作者： BEVM， 2024年 10月
Super Bitcoin 是一个以BTC为核心且共享比特币共识安全的价值互联网。这样的价值互联网不仅继承了现有比特币网络的安全性，还突破了 BTC 仅限转账的局限，为 Bitcoin 网络带来了无限灵活扩展的能力。
闪电网络[2]虽然继承了比特币网络的安全性并提供了部分扩展性解决方案，但在支持智能合约和进一步提升可扩展性方面仍显不足。为此，我们提出了具有五层架构的Super Bitcoin：以比特币网络作为内核层，通过工作量证明（PoW）共识机制维护整个系统的安全性和交易不可逆性；以闪电网络为基础构建高效的通信层，在保持Bitcoin去中心化特性的同时实现快速的资产信息传输；引入Taproot Consensus作为扩展层，将闪电网络通信资产信息进行抽象处理，为上层虚拟机提供标准化接口；由共享BTC共识安全的多个Lightning Chain组成的多链层，也叫融合层，其可以集成任意主流虚拟机，实现由 BTC 共识统一保障的"万链互联"和"万链互操作"网络；最后在应用层为开发者提供丰富的工具和接口，构建共享BTC共识安全的多样化应用生态系统。
比特币（BTC）作为加密货币的先驱，通过其工作量证明（PoW）共识机制和去中心化网络结构，凝聚了极为庞大的共识，成为了超主权货币。这种安全性源于其庞大的网络算力和经济激励机制的完美结合。比特币的诞生不仅开启了去中心化数字货币的新纪元，更为后续区块链技术的发展指明了方向。然而，比特币脚本语言的局限性很快显露出来，它仅能支持简单的价值转移和有限的合约逻辑，无法满足更复杂的去中心化应用需求。 区块链技术的发展本质上都是为了扩展和完善比特币的能力。以太坊创始人Vitalik Buterin最初的愿景正是为比特币添加智能合约的功能。然而，受限于当时的技术水平和比特币网络的限制，以太坊不得不建立独立的共识系统。这种做法虽然实现了图灵完备的智能合约，但也引入了新的安全风险和可扩展性问题。随后，大量项目纷纷效仿，构建独立的区块链生态，逐渐偏离甚至遗忘了扩展比特币这一初衷。 然而，两个关键因素提醒我们需要重新审视这一方向：首先，比特币相对于以太坊等其他加密货币的价值持续攀升，印证了人们对其安全性和稳定性的信任。其次，Luna/UST近1000亿美元市值的崩盘事件，凸显了独立共识链平台存在的巨大安全隐患，尤其是在面对复杂的经济模型和快速增长的网络价值时。 正是在这样的背景下，我们提出了Super Bitcoin来实现一个真正共享比特币共识安全的价值互联网。与现有的比特币二层解决方案有本质区别：传统的比特币二层方案（如闪电网络）主要通过链下状态通道和有限的脚本来实现快速支付，虽然共享了比特币的共识安全，但没有灵活性。而像 Stacks 这样的侧链或 Layer2 虽然支持智能合约，但其安全性仍然依赖于独立的联合签名机制，并未完全继承比特币主网的安全性。
为了充分理解该方案，有必要先回顾几个关键技术的背景和发展。本章将简要介绍闪电网络、Substrate框架[3]，BEVM的Taproot Consensus以及万链互操作系统，以便理解我们方案的基础。
闪电网络作为比特币的第二层扩展解决方案，其核心设计理念被详细定义在 BOLT（Basis of Lightning Technology）规范中。这套规范不仅确保了闪电网络的高效运作，更巧妙地实现了与比特币主链共识安全的深度融合。在共享比特币共识安全方面，BOLT规范的多个部分发挥了关键作用。
BOLT #2 和 BOLT #3 详细规定了支付通道的生命周期管理和交易结构。通道的开启涉及在比特币区块链上创建多重签名输出，而关闭则需要将最终状态广播到主链。BOLT #3 特别定义了承诺交易，这是闪电网络共享比特币共识安全的核心机制。每次通道状态更新都会生成新的承诺交易，这些交易在需要时可以广播到比特币主网。承诺交易的设计确保了即使在通道一方不合作的情况下，另一方仍能通过广播最新的承诺交易来关闭通道并获得应得的资金。这种机制直接依赖于比特币的共识规则和安全性，使得闪电网络的安全性实际上是由比特币网络保障的。
BOLT #5 定义了通道关闭惩罚机制。该机制通过引入"撤销密钥"的概念，可以有效防止参与者广播过期状态。一旦检测到不诚实行为，诚实方可以利用这些密钥在比特币主链上惩罚对方，从而利用比特币的共识机制来确保通道状态的正确性和参与者的诚实行为。
此外，BOLT #3 中规定的承诺交易格式，通过锚定输出（anchor outputs）将闪电网络交易与比特币主链的手续费市场紧密联系。这不仅增强了交易的安全性，还确保了在网络拥堵时期闪电网络交易仍能及时得到确认。
这些精心设计的规范共同确保了闪电网络在提供快速、低成本交易的同时，仍然能够完全利用比特币的强大共识安全保障。
Substrate 框架是一个用 Rust 编写的高度模块化的区块链开发工具集，为 Super Bitcoin 的实现提供了强大而灵活的技术基础。其核心优势在于可插拔 Pallet 系统，这些预制的功能模块犹如"区块链乐高"，使我们能够快速、高效地组装和定制所需的功能。 对于 Super Bitcoin 而言，Substrate 的模块化设计至关重要。它使我们能够在共享比特币共识安全的基础上，灵活地构建和整合各种功能组件。通过利用Substrate的 Pallet，我们可以轻松支持和集成不同的虚拟机环境，从而增加系统的灵活性和适应性。这种设计不仅加速了开发过程，还为Super Bitcoin提供了强大的可扩展性，使其能够更好地适应不断变化的区块链生态系统需求。
Super Bitcoin 利用 Substrate 的上述特性，定制了专门用于一键发布 Lightning Chain 的 BEVM-stack 框架。