调原合同,从而可以触发多次提取操作。

5)防止溢出和下溢:Clarity 防止了数值计算溢出和下溢的情况,这是一种常见的漏洞类型,可能导致智能合同的异常行为。

6)内置支持自定义令牌:Clarity 内置支持创建自定义可替代和不可替代令牌,这是智能合同的流行用例之一。开发人员无需担心内部资产管理,供应管理或令牌事件的发射,因为这些功能已经集成到 Clarity 语言中。

7)基于后置条件的交易保护:Clarity 支持将后置条件附加到交易,以确保交易完成后链状态按照预期方式发生变化。如果后置条件检查失败,交易将被撤销。

8)强制返回响应处理:Clarity 合同的公共调用必须返回一个响应,指示成功或失败。这有助于确保错误不会被忽略,从而提高了合同的安全性。

9)组合优于继承:Clarity 采用组合优于继承的原则,而不是像 Solidity 等语言中那样继承其他合同。开发人员可以定义特性,然后由不同的智能合同实现这些特性,这提供了更大的灵活性。

10)访问比特币基链:Clarity 智能合同可以读取比特币基链的状态,这意味着您可以在智能合同中使用比特币交易作为触发器。Clarity 还提供了许多内置函数来验证 secp 256 k 1 签名和恢复密钥。

Gaia 存储系统

Gaia 是 Stacks 区块链中的一个独特的去中心化存储系统,强调用户对数据的所有权和控制。与一些其他区块链上的不可变存储解决方案(如 IPFS 和 Arweave)不同,Gaia 专注于用户对数据的控制,而不是强调不可修改性。

Gaia 存储系统由云软件提供商上的 Hub 服务和存储资源组成。存储提供商可以是任何商业提供商,如 Azure、DigitalOcean、Amazon EC 2 等。Gaia 目前支持 S 3、Azure Blob Storage、Google Cloud Platform 和本地磁盘,但驱动模型允许支持其他后端。

Gaia 将数据存储为简单的键值存储。每当创建身份时,相应的数据存储会与该身份关联在 Gaia 上。用户登录去中心化应用程序(dApp)时,认证过程将向应用程序提供 Gaia hub 的 URL,然后 Gaia 代表该用户进行存储操作。Gaia 里会存在一个「指针」被保存到 Blockstack 链和 Atlas 子系统上。当用户使用 Blockstack 认证协议登录应用和服务时,将这个存储位置信息传递给应用程序,然后应用程序与指定位置的 Gaia 数据进行交互,也就是云存储服务提供商不能直接看到用户数据,只能看到经过加密的数据块。

Stacks 区块链仅存储身份数据,而由身份的操作创建的数据存储在 Gaia 存储系统中。每个用户都有个人资料数据,当用户与去中心化 dApp 进行交互时,该应用程序会代表用户在 Gaia 中存储应用程序数据。由于 Gaia 将用户和应用程序数据存储在区块链之外,因此 Stacks dApp 通常比其他区块链上的 dApp 性能更高。

    MT Capital 研报:Stacks Nakamoto即将升级,为BTC生态注入了新的动力

    图片来源:stacks 白皮书

以下是关于 Gaia 的一些关键特点:

用户所有权和控制:Gaia 的设计着重于用户对其数据的所有权和控制。这意味着用户可以决定数据的存储位置,并能够修改或删除其数据,这与一些其他不可变的区块链存储解决方案不同。

与 Stacks 身份的连接:Gaia 将数据的访问与用户在 Stacks 区块链上的身份相连接。这种连接使用户能够更好地管理和访问他们的数据,同时与他们的数字身份关联。

高性能和高可用性:将用户应用程序数据存储在区块链之外,可以提供更高性能和可用性,因为数据的读写不会受到区块链的性能限制。

六、重要升级

Stacks Nakamoto 升级

Nakamoto 升级引入了一系列技术进步,与 1: 1 比特币支持资产 sBTC 的引入相结合,Stacks 将很快实现以完全去中心化的方式写入比特币。sBTC 是在 L1 和 L2 之间移动比特币的一种信任最小化的方式。此外,与早期侧链方式不同,阈值钱包由一组无权限、动态变化的实体管理的,这些实体在经济上有动力维护挂钩,他们可以随意加入或退出挂钩维护。利用这种机制,可以在比特币层发行一种资产,这种资产始终与比特币保持 1: 1 的挂钩关系。此外,Nakamoto 升级还将大幅缩短执行时间,从几分钟缩短到几秒钟。

  • sBTC:提供了一种无需信任的去中心化双向锚定,将 BTC 流动性引入智能合约

  • 比特币终局性: Stacks 区块链交易一旦在 PoX(转移证明)区块下确认,即被视为不可逆转

  • 更快的区块: Stacks 区块链实现了更快的区块确认时间,每个区块的确认时间为 5 秒

七、代币经济

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