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CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議

2024-09-29 10:03:41 | 來源： | 作者：佚名

Fractal 的一大特點(diǎn)就是具備「智能合約」的能力，并且?guī)缀踉谕瞥鲋骶W(wǎng)的同時(shí)，上線了一個(gè)新的代幣協(xié)議 CAT20,CAT20 有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)呢？我們又可以學(xué)到什么

CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議！BTC 上也要有自己的智能合約了？最近比特幣生態(tài)上，F(xiàn)ractal BTC 在經(jīng)歷了多次測試網(wǎng)之后，終于在 9 月份上線主網(wǎng)。Fractal 的一大特點(diǎn)就是具備「智能合約」的能力，并且?guī)缀踉谕瞥鲋骶W(wǎng)的同時(shí)，上線了一個(gè)新的代幣協(xié)議 CAT20。CAT20 有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)呢？我們又可以學(xué)到什么？下面就和腳本之家詳細(xì)了解下吧！

Fractal Bitcoin

在了解 CAT20 之前我們需要簡單了解一下 Fractal Bitcoin，他們的關(guān)系就像 ERC20 和 ETH 一樣，CAT20 協(xié)議是部署在 Fractal Bitcoin 上的。

Fractal Bitcoin 又稱作分形比特幣，是一個(gè)完全兼容 BTC 的「二層」網(wǎng)絡(luò)。相比于 BTC，它的區(qū)塊確認(rèn)時(shí)間更快，僅需要 1 分鐘。它的基本原理簡單來說就如它的名字所言，就是將 BTC 網(wǎng)絡(luò)復(fù)制了幾份，每條鏈都會(huì)處理交易，可以處理交易的節(jié)點(diǎn)多了，速度也就自然快了。不過具體的細(xì)節(jié)比如不同鏈之間是如何通信的目前還不是很清楚，官方也沒有對(duì)應(yīng)的技術(shù)文檔可以參考。

如果只是一個(gè)二層鏈交易更快，似乎沒有讓人興奮的點(diǎn)。但是，在 Fractal 中啟用了 BTC 很久之前就因?yàn)榘踩驐売玫牟僮鞔a OP_CAT，讓 Fractal Bitcoin 的能力上升了一個(gè)臺(tái)階，有人說 OP_CAT 能讓 BTC 具有智能合約的能力，這樣的話可以遐想的空間就更多了。

現(xiàn)在，就有人在 Fractal Bitcoin 上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)類似 ERC20 的協(xié)議。

關(guān)于 OP_CAT 為什么棄用以及為什么又可以在 Fractal Bitcoin 上使用，后續(xù)可以展開講講，這里我們關(guān)注 CAT20。

CAT Protocol

以下內(nèi)容參考白皮書：Introduction | CAT Protocol (https://catprotocol.org/)
以及 github 倉庫：
GitHub - CATProtocol/cat-token-box: A monorepo for packages implementing CAT protocol (https://github.com/CATProtocol/cat-token-box)

有了底層的 OP_CAT 支持，很快就有了對(duì)應(yīng)的協(xié)議，CAT Protocol。目前一個(gè)已經(jīng)在實(shí)際跑的協(xié)議是 CAT20 協(xié)議，在 Unisat 上也新增了對(duì)應(yīng)的面板：https://explorer.unisat.io/fractal-mainnet/cat20。

看到 CAT20 的名字大家應(yīng)該也能反應(yīng)過來，它應(yīng)該和 ERC20 比較像。相比于成熟的 ERC20 協(xié)議，大家部署一個(gè) Token 已經(jīng)非常的方便，CAT20 是如何實(shí)現(xiàn) ERC20 類似的生命周期呢。

Deploy

在部署之前，用戶需要指定自己的錢包地址以及代幣的基本信息，代幣的基本信息和 ERC20 的類似：

會(huì)有一些不同點(diǎn) CAT20 可以設(shè)置預(yù)挖和每次 Mint 的數(shù)量限制。當(dāng)然 ERC20 可以通過合約的能力也可以實(shí)現(xiàn)這些能力。

在部署階段，會(huì)發(fā)起兩筆交易，可以認(rèn)為是兩個(gè)階段：「 commit 」和「 reveal 」。引用官方上的圖，部署的階段如下：

在「 commit 」階段，交易的輸出腳本中會(huì)將代幣的基本信息寫入，比如代幣的名稱、符號(hào)等。在「 commit 」階段發(fā)起的交易 hashId 會(huì)作為該代幣的標(biāo)志，用于區(qū)分其他代幣。

可以看到這筆交易「 bc1pucq...ashx 」這個(gè) utxo 就是對(duì)應(yīng)了 commit。然后剩下的兩筆指向「 bc1pszp...rehc4 」的交易，第一筆是用于支付下面「 reveal 」階段的 gas 費(fèi)，另一筆則是找零。

在「 reveal 」階段，可以看到有兩筆 utxo 輸入，對(duì)應(yīng)了之前 commit 階段的前兩個(gè)輸出。這筆交易首先會(huì)輸出一個(gè) OP_RETURN，在 OP_RETURN 中會(huì)保存 CAT20 的初始狀態(tài)的 Hash。之后會(huì)再輸出一個(gè) Minter，它會(huì)在后續(xù)的 Mint 過程中發(fā)揮重要作用，用來維護(hù) Mint 過程的狀態(tài)變化。

回過頭看整個(gè) Deploy 的過程，「 commit 」和「 reveal 」遵循了區(qū)塊鏈上常用的提交和揭示兩個(gè)步驟，是一種比較常見的部署項(xiàng)目的方式，項(xiàng)目的一些數(shù)據(jù)只在「 reveal 」階段才會(huì)揭露出來。

Mint

我們先看一下 Mint Token 的時(shí)候，交易是這么樣的。

在上圖中可以看到，Mint 的過程有以下幾個(gè)特征。

mint 的輸入是一個(gè) minter，最開始是由 deploy 的時(shí)候生成的。
每一次 mint 都有且只有一個(gè) minter 作為輸入，有任意個(gè) minter 作為輸出（有點(diǎn)點(diǎn)問題）
每一次 mint 都有且只有一個(gè) token（有點(diǎn)點(diǎn)問題）
輸出的順序是有要求的，minter 后面必須是 token

知道了 Mint 的過程，其實(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)一些特殊情況，會(huì)讓整個(gè) Mint 的過程變得有趣。

比如，minter 作為 mint 交易的輸出，他可以是 1 個(gè)、多個(gè)甚至是 0 個(gè)。如果每次 Mint 的時(shí)候都設(shè)置為 1 個(gè)，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以使用到的 minter 數(shù)量就會(huì)保持不變（1 個(gè)），這會(huì)讓 Mint 變得擁擠，大家都需要搶這個(gè) minter，為了避免這種情況，是需要將每次輸出的 minter 數(shù)量設(shè)置為大于 1 ，這樣 mint 之后，大家可以使用的 minter 就會(huì)越來越多。

不過，每多輸出一個(gè) minter 意味這你需要多支付一筆 utxo，出于經(jīng)濟(jì)考慮，更多的人會(huì)樂意將 minter 設(shè)置為 0，就會(huì)不可避免的讓 minter 變得通縮，這就需要一些人來進(jìn)行奉獻(xiàn)了，自愿支付多出來的 minter。

在 V2 版本，默認(rèn)是生成兩個(gè) Minter，并且兩個(gè) Minter 的狀態(tài)會(huì)盡可能相近。

交易的構(gòu)建

可能有小伙伴發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，那就是為什么可以使用 minter 的 utxo 進(jìn)行交易的構(gòu)建？想要了解這個(gè)問題就需要對(duì)“合約”的源碼進(jìn)行分析。

1、reveal utxo

首先我們對(duì) reveal 過程中的交易進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)他使用了前一個(gè)交易的輸出 commit 作為輸入。為什么可以拿一個(gè)不是我們地址的 utxo 構(gòu)建交易的輸入呢？

按照常理，一個(gè)私鑰對(duì)應(yīng)一個(gè)公鑰，公鑰派生出地址。當(dāng)驗(yàn)證一個(gè)輸入的 utxo 是否有效的時(shí)候，一般是通過比較簽名用公鑰解密之后是否和原本的交易一致來確定。這部分的邏輯是寫在比特幣腳本中的。所以我們可以巧妙的改寫腳本的邏輯，在腳本中寫的公私鑰對(duì)是我們自己地址的，這樣我們就可以控制兩個(gè)不同地址的 utxo 了。

看源碼我們就能知道發(fā)生了什么：

這里還會(huì)有一個(gè)問題，就是一個(gè)私鑰對(duì)應(yīng)一個(gè)公鑰，那么為什么生成的 commit 地址會(huì)和我們地址不一樣呢？這里從源碼中可以看到

也就是說，我們的私鑰會(huì)根據(jù)一個(gè) ISSUE_PUBKEY 來調(diào)整公鑰，這也是 P2TR 地址的一個(gè)特性。

2、minter utxo

reveal 過程中，我們使用不同的 utxo 的作為輸入，但其實(shí)加密的密鑰是同一把，也就是部署者的私鑰。但是在 minter 階段，所有的人都可以使用這些 utxo 作為輸入，這又是怎么做到的呢？

這部分我猜測是之前說的 OP_CAT 的能力，也就是智能合約的能力，每一個(gè) minter 就是一個(gè)智能合約。不過目前這部分的源碼沒有公開，暫時(shí)不知道具體的實(shí)現(xiàn)是怎么樣的。

交易的狀態(tài)（V2）

在 minter 中，還保留了狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)存在兩個(gè)地方：一個(gè)是交易輸出的 OP_RETURN 中，另外就是存儲(chǔ)在智能合約中，也就是上述提到的 Minter 以及 Token。

在 OP_RETURN 中存儲(chǔ)的是當(dāng)前交易輸出狀態(tài)的 Hash，在合約中會(huì)存儲(chǔ) Token 剩余的 Mint 次數(shù)。每次 Mint 之后，新生成的 Minter 的 mint 數(shù)量會(huì)等于剩余可以 mint 的數(shù)量除以二。用圖表示：

最后打完的時(shí)候，所有 Minter 的剩余數(shù)量為 0。

回到最開始的那張圖上，除了 Minter 是一個(gè)智能合約之外，生成的 Token 也是智能合約，也就是 CAT20。CAT20 有兩個(gè)基本的狀態(tài)：數(shù)量以及 Token 的歸屬者地址。可以看到不像之前的 BRC20 或者銘文，你的 CAT20 并不是在你地址的 UTXO 上。

Transfer

Transfer 的時(shí)候，構(gòu)建交易的輸入和輸出的 token 其里面的數(shù)量需要保持一致。當(dāng)然同一筆交易里面可以有多個(gè)不同的 token，只需要不同 token 的其輸入輸出的數(shù)量保持一致就行。

Burn

想要燃燒掉 Token 的話，只需要將 Token 轉(zhuǎn)到一個(gè)普通地址上即可。

總結(jié)

可以看到，所有的操作都是由用戶自己去構(gòu)建，靈活性非常大，所以在合約部分需要做很多的校驗(yàn)邏輯。目前爆出的一些漏洞也是因?yàn)樾ｒ?yàn)邏輯出現(xiàn)了疏忽。

這樣的設(shè)計(jì)可以有一些好處：

如果想要查找所有的 Token 的持有情況，只需要查一下 token 的 utxo 就行，不需要繼續(xù)往上查。
如果想要查看 mint 的當(dāng)前情況，可以搜索 OP_RETURN 中數(shù)據(jù)帶有 cat 的交易就好。

以上就是腳本之家小編給大家分享的CAT20有什么技術(shù)上的巧妙設(shè)計(jì)？CAT20-Fractal BTC上的代幣協(xié)議的詳細(xì)介紹了，希望大家喜歡！

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Tag：Cat20 Fractal BTC

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