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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(lái)一種可靠的電子現(xiàn)金，履行最初的比特幣作為「點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字現(xiàn)金」的承諾。其具有全球無(wú)縫流通、無(wú)許可（Permissionless)創(chuàng)新等特點(diǎn)。在Bitcoin Cash如何實(shí)現(xiàn)發(fā)行通證（Token），眾多的開(kāi)發(fā)者已經(jīng)有過(guò)不少的研究，比如染色幣的方案Colored-Coins，之后Andrew Stone 提出了Enable representative tokens via OP_GROUP on Bitcoin Cash，提議增加OP_GROUP的操作碼來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)Token的方案。OP_GROUP方案需要修改Bitcoin Cash的共識(shí)規(guī)則才可以實(shí)現(xiàn)。更具體地說(shuō)，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(shí)才能實(shí)現(xiàn)的通證發(fā)行技術(shù)提議，都不可避免地會(huì)遇到問(wèn)題。首先是技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)，其次是對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn)的顧慮常常引發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)社區(qū)甚至整個(gè)經(jīng)濟(jì)生態(tài)都陷入巨大的爭(zhēng)議。爭(zhēng)議中的反對(duì)方，其顧慮很可能也確實(shí)是真實(shí)的。不論這樣的爭(zhēng)議中誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，結(jié)果常常是有爭(zhēng)議的提議無(wú)法被實(shí)現(xiàn)。這樣的困難可以被視為一種保險(xiǎn)機(jī)制，讓具有的風(fēng)險(xiǎn)更改很難被添加到協(xié)議之中，保證協(xié)議的穩(wěn)健與安全。但是，協(xié)議的創(chuàng)新就面臨著巨大的困難。導(dǎo)致了Bitcoin Cash社區(qū)獨(dú)立的區(qū)塊擴(kuò)容大爭(zhēng)論，曠日持久而沒(méi)有共識(shí)的產(chǎn)生，就是一個(gè)更加令人不能回避的社會(huì)心理學(xué)證據(jù)。

快速活躍的創(chuàng)新，需要一種無(wú)需許可的環(huán)境。我們也一直在探索無(wú)許可創(chuàng)新的方法，在不需要改變共識(shí)的情況下，在Bitcoin Cash的區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn)智能合約。經(jīng)過(guò)研究，我們關(guān)注到了OmniLayer協(xié)議，它是一種利用OP_RETURN操作碼實(shí)現(xiàn)通證發(fā)行的方案。這個(gè)方案是廣受歡迎的泰達(dá)幣（USDT）日常發(fā)行和流通的技術(shù)基礎(chǔ)。Omni Layer是運(yùn)行在Bitcoin的區(qū)塊鏈之上的。Omni Layer協(xié)議采用了MIT開(kāi)源許可證。我們Fork了Omni Layer的協(xié)議，在Bitcoin Cash的區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn)了發(fā)行通證的技術(shù)方案。我們將這種技術(shù)方案命名為Wormhole協(xié)議，協(xié)議中的原生代幣命名為Wormhole Cash。

術(shù)語(yǔ)

OP_RETURN Bitcoin Cash中的操作碼之一，包含這一指令的交易輸出是不可花費(fèi)（Unspendable)的，節(jié)點(diǎn)可以安全地將其移出UTXO集合，從而不會(huì)影響UTXO集合的總體積。在2018年5月最新的BCH協(xié)議升級(jí)之后，可以用來(lái)存儲(chǔ)220字節(jié)的元數(shù)據(jù)。

Wormhole協(xié)議 基于Omni Layer協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn)智能合約的協(xié)議規(guī)范。

wormhole cash Wormhole協(xié)議中使用的基礎(chǔ)貨幣，簡(jiǎn)寫(xiě)"WHC"。

原理

Wormhole Cash是基于Bitcoin Cash區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)的，依附于Bitcoin Cash區(qū)塊鏈，在不改變現(xiàn)有BCH共識(shí)規(guī)則的情況下，使得BCH區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)通證的發(fā)行、轉(zhuǎn)移和燃燒等基本功能。

交易的元數(shù)據(jù)信息被寫(xiě)在OP_RETURN上。基于Wormhole協(xié)議的通證，其生成、轉(zhuǎn)移以及燃燒都需要通過(guò)Bitcoin Cash交易完成。識(shí)別OP_RETURN里的數(shù)據(jù)才能夠完成對(duì)于Token的發(fā)行，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)，它需要識(shí)別Bitcoin Cash區(qū)塊鏈上的交易、地址以及OP_RETURN等數(shù)據(jù)。

Wormhole協(xié)議是Bitcoin Cash網(wǎng)絡(luò)共識(shí)的一個(gè)超集，它識(shí)別的元數(shù)據(jù)在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈的共識(shí)協(xié)議中只是OP_RETURN數(shù)據(jù)，而B(niǎo)itcoin Cash的共識(shí)規(guī)則不用理解OP_RETURN內(nèi)的數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)

Wormhole協(xié)議協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)集成到Bitcoind中實(shí)現(xiàn)的。但是Bitcoin Cash本身的共識(shí)規(guī)則卻不需要做出改變，集成了Wormhole協(xié)議的Bitcoind客戶端，被稱之為Wormhole客戶端。運(yùn)行Wormhole客戶端的節(jié)點(diǎn)就能夠識(shí)別出OP_RETURNWormhole協(xié)議。

安全和共識(shí)規(guī)則

Wormhole Cash的安全有兩層保護(hù)。

第一層是Bitcoin Cash的交易安全，Bitcoin Cash采用POW的挖礦算法作為去中心化的時(shí)間戳服務(wù)器，該算法已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行將近10年，UTXO模型有以下的一些好處:

UTXO無(wú)需維護(hù)余額

UTXO是獨(dú)立的數(shù)據(jù)記錄單位，可以提升驗(yàn)證交易的速度

UTXO模型無(wú)需關(guān)心事務(wù)問(wèn)題，只關(guān)系鎖定腳本和解鎖腳本

UTXO在處理交易的時(shí)候具有很高的性能

Wormhole協(xié)議復(fù)用了整個(gè)Bitcoin Cash中UTXO的安全模型，使用了Bitcoin Cash的去中心化時(shí)間戳服務(wù)器模型。

第二層保護(hù)是運(yùn)行Wormhole協(xié)議的節(jié)點(diǎn)，不符合Wormhole協(xié)議的數(shù)據(jù)不會(huì)被Wormhole協(xié)議的節(jié)點(diǎn)解析，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有能力通過(guò)重新解析交易數(shù)據(jù)，計(jì)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，只所以引入WHC是因?yàn)椋涸赪ormhole協(xié)議中實(shí)現(xiàn)智能合約的時(shí)候Wormhole協(xié)議層是不能控制Bitcoin Cash的，這樣就無(wú)法在Wormhole協(xié)議層中實(shí)現(xiàn)事務(wù)。而且在實(shí)現(xiàn)智能合約的時(shí)候需要引入Gas作為針對(duì)網(wǎng)絡(luò)濫用的防護(hù)措施，也需要Wormhole協(xié)議存在一種原生基礎(chǔ)貨幣。

WHC的生成

WHC通過(guò)燃燒生成(Proof-of-Burn)的機(jī)制生成出來(lái)的，持有BCH的用戶可以在Wormhole協(xié)議正式上線之后，給bitcoincash:qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqu08dsyxz98whc 地址發(fā)送最低1個(gè)BCH來(lái)生成WHC。如果發(fā)送的BCH數(shù)量低于1BCH，那么將不會(huì)有任何的WHC被生成。這個(gè)燃燒生成的過(guò)程受制于BCH區(qū)塊鏈發(fā)生回滾的風(fēng)險(xiǎn)，出于安全考慮，協(xié)議約定需要在1,000個(gè)確認(rèn)之后，才可以動(dòng)用生成的WHC。燃燒生成的兌換比例是，每1BCH的燃燒生成100WHC。

根據(jù)已知的密碼學(xué)理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，bitcoincash:qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqu08dsyxz98whc地址是沒(méi)有人擁有私鑰的。在我們開(kāi)始有關(guān)Wormhole協(xié)議的開(kāi)發(fā)工作之前，也沒(méi)有人在Bitcoin Cash區(qū)塊鏈的歷史中使用過(guò)該地址。為了防范理論上存在的極端情況——未來(lái)有一種我們目前未知的方法和理論構(gòu)建出了這個(gè)地址的私鑰——BCH協(xié)議可以考慮禁止這個(gè)地址的幣被轉(zhuǎn)出用于花費(fèi)。當(dāng)然，這并不屬于本文和本文作者需要關(guān)注的事項(xiàng)范圍。

WHC發(fā)行后，如果WHC形成了一個(gè)流通市場(chǎng)，那么有需要WHC的用戶，也可以從市場(chǎng)上購(gòu)買到WHC。

為什么沒(méi)有考慮實(shí)現(xiàn)與BCH的雙向錨定呢？這個(gè)問(wèn)題自從側(cè)鏈理論被提出后，無(wú)數(shù)的工程師醉心于雙向錨定問(wèn)題的研究。但令人遺憾的是，目前并沒(méi)有可行的雙向錨定方法， 可以做到即安全又去中心化，還能夠有效應(yīng)對(duì)區(qū)塊鏈不可避免的回滾風(fēng)險(xiǎn)。伊隆·馬斯克（Elon Musk）在討論有關(guān)星際旅行時(shí)就說(shuō)，他移民去往火星，就打算待在那里不回來(lái)了。Wormhole協(xié)議實(shí)現(xiàn)了智能合約，具有與Bitcoin Cash較為不同的編程語(yǔ)言，未來(lái)還有快速演進(jìn)的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。這種燃燒生成的發(fā)行方式，與星際旅行的單程票非常相似。每一聰（satoshi）被燃燒的BCH，都需要做好單程星際航行的準(zhǔn)備，前往Wormhole定居，不再回來(lái)。

燃燒生成WHC的過(guò)程是不設(shè)截止時(shí)間點(diǎn)的。

WHC的使用范圍

手續(xù)費(fèi)常常是為了防止對(duì)網(wǎng)絡(luò)的濫用，或者網(wǎng)絡(luò)的使用超過(guò)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，智能合約的運(yùn)行，依靠Bitcoin Cash交易實(shí)現(xiàn)。Bitcoin Cash交易本身需要支付一定的手續(xù)費(fèi)，已經(jīng)可以阻遏DoS攻擊，因此我們?cè)谠缙谶\(yùn)行的Wormhole協(xié)議中，轉(zhuǎn)賬不需要支付WHC做為手續(xù)費(fèi)。

需要支付WHC作為手續(xù)費(fèi)的情況：

1. 新創(chuàng)建Token需要收1WHC的手續(xù)費(fèi)。手續(xù)費(fèi)會(huì)被直接燃燒掉，WHC的總供給減少。創(chuàng)建Token需要消耗計(jì)算資源，為了防止Wormhole節(jié)點(diǎn)被惡意攻擊，才收取WHC手續(xù)費(fèi)

2. 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，這樣的操作需要遍歷所有的地址，因此需要支付WHC做為手續(xù)費(fèi)

3. 智能合約的Gas

4. 其他事務(wù)性操作，或者其他被認(rèn)定為具有DoS風(fēng)險(xiǎn)的操作類型。

Token的發(fā)行

支付了正常的BCH交易手續(xù)費(fèi)和WHC創(chuàng)建費(fèi)用之后，任何人都可以自由的在系統(tǒng)上創(chuàng)建Token。

目前，WHC協(xié)議支持3種類型的Token創(chuàng)建：

1.固定Token

創(chuàng)建后，創(chuàng)建者立即自動(dòng)擁有所有Token

不能增發(fā)，不能燃燒

不能發(fā)起眾籌

2.可眾籌Token

創(chuàng)建后，自動(dòng)進(jìn)入眾籌

創(chuàng)建后，創(chuàng)建者不擁有所有Token

眾籌結(jié)束后，未眾籌完的Token自動(dòng)轉(zhuǎn)到創(chuàng)建者地址

不能增發(fā)，不能燃燒

3. 可管理Token

創(chuàng)建時(shí)，Token數(shù)量為0

不能眾籌

可以增發(fā)，可以燃燒

Token的轉(zhuǎn)移

創(chuàng)建后的Token和Wormhole Cash都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)賬，1對(duì)1轉(zhuǎn)賬除支付必要的BCH交易手續(xù)費(fèi)外,不需要再支付任何費(fèi)用，由BCH協(xié)議決定手續(xù)費(fèi)多少。

1對(duì)多轉(zhuǎn)賬需除支付必要的BCH交易手續(xù)費(fèi)外，還需要支付一定的WHC手續(xù)費(fèi)，以WHC計(jì)價(jià)和收取。1對(duì)多轉(zhuǎn)賬主要在Token空投的場(chǎng)景下使用。收取的WHC手續(xù)費(fèi)將會(huì)直接燃燒掉。

Token的燃燒

手動(dòng)管理的Token支持直接燃燒，燃燒之后的Token在Wormhole協(xié)議中會(huì)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(gè)階段：Earth(初始)、Tropos(融合)、Ionize(電離)、Exophere(散逸)

Earth(初始)

Wormhole協(xié)議從Omni Layer協(xié)議分離，并在BCH上實(shí)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(shí)現(xiàn)。

為了確保整個(gè)協(xié)議的安全，并且可以盡快上線，我們?cè)谶@個(gè)階段暫時(shí)不支持了Omni Layer協(xié)議中的去中心化交易功能。

Earth階段需要完成的工作:

Wormhole Core實(shí)現(xiàn)：將Token功能移植到Bitcoin ABC 0.17.2版本上,后續(xù)會(huì)隨著B(niǎo)itcoin ABC的更新而更新

發(fā)布Wormhole協(xié)議白皮書(shū)

預(yù)計(jì)完成時(shí)間2018年8月

Tropos(融合)

需要完成的工作:

基于Wormhole協(xié)議實(shí)現(xiàn)的去中心化交易所協(xié)議在經(jīng)過(guò)謹(jǐn)慎的測(cè)試之后重新上線

Wormhole的Android錢(qián)包參考實(shí)現(xiàn)

Wormhole的iOS錢(qián)包參考實(shí)現(xiàn)

Wormhole的PC端錢(qián)包參考實(shí)現(xiàn)

預(yù)計(jì)完成時(shí)間2018年11月

Ionize(電離)

需要完成的工作:

在Wormhole協(xié)議中實(shí)現(xiàn)ERC721

開(kāi)發(fā)Wormhole多語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)SDK。為了方便開(kāi)發(fā)者更加簡(jiǎn)單的在Wormhole進(jìn)行開(kāi)發(fā)，我們會(huì)提供解析Wormhole的多語(yǔ)言SDK

Wormhole Cash的冷錢(qián)包解決方案

預(yù)計(jì)完成時(shí)間2019年1月

Exophere(散逸)

需要完成的工作:

無(wú)需許可的智能合約。Omni Layer本身不是一種無(wú)許可創(chuàng)新的機(jī)制。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(shí)別。我們會(huì)在Exophere階段，實(shí)現(xiàn)無(wú)許可的智能合約平臺(tái)。也就是說(shuō)，在遵守維護(hù)協(xié)議安全的必要規(guī)則后，任何開(kāi)發(fā)者都可以發(fā)布智能合約到網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)Plasma協(xié)議，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。我們?cè)趦?nèi)部研究中，可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種有效的Plasma實(shí)現(xiàn)方法，我們?cè)谶M(jìn)一步研究之后將可能將其實(shí)施。與此同時(shí)，Vitalik也在Twitter上宣布他們發(fā)現(xiàn)了一種Plasma的實(shí)現(xiàn)方法，我們屆時(shí)也可以考慮采用Vitalik即將發(fā)布的實(shí)現(xiàn)方法。

新一代的智能合約虛擬機(jī)。Solidity作為將智能合約這一古老概念變?yōu)閷?shí)現(xiàn)的編程語(yǔ)言，受到了計(jì)算機(jī)專家的廣泛審視。近些年也有更好的想法被提出來(lái)。我們將考慮開(kāi)發(fā)一些新型編程語(yǔ)言的虛擬機(jī)，讓最有效率、開(kāi)發(fā)者基礎(chǔ)最廣泛的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言被用于構(gòu)建DApps。

預(yù)計(jì)完成時(shí)間2019年6月

總結(jié)

首先要感謝Omni Layer，他們?cè)赨SDT上的廣泛應(yīng)用，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(shí)現(xiàn)，它完全利用了UTXO模型的特點(diǎn)，在不更改共識(shí)和協(xié)議的情況下實(shí)現(xiàn)Token的管理。在我們開(kāi)發(fā)的過(guò)程中Omni團(tuán)隊(duì)也給予了很多的幫助。同時(shí)，Omni Layer也秉承了開(kāi)源運(yùn)動(dòng)的精神，采用了MIT許可證，是我們可以實(shí)現(xiàn)無(wú)許可創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)。

智能合約的缺失一直是基于UTXO模型的公鏈的一大弱點(diǎn)，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，也可以實(shí)現(xiàn)智能合約，Wormhole協(xié)議將會(huì)給Bitcoin Cash帶來(lái)更多的可能性。

文檔歷史

1.Version 0.1  WormholeCash第一期完成的內(nèi)容  2018-05-23

2.Version 0.2  WormholeCash路線圖  2018-06-20

3.Version 0.3  WormholeCash alpha版本  2018-07-15

參考文獻(xiàn)

[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/