分形比特幣上的新代幣協議CAT20解析

近期,分形比特幣(Fractal Bitcoin)生態迎來重要進展。在經歷多輪測試網後,該項目於9月正式上線主網。分形比特幣的一大特色是具備智能合約功能,並在主網上線之際推出了新的代幣協議CAT20。本文將從技術角度解讀CAT20的設計理念和實現細節。

分形比特幣簡介

在了解CAT20之前,我們需要先簡單了解一下分形比特幣。它是一個完全兼容BTC的二層網路,區塊確認時間僅需1分鍾,大大快於BTC主網。其基本原理是將BTC網路復制多份,每條鏈都能處理交易,從而提升整體處理速度。

分形比特幣的一大亮點是啓用了BTC早期因安全考慮而棄用的OP_CAT操作碼。這一操作碼的恢復極大提升了分形比特幣的功能,使其具備了智能合約的能力。正是在這一基礎上,才有了CAT20協議的誕生。

CAT20協議概述

CAT20協議是建立在分形比特幣之上的代幣標準,類似於以太坊上的ERC20。目前部分交易平台已支持CAT20代幣的創建和管理。相比成熟的ERC20,CAT20在實現類似功能時採用了一些獨特的設計。

代幣部署

在部署CAT20代幣時,用戶需指定錢包地址和代幣基本信息,如名稱、符號等。與ERC20不同的是,CAT20允許設置預挖量和單次鑄造(Mint)上限。

部署過程分爲"commit"和"reveal"兩個階段:

1. Commit階段:將代幣基本信息寫入交易輸出腳本。該交易的hashId作爲代幣唯一標識。

2. Reveal階段:輸出一個包含CAT20初始狀態哈希的OP_RETURN,以及一個用於後續鑄造的Minter。

這種兩階段部署方式有利於保護項目信息,只在reveal階段才完全公開。

代幣鑄造

CAT20的鑄造過程有以下特點:

• 每次鑄造的輸入是一個Minter(最初由部署交易生成)
• 輸出可包含多個新的Minter
• 每次鑄造產生一個Token輸出
• 輸出順序固定:Minter在前,Token在後

Minter的數量管理很關鍵。如果每次只輸出1個Minter,會造成擁堵;輸出過多則增加交易成本。V2版本默認生成兩個狀態相近的Minter,以平衡效率和成本。

交易構建

CAT20採用了巧妙的腳本設計,使得用戶可以使用非自己地址的UTXO構建交易:

• 在reveal階段,通過調整公鑰生成過程,使得同一私鑰可以控制不同地址的UTXO。
• Minter階段利用OP_CAT實現智能合約功能,允許任何人使用Minter UTXO。

狀態管理

CAT20的狀態存儲在兩個地方:

1. 交易輸出的OP_RETURN中存儲狀態哈希
2. Minter和Token智能合約中存儲具體狀態

每次鑄造後,新Minter的鑄造額度爲剩餘總額的一半,直到耗盡爲止。

值得注意的是,CAT20 Token並不直接存儲在用戶地址的UTXO上,而是由智能合約管理。

轉帳和銷毀

轉帳時,交易的Token輸入輸出數量需保持一致。可在同一交易中處理多個不同Token,只需各自平衡即可。

要銷毀Token,只需將其轉入普通地址即可。

總結

CAT20的設計給予用戶極大的操作靈活性,同時也對合約驗證邏輯提出了更高要求。這種設計帶來了一些優勢:

1. 查詢Token持有情況只需檢查Token UTXO,無需追溯歷史。
2. 通過搜索OP_RETURN中含"cat"的交易可快速了解鑄造狀況。

CAT20作爲分形比特幣上的代幣標準,展現了比特幣生態在智能合約領域的探索。其獨特設計爲用戶提供了更多可能性,同時也面臨着安全性等方面的挑戰。隨着生態的發展,CAT20有望在比特幣層面帶來更多創新應用。