比特币生态二级代币模型分析
在比特币区块链上，有一些基于比特币原生交易进行封装的协议，其中最出圈的是 Ordinals 协议，也就是我们常说的铭文，除此之外，热门的协议还有 Atomicals 和今年区块减半后诞生的 Runes 协议。这些协议有一个共同点：它们都支持数字代币（Token）的发行、铸造、转移和销毁。我们常说的 BTC 和 ETH 其实也属于数字代币，只不过它们是公链代币，而上述协议发行的代币，可以简单认为是“二级代币”，因此它们的价值很大程度上和比特币价值相关。当然，本文并不讨论代币价值，而是讨论它们模型的不同之处。
与以太坊相比，比特币区块链的一个缺陷是并不支持链上智能合约，因此想要追踪这些协议所发行代币的链上行为，需要使用链下索引器。因此，如何设计这类代币的发行、铸造、转移和销毁等规则，对索引器的解析效率有着巨大的影响。目前，比特币生态的二级代币基本使用三种模型：
- 基于聪（sat，比特币最小单位）位置的模型
- 基于聪数量的染色币模型
- 基于未花费输出（Unspent Transaction Outputs）的模型
Ordinals 协议
Ordinals 协议下最热门的铭文代币是 BRC-20 代币，它使用的是基于聪位置的模型和账户体系。比特币的总量是有限的，总共 2100 万枚，Ordinals 协议为每一个聪规定了具体的序号，称为序数理论，我们可以将 BRC-20 代币的转账信息铭刻在某一个具体的聪上，形成转账铭文（Transferable Token），并使用转账铭文构建比特币交易，在交易中找出这个聪输入位置对应的输出，就能确定 BRC-20 代币的转移链路。这种模型有巨大的缺点，下文中会详细谈到，我们先来看一个最基本的 BRC-20 代币转移交易，哈希如下：816c3906da5dd4b01dec6dab05b89fc247a25b8b0a6630408aab5e93864d5395。
图中绿线框出的部分就是代币的转移输入和输出，可以看到它们的偏移量是相同的，因此通过这笔交易，这个 BRC-20 代币会转移到第一个输出的地址上，注意这里使用的是“地址”而不是“UTXO”或“聪”，是因为 BRC-20 代币的索引是基于账户体系的，若后续该地址把第一个输出花费掉，并不会导致该地址的 BRC-20 代币被转移。
那么，这种模型有什么缺点呢？由于这种模型和聪的位置强绑定，因此在单地址全签转移中问题不大，但在两个地址之间进行买卖操作时，特别是批量购买，买家支付的手续费就会比较高。我们来看一笔批量购买的交易，哈希如下：6eacaaf3ed55e25afd07564d5a0c48b38bc7fd34808eadf1fbb8e8f691e8321d。
这笔交易是一个 BRC-20 代币的批量购买交易，存在三个卖家地址和一个买家地址，其中框出的绿色部分是代币转移链路，我们可以看到，在代币输入之前还有来自买家的 4 个 600 聪输入，并且这 4 个输入归集到了第一个 2400 聪的输出上（红色框）。这是比特币的签名特性造成的，因为输入的地址并不只一个，所以需要所有地址都对这一笔交易进行签名，买家地址为了保证自己的输入不会被恶意替换，会要求和输入对应的输出索引位必须具有指定数量的 BTC，在交易中这就是卖家收到的钱。假设我们把 4 个 600 聪的输入去掉，直接把卖家的交易依次放在输入最前面，这会发生什么问题呢？可以看到第五个输入，bc1p5xadtswe848mus7hz2s7c439l0qkef2qmwwxmmlh7q7hl0mftr0s8eq769 这个地址对应的输出必须是 12 万聪，因此当这个输入移到首位时，第一个输出就是 12 万聪，根据 BRC-20 代币的转移规则，前 3 个 546 聪的输入直接落在了第一个输出的偏移量中，因此所有的代币都给了第一个买家。买家 4 个 600 聪的输入，起到的作用是把代币转移位置精准限定到了第二到第四个输出上，然而，过多的交易输入和输出会导致手续费暴增，假如批量购买的代币来自 9 个不同卖家，买家就需要垫 10 个输入在开头。
其实这个例子举的不是很恰当，因为 BRC-20 代币是基于账户体系的，买家不需要对输出做任何拆分，以上面这个例子来说，第一个输入可以用 600 聪，对应第一个输出改为 2238 聪，这样就可以从第二个输入开始放卖家的代币了。但如果不是基于账户体系的代币，或者说 Ordinals 协议本身的 NFT 铭文，就需要买家确保每个 NFT 落在单一的 UTXO 输出中，而不是归集起来，否则他就需要在交易之前重新把 UTXO 按照偏移量拆分，这会导致整个流程更加复杂。
Atomicals 协议
Atomicals 协议的代币使用的是染色币模型，顾名思义，染色币就是对 BTC 进行染色形成的代币。在拆分功能出来之前，该协议发行的代币数量都是和聪绑定的，即 1 聪对应 1 个代币，换句通俗的话讲，假如我的铸造交易输出是 1000 聪，那么我铸造的代币数量就是 1000 个，下图就是 Atomicals 协议的一笔代币铸造交易。
Atomicals 协议代币的转移也基于染色币模型，默认情况下交易中所有输入的代币数量会归集到第一个输出中，当第一个输出的聪完全被染色后，若输入代币仍有剩余，就会继续染色第二个输出，依此类推。这种模型的优点是可读性好，即便不借助链下索引，我们也能根据交易直观地看出代币的转移链路和数量，并且，因为代币数和聪的数量强绑定，只要比特币还有价值，Atomicals 协议的代币就不会归零。然而，染色币模型是把双刃剑，它虽然保证了代币不会归零，但同时也导致了大量的比特币被占用，假如 Atomicals 协议的代币市场转冷，而其他协议突然变得热门，那么持有 Atomicals 协议代币的大户很可能会把已经染色的代币销毁转为 BTC，从而去铸造其他协议的代币，下图就是一笔较大的代币销毁交易。
从这里我们也能看出该模型的另一个缺点，Atomicals 协议的染色币模型是全染色而不是局部染色，这意味着每一个 UTXO 的聪必须完全覆盖代币数量，否则代币就会被销毁。举个例子，假如我的输入有 4000 个代币，输出有 3 个，第一个 1000 聪，第二个 2000 聪，第三个也 2000 聪，按照规则，第一个输出的 1000 聪全部被染色，之后还剩下 3000 个代币，继续染色第二个输出，最后还剩下 1000 个代币，不够染色第三个输出了，这时就会把 1000 个代币销毁，导致代币数量减少。这种染色规则需要确保输出的聪数量和代币数量完全一致，少了会导致找不到染色目标，多了会导致不够染色，都会造成代币销毁，对精确性要求很高。
Runes 协议
Runes 协议也是一个比较出圈的比特币协议，中文叫做“符文协议”，是 2024 年 4 月比特币减半后诞生的新协议。与上面两种协议不同，Runes 协议代币的载体不是“聪”，而是“UTXO”。虽然聪是比特币最小单位，但实际上比特币交易的所有输入输出都是指定数量的聪的合集。Runes 协议代币的绑定逻辑意味着，任意聪数量的 UTXO 都可以作为代币的载体，这就保证了该代币不会轻易被销毁，也不会占据过多的比特币。下图是 Runes 协议的一笔代币转移交易，可以看到输入的 5 个携带代币的 UTXO 在交易中被归集到了第一个输出中，这种归集是依靠 OP_RETURN 指令实现的。
与 Ordinals 协议对比，Runes 协议的批量购买功能更加简单，不需要买家垫上指定数量的聪，与 Atomicals 协议对比，也不需要精确计算聪的数量。这让我始终觉得 Runes 协议太过普通，它的代币转移和比特币交易并没有本质上的区别。目前我最感兴趣的还是 Ordinals 协议，先不说价值层面的贡献，光是如何追踪聪的转移链路就需要考虑很多技术上的问题，毕竟聪是有可能转移到矿工手上的。