作者：姜家志，姜和平伐憾，溫隆
摘要
Bitcoin Cash（BCH）在區(qū)塊高度478,558上產(chǎn)生，一直致力于為世界帶來一種可靠的電子現(xiàn)金，履行最初的比特幣作為「點對點數(shù)字現(xiàn)金」的承諾吨娜。其具有全球無縫流通、無許可（Permissionless)創(chuàng)新等特點淘钟。在Bitcoin Cash如何實現(xiàn)發(fā)行通證（Token）宦赠，眾多的開發(fā)者已經(jīng)有過不少的研究，比如染色幣的方案Colored-Coins米母，之后Andrew Stone 提出了Enable representative tokens via OP_GROUP on Bitcoin Cash勾扭，提議增加OP_GROUP的操作碼來實現(xiàn)發(fā)Token的方案。OP_GROUP方案需要修改Bitcoin Cash的共識規(guī)則才可以實現(xiàn)铁瞒。更具體地說妙色，類似于在Ethereum網(wǎng)絡(luò)上廣受歡迎的ERC20協(xié)議所具備的那些功能。
凡是需要更改共識才能實現(xiàn)的通證發(fā)行技術(shù)提議慧耍，都不可避免地會遇到問題身辨。首先是技術(shù)上的風(fēng)險，其次是對這種風(fēng)險的顧慮常常引發(fā)技術(shù)開發(fā)社區(qū)甚至整個經(jīng)濟生態(tài)都陷入巨大的爭議蜂绎。爭議中的反對方栅表，其顧慮很可能也確實是真實的。不論這樣的爭議中誰對誰錯师枣，結(jié)果常常是有爭議的提議無法被實現(xiàn)怪瓶。這樣的困難可以被視為一種保險機制，讓具有的風(fēng)險更改很難被添加到協(xié)議之中践美，保證協(xié)議的穩(wěn)健與安全洗贰；但是，協(xié)議的創(chuàng)新就面臨了著巨大的困難陨倡。導(dǎo)致了Bitcoin Cash社區(qū)獨立的區(qū)塊擴容大爭論敛滋，曠日持久而沒有共識的產(chǎn)生，就是一個更加令人不能回避的社會心理學(xué)證據(jù)兴革。
快速活躍的創(chuàng)新绎晃，需要一種無需許可的環(huán)境蜜唾。我們也一直在探索無許可創(chuàng)新的方法，在不需要改變共識的情況下庶艾，在Bitcoin Cash的區(qū)塊鏈上實現(xiàn)智能合約袁余。經(jīng)過研究，我們關(guān)注到了OmniLayer協(xié)議咱揍，它是一種利用OP_RETURN操作碼實現(xiàn)通證發(fā)行的方案颖榜。這個方案是廣受歡迎的泰達幣（USDT）日常發(fā)行和流通的技術(shù)基礎(chǔ)。Omni Layer是運行在Bitcoin的區(qū)塊鏈之上的煤裙。Omni Layer協(xié)議采用了MIT開源許可證掩完。我們Fork了Omni Layer的協(xié)議，在Bitcoin Cash的區(qū)塊鏈上實現(xiàn)了發(fā)行通證的技術(shù)方案硼砰。我們將這種技術(shù)方案命名為Wormhole協(xié)議且蓬，協(xié)議中的原生代幣命名為Wormhole Cash。
術(shù)語
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OP_RETURNBitcoin Cash中的操作碼之一夺刑，包含這一指令的交易輸出是不可花費（Unspendable)的缅疟，節(jié)點可以安全地將其移出UTXO集合，從而不會影響UTXO集合的總體積遍愿。在2018年5月最新的BCH協(xié)議升級之后存淫，可以用來存儲220字節(jié)的元數(shù)據(jù)。 -
Wormhole協(xié)議基于Omni Layer協(xié)議實現(xiàn)的沼填，在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈上實現(xiàn)智能合約的協(xié)議規(guī)范 -
wormhole cashWormhole協(xié)議中使用的基礎(chǔ)貨幣桅咆，簡寫"WHC"。
原理
Wormhole Cash是基于Bitcoin Cash區(qū)塊鏈實現(xiàn)的坞笙，依附于Bitcoin Cash區(qū)塊鏈岩饼，在不改變現(xiàn)有BCH共識規(guī)則的情況下，使得BCH區(qū)塊鏈實現(xiàn)通證的發(fā)行薛夜、轉(zhuǎn)移和燃燒等基本功能籍茧。
交易的元數(shù)據(jù)信息被寫在OP_RETURN上√堇剑基于Wormhole協(xié)議的通證寞冯，其生成、轉(zhuǎn)移以及燃燒都需要通過Bitcoin Cash交易完成晚伙。識別OP_RETURN里的數(shù)據(jù)才能夠完成對于Token的發(fā)行吮龄，轉(zhuǎn)移和燃燒。
Wormhole協(xié)議復(fù)用了Bitcoin Cash的交易轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)咆疗，它需要識別Bitcoin Cash區(qū)塊鏈上的交易漓帚、地址以及OP_RETURN等數(shù)據(jù)。
Wormhole協(xié)議是Bitcoin Cash網(wǎng)絡(luò)共識的一個超集午磁，它識別的元數(shù)據(jù)在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈的共識協(xié)議中只是OP_RETURN數(shù)據(jù)尝抖，而Bitcoin Cash的共識規(guī)則不用理解OP_RETURN內(nèi)的數(shù)據(jù)毡们。
實現(xiàn)
Wormhole協(xié)議協(xié)議的實現(xiàn)，是通過集成到Bitcoind中實現(xiàn)的牵署。但是Bitcoin Cash本身的共識規(guī)則卻不需要做出改變漏隐，集成了Wormhole協(xié)議的Bitcoind客戶端，被稱之為Wormhole客戶端奴迅。運行Wormhole客戶端的節(jié)點就能夠識別出OP_RETURNWormhole協(xié)議。
安全和共識規(guī)則
Wormhole Cash的安全有兩層保護挺据。
第一層是Bitcoin Cash的交易安全取具，Bitcoin Cash采用POW的挖礦算法作為去中心化的時間戳服務(wù)器，該算法已經(jīng)穩(wěn)定運行將近10年扁耐，UTXO模型有以下的一些好處:
- UTXO無需維護余額
- UTXO是獨立的數(shù)據(jù)記錄單位暇检，可以提升驗證交易的速度
- UTXO模型無需關(guān)心事務(wù)問題，只關(guān)系鎖定腳本和解鎖腳本
- UTXO在處理交易的時候具有很高的性能
Wormhole協(xié)議復(fù)用了整個Bitcoin Cash中UTXO的安全模型婉称，使用了Bitcoin Cash的去中心化時間戳服務(wù)器模型块仆。
第二層保護是運行Wormhole協(xié)議的節(jié)點，不符合Wormhole協(xié)議的數(shù)據(jù)不會被Wormhole協(xié)議的節(jié)點解析王暗，每個節(jié)點都有能力通過重新解析交易數(shù)據(jù)悔据，計算出Wormhole Cash的最近的合法最終狀態(tài)。
Wormhole Cash（WHC）
Wormhole Cash(WHC)是Wormhole協(xié)議中的基礎(chǔ)貨幣俗壹，之所以引入WHC是因為：在Wormhole協(xié)議中實現(xiàn)智能合約的時候Wormhole協(xié)議層是不能控制Bitcoin Cash的科汗，這樣就無法在Wormhole協(xié)議層中實現(xiàn)事務(wù)。而且在實現(xiàn)智能合約的時候需要引入Gas作為針對網(wǎng)絡(luò)濫用的防護措施绷雏，也需要Wormhole協(xié)議存在一種原生基礎(chǔ)貨幣头滔。
WHC的生成
WHC通過燃燒生成(Proof-of-Burn)的機制生成出來的，持有BCH的用戶可以在Wormhole協(xié)議正式上線之后涎显，給bitcoincash:qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqu08dsyxz98whc 地址發(fā)送最低1個BCH來生成WHC且包含燃燒信息坤检。如果發(fā)送的BCH數(shù)量低于1BCH或者沒有包含燃燒信息，那么將不會有任何的WHC被生成期吓。這個燃燒生成的過程受制于BCH區(qū)塊鏈發(fā)生回滾的風(fēng)險早歇，出于安全考慮，協(xié)議約定需要在1,000個確認之后膘婶，才可以動用生成的WHC缺前。燃燒生成的兌換比例是，每1BCH的燃燒生成100WHC悬襟。
根據(jù)已知的密碼學(xué)理論和工程實踐經(jīng)驗衅码，bitcoincash:qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqu08dsyxz98whc地址是沒有人擁有私鑰的。在我們開始有關(guān)Wormhole協(xié)議的開發(fā)工作之前脊岳，也沒有人在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈的歷史中使用過該地址逝段。為了防范理論上存在的極端情況——未來有一種我們目前未知的方法和理論構(gòu)建出了這個地址的私鑰——BCH協(xié)議可以考慮禁止這個地址的幣被轉(zhuǎn)出用于花費垛玻。當(dāng)然，這并不屬于本文和本文作者需要關(guān)注的事項范圍奶躯。
WHC發(fā)行后帚桩，如果WHC形成了一個流通市場，那么有需要WHC的用戶嘹黔，也可以從市場上購買到WHC账嚎。
為什么沒有考慮實現(xiàn)與BCH的雙向錨定呢？這個問題自從側(cè)鏈理論被提出后儡蔓，無數(shù)的工程師醉心于雙向錨定問題的研究郭蕉。但令人遺憾的是，目前并沒有可行的雙向錨定方法喂江， 可以做到即安全又去中心化召锈，還能夠有效應(yīng)對區(qū)塊鏈不可避免的回滾風(fēng)險。伊隆·馬斯克（Elon Musk）在討論有關(guān)星際旅行時就說获询，他移民去往火星涨岁，就打算待在那里不回來了。Wormhole協(xié)議實現(xiàn)了智能合約吉嚣，具有與Bitcoin Cash較為不同的編程語言梢薪，未來還有快速演進的開發(fā)計劃。這種燃燒生成的發(fā)行方式瓦戚，與星際旅行的單程票非常相似沮尿。每一聰（satoshi）被燃燒的BCH，都需要做好單程星際航行的準(zhǔn)備较解，前往Wormhole定居畜疾，不再回來。
燃燒生成WHC的過程是不設(shè)截止時間點的印衔。
WHC的使用范圍
手續(xù)費常常是為了防止對網(wǎng)絡(luò)的濫用啡捶，或者網(wǎng)絡(luò)的使用超過了當(dāng)前技術(shù)和區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施允許的性能瓶頸。Wormhole協(xié)議中奸焙，智能合約的運行瞎暑，依靠Bitcoin Cash交易實現(xiàn)。Bitcoin Cash交易本身需要支付一定的手續(xù)費与帆，已經(jīng)可以阻遏DoS攻擊了赌，因此我們在早期運行的Wormhole協(xié)議中，轉(zhuǎn)賬不需要支付WHC做為手續(xù)費玄糟。
需要支付WHC作為手續(xù)費的情況：
- 新創(chuàng)建Token需要收1WHC的手續(xù)費勿她。手續(xù)費會被直接燃燒掉，WHC的總供給減少阵翎。創(chuàng)建Token需要消耗計算資源逢并，為了防止Wormhole節(jié)點被惡意攻擊之剧，才收取WHC手續(xù)費
- 大量地址轉(zhuǎn)賬。例如給所有擁有某種Token的地址都發(fā)送Token砍聊，這樣的操作需要遍歷所有的地址背稼，因此需要支付WHC做為手續(xù)費
- 智能合約的Gas
- 其他事務(wù)性操作，或者其他被認定為具有DoS風(fēng)險的操作類型玻蝌。
Token的發(fā)行
支付了正常的BCH交易手續(xù)費和WHC創(chuàng)建費用之后蟹肘，任何人都可以自由的在系統(tǒng)上創(chuàng)建Token。
目前俯树，WHC協(xié)議支持3種類型的Token創(chuàng)建：
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固定Token
- 創(chuàng)建后疆前，創(chuàng)建者立即自動擁有所有Token
- 不能增發(fā)，不能燃燒
- 不能發(fā)起眾籌
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可眾籌Token
- 創(chuàng)建后聘萨，自動進入眾籌
- 創(chuàng)建后，創(chuàng)建者不擁有所有Token
- 眾籌結(jié)束后童太，未眾籌完的Token自動轉(zhuǎn)到創(chuàng)建者地址
- 不能增發(fā)米辐，不能燃燒
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可管理Token
- 創(chuàng)建時，Token數(shù)量為0
- 不能眾籌
- 可以增發(fā)书释，可以燃燒
Token的轉(zhuǎn)移
創(chuàng)建后的Token和Wormhole Cash都可以進行轉(zhuǎn)賬翘贮，1對1轉(zhuǎn)賬除支付必要的BCH交易手續(xù)費外,不需要再支付任何費用，由BCH協(xié)議決定手續(xù)費多少爆惧。
1對多轉(zhuǎn)賬需除支付必要的BCH交易手續(xù)費外狸页，還需要支付一定的WHC手續(xù)費，以WHC計價和收取扯再。1對多轉(zhuǎn)賬主要在Token空投的場景下使用芍耘。收取的WHC手續(xù)費將會直接燃燒掉。
Token的燃燒
手動管理的Token支持直接燃燒熄阻，燃燒之后的Token在Wormhole協(xié)議中會顯示燃燒之后的總量
Wormhole路線圖
Wormhole協(xié)議的發(fā)展分為四個階段：Earth(初始)斋竞、Tropos(融合)、Ionize(電離)秃殉、Exophere(散逸)
Earth(初始)
Wormhole協(xié)議從Omni Layer協(xié)議分離坝初，并在BCH上實現(xiàn)智能合約的解決方案，首先聚焦于去中心化通證發(fā)行管理功能的實現(xiàn)钾军。
為了確保整個協(xié)議的安全鳄袍，并且可以盡快上線，我們在這個階段暫時不支持了Omni Layer協(xié)議中的去中心化交易功能吏恭。
Earth階段需要完成的工作:
- Wormhole Core實現(xiàn)：將Token功能移植到Bitcoin ABC 0.17.2版本上,后續(xù)會隨著Bitcoin ABC的更新而更新
- 發(fā)布Wormhole協(xié)議白皮書
預(yù)計完成時間2018年8月
Tropos(融合)
需要完成的工作:
- 基于Wormhole協(xié)議實現(xiàn)的去中心化交易所協(xié)議在經(jīng)過謹(jǐn)慎的測試之后重新上線
- Wormhole的Android錢包參考實現(xiàn)
- Wormhole的iOS錢包參考實現(xiàn)
- Wormhole的PC端錢包參考實現(xiàn)
預(yù)計完成時間2018年11月
Ionize(電離)
需要完成的工作:
- 在Wormhole協(xié)議中實現(xiàn)ERC721
- 開發(fā)Wormhole多語言實現(xiàn)SDK拗小。為了方便開發(fā)者更加簡單的在Wormhole進行開發(fā)，我們會提供解析
Wormhole的多語言SDK砸泛。 - Wormhole Cash的冷錢包解決方案
預(yù)計完成時間2019年1月
Exophere(散逸)
需要完成的工作:
- 無需許可的智能合約十籍。Omni Layer本身不是一種無許可創(chuàng)新的機制蛆封。任何新型的合約類型，都必須被合并到程序代碼之中才能夠被識別勾栗。我們會在Exophere階段惨篱，實現(xiàn)無許可的智能合約平臺。也就是說围俘，在遵守維護協(xié)議安全的必要規(guī)則后砸讳，任何開發(fā)者都可以發(fā)布智能合約到網(wǎng)絡(luò)中運行。
- 實現(xiàn)Plasma協(xié)議界牡，實現(xiàn)擴容簿寂。我們在內(nèi)部研究中，可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種有效的Plasma實現(xiàn)方法宿亡，我們在進一步研究之后將可能將其實施常遂。與此同時，Vitalik也在Twitter上宣布他們發(fā)現(xiàn)了一種Plasma的實現(xiàn)方法挽荠，我們屆時也可以考慮采用Vitalik即將發(fā)布的實現(xiàn)方法克胳。
- 新一代的智能合約虛擬機。Solidity作為將智能合約這一古老概念變?yōu)閷崿F(xiàn)的編程語言圈匆，受到了計算機專家的廣泛審視漠另。近些年也有更好的想法被提出來。我們將考慮開發(fā)一些新型編程語言的虛擬機跃赚，讓最有效率笆搓、開發(fā)者基礎(chǔ)最廣泛的計算機語言被用于構(gòu)建DApps。
預(yù)計完成時間2019年6月
總結(jié)
首先要感謝Omni Layer纬傲，他們在USDT上的廣泛應(yīng)用满败，讓我們看到了基于Bitcoin Cash可以做到更多的事情。Omni協(xié)議是一套非常完整的協(xié)議實現(xiàn)嘹锁，它完全利用了UTXO模型的特點葫录，在不更改共識和協(xié)議的情況實現(xiàn)Token的管理。在我們開發(fā)的過程Omni團隊也給予了很多的幫助领猾。同時米同，Omni Layer也秉承了開源運動的精神，采用了MIT許可證摔竿，是我們可以實現(xiàn)無許可創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)面粮。
智能合約的缺失一直是基于UTXO模型的公鏈的一大弱點，Wormhole協(xié)議可以在完全復(fù)用UTXO的安全可靠等特性的情況下继低，也可以實現(xiàn)智能合約熬苍，Wormhole協(xié)議將會給Bitcoin Cash帶來更多的可能性。
文檔歷史
- Version 0.1 WormholeCash第一期完成的內(nèi)容 2018-05-23
- Version 0.2 WormholeCash路線圖 2018-06-20
- Version 0.3 WormholeCash alpha版本 2018-07-15
參考文獻
[1] Satoshi Nakamoto. Bitcoin: A Peer-to-peer Electronic Cash System.
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf,Oct 2008.
[2] OP_RETURN https://en.bitcoin.it/wiki/OP_RETURN
[3] OmniLayer https://github.com/OmniLayer/spec
[4] ERC20 Token Standard https://theethereum.wiki/w/index.php/ERC20_Token_Standard
[5] The Colored Coins Protocol https://github.com/Colored-Coins/Colored-Coins-Protocol-Specification/wiki
[6] Andrew Stone : Enable representative tokens via OP_GROUP on Bitcoin Cash https://github.com/BitcoinUnlimited/BUIP/blob/master/077.mediawiki
[7] ERC-721 http://erc721.org/
