Atomicals协议深度解析：比特币资产协议的创新与未来发展

导语：2024年3月9日，BRC-20这一实验性资产协议迎来了它的一周年纪念日。短短一年间，从Ordinals协议的诞生到BRC-20协议的发布，再到随后的”铭文之夏”和新兴协议的持续涌现，原本沉寂的BTC生态焕发出前所未有的活力。

从技术层面来看，当前BTC生态中的资产发行方案主要分为UTXO绑定型和非UTXO绑定型两大类别，其核心区别在于铭文资产数据是否直接与比特币链上的UTXO相关联。在这种分类体系下，BRC-20属于非UTXO绑定型资产，而Atomicals协议下的ARC-20则开创了UTXO绑定型资产的先河。

本文将深入探讨Atomicals协议带来的创新理念和技术突破，同时分析整个Atomicals生态的发展趋势，客观解读该协议的历史沿革、现状及未来前景。通过本文的阐述，读者将更清晰地理解为何我们将Atomicals协议誉为”BTC生态中独树一帜的革命性创新”。

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

Atomicals协议的诞生颇具戏剧性。创始人Arthur最初在Ordinals协议发布后，计划在其基础上开发一个DID项目。但在开发过程中，他发现Ordinals协议存在诸多限制，难以支持他想要实现的某些特性。

2023年5月29日，Arthur在推特上发布了第一条关于Atomicals协议构想的推文。经过数月的开发，Atomicals协议最终于2023年9月17日正式上线。此后，该协议逐步发展出Dmint、Bitwork、ARC-20和RNS等四大核心概念，未来还将推出AVM和拆分方案。在下文中，我们将深入解析这些创新产品的技术原理，帮助读者更好地理解Atomicals协议的独特之处。

图片来源：https://twitter.com/atomicalsxyz/status/1761738325176553535

Bitwork机制在Atomicals协议中扮演着重要角色，它将PoW（工作量证明）引入了代币铸造过程。这一设计类似于比特币挖矿，主要用于流量控制和防止女巫攻击。要理解Bitwork的工作原理，我们可以先回顾比特币挖矿的基本原理：矿工不断向特定算法提供不同的输入值，试图使输出值满足协议要求。当某个矿工幸运地找到符合条件的参数组合时，这些输入输出值就会被写入新区块，作为获取挖矿奖励的凭证。只要这个新区块获得网络大多数节点的认可，矿工就能获得相应的BTC奖励。

（比特币挖矿的简易原理图）

在Atomicals协议中，用户需要执行类似的流程来获取铸造代币的资格。与比特币类似，Atomicals也能动态调整挖矿难度。例如，协议可以预先设定：矿工需要找到一组参数，使其经过特定算法处理后，输出值满足前4位均为6，第5位大于10（16进制）的条件。这种设定相对宽松。但协议可以定期调整条件，比如要求输出值前5位均为6，这样就提高了挖矿难度。

（Bitwork条件示例图）

Bitwork与比特币挖矿存在本质区别：比特币挖矿具有排他性，而Bitwork挖矿则是非排他的。举例来说，当比特币网络中出现第99和100号区块后，不同矿池会竞争第101号区块的记账权，最终只有一个矿池提交的区块会被网络认可，其他矿池的区块将失效，这就是比特币挖矿的排他性体现。

这种残酷的竞争环境不利于个体矿工的生存，导致小矿工纷纷将算力贡献给大型矿池，使比特币网络的算力呈现高度集中化趋势，这一点甚至在以太坊白皮书中都有明确提及。

与比特币挖矿截然不同，Bitwork协议下的ARC-20挖矿是非排他的。这意味着矿工之间不存在直接竞争关系，只要当前Atomicals资产的铸造量未超过预设总量，所有通过Bitwork机制提交的铸造声明都会被协议记录。设想这样一个场景：某种遵循Bitwork协议的ARC-20资产开始发行，允许用户通过挖矿形式铸造。如果有人设置了较低的gas费用，而参与铸造的人数激增导致gas费用飙升，那么之前设置低gas的铸造请求可能会被暂时搁置。但只要该ARC-20资产尚未全部铸造完毕，当gas费用回落时，这些请求仍会被认可并执行。

简而言之，Bitwork机制只关注资产的剩余可铸造量，而不考虑铸造请求的先后顺序。这与比特币挖矿形成鲜明对比，在比特币网络中，延迟提交的区块很可能会被其他矿工淘汰。

毫无疑问，Atomicals协议显著降低了矿工/资产铸造者的参与门槛。传统PoW公链受限于高难度挖矿环境，出块权基本被几大矿池垄断，个体矿工成功挖矿的概率极低。而Bitwork的改进设计有效削弱了中心化矿池的优势，更有利于个体矿工参与，使资产分发更具公平性。

考虑到PoW本身就是比PoS和ID0等方式更公平的资产分发方案，Atomicals协议进一步提升了资产分发的公平性。它既包含物理资源的价值注入，又保留了随机运气成分（挖矿本质上就是概率事件）。这种设计极大地推动了”公平启动”（Fair Launch）理念的发展。

关于Atomicals协议中的ARC-20概念，许多人存在误解，认为它也是一种铭文协议。但实际上，ARC-20更接近于染色币的概念。它将比特币的最小单位sat作为基本”原子”，每个比特币UTXO对应的Sats数量即代表其绑定的ARC-20资产数量，遵循1 sat=1 Token的比例。

以名为”TEST”的ARC-20为例，我们可以解释其运作原理。首先，TEST的代币发行方需要确定以比特币的哪个区块作为创世区块，并将初始化信息（包括代币符号、总供应量等）记录在该区块的某个UTXO交易脚本中。这个过程实际上是对已有比特币UTXO中的Sats进行”染色”，将其与ARC-20资产绑定。该UTXO中的sats余额即代表对应的ARC-20资产数量。

TEST代币发行者可以利用Taproot锁定脚本设置特定条件，只有满足这些条件的用户才能从锁定的比特币Sats中转移部分余额。由于这些Sats都已”染色”，转移sats就相当于获取等量的TEST代币。

成功获取TEST代币后，持有者可以直接将这些ARC-20代币转移给他人。这个过程与比特币链上的常规转账几乎无异，只需将持有的比特币UTXO分割，并将部分转给接收方。分割后的UTXO对应的sats余额即代表转移的ARC-20代币数量。

基于这一特性，ARC-20代币转账无需像BRC-20那样预先铭刻Transfer指令相关的铭文信息，不仅节省了转账成本，也减少了在BTC网络上产生的额外数据量。

总结来看，ARC-20资产主要涉及三种操作：部署、铸造和转账。部署ARC-20时，发行方需要设置代币名称、总量、难度参数、创世区块等信息，并配置相应的Taproot锁定脚本。用户在铸造ARC-20时，需将Claim信息写入前述UTXO的锁定脚本，然后取出相应的染色sats。转移ARC-20时，用户无需向BTC链存入任何数据，只需转让相关UTXO即可，接收者通过追溯该比特币UTXO的历史即可确认其关联的ARC-20资产。

与RGB协议的”一次性密封”设计类似，ARC-20交易的安全性完全由BTC主网保障。任何人在追踪交易记录或计算当前ARC-20余额时，都不需要额外从链下存储读取数据，只需查验那些与ARC-20染色相关的比特币UTXO即可。这是ARC-20与BRC-20协议最显著的区别，后者通常高度依赖链下索引器和存储层。

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

对于ARC-20来说，我们只需要一个轻量级的索引器（或钱包客户端）来识别比特币链上触发的ARC-20资产铸造和转账。然而，一币一聪的设计也存在明显缺陷。由于比特币主网为防止”粉尘攻击”设定了限制条件，单次转账至少需要转移546个Sats。这意味着每次转移染色sats时，至少要转出546个，这对许多用户来说可能难以接受。此外，由于每个ARC-20代币都必须绑定一个Sat，其最小拆分精度为1，无法进行更细粒度的划分。

值得注意的是，目前许多人对ARC-20索引器与BRC-20索引器的区别仍存在模糊认识。这里需要特别说明：ARC-20索引器比BRC-20索引器更加简洁轻便。我们可以将BRC-20比作纸质支票，而ARC-20则是硬质硬币。BRC-20标准允许用户在支票上填写任意数量的资产，因此需要采用三种不同的索引交易来确保准确性和安全性；而ARC-20的交易更像是直接转让现成的硬币，计算余额要简单得多，ARC-20索引器的工作量也相应减少。

在资产合并方面，ARC-20交易索引比BRC-20更加便捷。BRC-20的资产合并相当于用一张3000美元的支票替代三张1000美元的支票，但原始支票虽理论上应被销毁，却因已记录在链上而无法真正抹去，造成数据污染。这也是为什么从交易所提币时经常会遇到奇怪铭文的原因。相比之下，ARC-20的资产合并是将三枚硬币打包成一笔交易发送，不会污染sats数据，因为其工作流程本身就完全不同。

Dmint：NFT发行的创新模式

在Atomicals协议中，NFT集合被称为”容器”(Containers)，采用名为”Dmint”的去中心化方式发行。遵循Dmint协议的NFT发行流程分为四个步骤：NFT数据准备、容器配置、NFT项目验证和NFT铸造。

对于NFT项目方来说，工作重点集中在发行前的准备工作，包括收集所有NFT数据、配置Dmint数据等。同时，遵循Dmint协议的NFT发行方会将所有NFT数据汇总构建成一棵Merkle树，该树的Merkle根会发布在链上，而完整的NFT元数据则保存在链下。

当NFT铸造者选定要铸造的NFT后，会获得其链下元数据。铸造者随后向外界出示Merkle证明，证实其获得的NFT数据确实与发行方最初构建的Merkle树相关联，即属于NFT发行方声明的数据集。

在NFT铸造过程中，Atomicals协议为项目团队提供了高级选项，如设置mint支付规则、允许铸造者铸造限量版NFT等。这些操作不仅需要通过Bitwork机制完成，还要求向指定地址支付代币才能生效。

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

可以说，通过与Bitwork的结合，Dmint为比特币链上的NFT引入了去中心化铸造机制。在这种模式下，所有铸造者都需要通过”挖矿”方式，以抽奖形式参与NFT铸造过程，有效防止了脚本科学家利用自动化代码发起泛洪攻击。Bitwork和Dmint协议的结合，为比特币生态中的同质化和非同质化代币都创造了公平启动的环境。

Dmint不仅增强了NFT的安全性和唯一性，还提供了灵活的管理选项，使项目方能够在比特币区块链上自主控制其NFT集合。这为创作者开辟了定制化途径，满足多样化的创意需求，同时为数字资产的铸造、转移和更新提供了便捷的链上操作方案，极大提升了静态和动态数字资产的灵活性。此外，Dmint引入的Bitwork挖矿机制为所有人提供了平等的铸造机会，从根本上消除了脚本自动化铸造和gas费市场竞争的可能性。

RNS：域名系统的无限可能

前文提到，Arthur最初计划在Ordinals生态上开发DID项目，这个项目就是RNS（Realm Name System），又称领域(Realm)。Realm名称以加号+开头，至少包含一个字母字符，例如+alice和+agent007都是有效的DID标识符。与传统域名和ENS相比，Realm在保持去中心化的同时，具备更高的可扩展性和灵活性。

当前的域名服务或DID项目存在很大局限性，提供的域名大多只能指向单一对象（如网站或钱包地址），用户难以进行更深层次的扩展。例如，Alice拥有Alice.com域名，该域名只能通过添加不同前缀（如blog.Alice.com）来指向不同网站或个人页面，无法实现像Alice.com.blog.text这样具有更多应用场景的域名形态。

比较Alice.com/blog/text与Alice.com.blog.text这两种域名形态，我们可以发现：前者如Alice.com/blog/text1和Alice.com/blog/text2仅表示打开Alice博客日记的不同页面；而后者Alice.com.blog.text1和Alice.com.blog.text2则有两种理解方式：1)打开两个不同房间中的不同博客笔记；2)打开Alice房间中博客日记的不同页面。显然，传统的”/”模式从一开始就限定了操作空间，而Realm域名采用的子领域模式则没有这种限制。

Realm域名协议允许任何用户在任意Realm域名下发行子域名(SubRealm)，通过分层/分级方式管理域名生态，并将其代币化。具体规则包括：任何Realm或SubRealm都可以发布SubRealm；所有SubRealm都能继承相同特性并基于此发布自己的SubRealm；每个用户都是其拥有Realm的注册者，不存在中心化的域名管理机构。

理论上，SubRealm的扩展次数没有限制，这使Realm域名系统的想象空间变得极其广阔。举例来说，我们可以将顶级Realm域名视为贴吧社区，一级SubRealm作为各类帖子，二级SubRealm则是对应帖子的回复…这种结构表明，Realm域名系统可能引发一场域名应用的革命，赋予域名更高的可扩展性和应用潜力。

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

AVM：潜力无限的黑马

Atomicals协议自诞生之日起，其抱负就不限于资产发行。经过约半年的发展，符合该协议的资产数量持续增长，这引发了一个新问题：如何为这些资产提供更丰富的应用场景以增强流动性，并在功能性上实现更多突破。

众所周知，比特币不支持图灵完备的编程语言，难以在其上构建复杂的DAPP。受BitVM思想启发，并出于对Atomicals协议发展的考虑，Arthur提出了AVM构想。虽然AVM的具体细节尚未公布，但市场对其抱有很高期望。

根据Arthur的观点，AVM主要用于支持比特币网络中复杂逻辑的实现，比如解决ARC-20″一币一聪”不可拆分等问题。此外，目前市面上的比特币扩容方案大多存在各种问题，我们期待AVM的发布能为