BTC上的智能合約：深入解析分形比特幣的CAT20協議

近期，比特幣生態迎來了一項重大進展。經過多輪測試網之後，Fractal BTC終於在9月份正式上線主網。Fractal的一大亮點在於它具備智能合約功能，並在主網啓動之際推出了新的代幣協議CAT20。那麼，CAT20在技術設計上有哪些巧妙之處？我們又能從中學到什麼呢？

Fractal Bitcoin簡介

在深入探討CAT20之前，我們需要先了解一下Fractal Bitcoin。它們的關係類似於ERC20與ETH，CAT20協議是部署在Fractal Bitcoin網路上的。

Fractal Bitcoin，也稱爲分形比特幣，是一個完全兼容BTC的"二層"網路。相較於BTC，它的區塊確認時間更短，僅需1分鍾。其基本原理如其名所示，就是將BTC網路復制了多份，每條鏈都能處理交易，從而提高了整體的處理速度。

Fractal的一個重要特性是啓用了BTC早期因安全考慮而棄用的操作碼OP_CAT。這一舉措大大提升了Fractal Bitcoin的功能，使其具備了智能合約的能力，爲未來發展開闢了更多可能性。

CAT Protocol解析

有了OP_CAT的底層支持，CAT Protocol應運而生。目前，CAT20協議已經在實際應用中運行。

部署過程

在部署CAT20代幣之前，用戶需要指定錢包地址和代幣的基本信息。與ERC20相比，CAT20還允許設置預挖量和每次鑄造的數量限制。

部署分爲兩個階段："commit"和"reveal"。在"commit"階段，交易的輸出腳本會寫入代幣的基本信息。"commit"階段產生的交易哈希值將作爲該代幣的唯一標識。

"reveal"階段會生成兩個關鍵輸出：一個OP_RETURN用於保存CAT20的初始狀態哈希，另一個是Minter，用於後續的鑄造過程。

鑄造機制

鑄造過程中，交易的輸入是一個minter，最初由部署階段生成。每次鑄造都只有一個minter作爲輸入，但可以有多個minter作爲輸出。

有趣的是，minter的輸出數量可以靈活設置。如果每次都只輸出1個，網路中可用的minter數量將保持不變，可能導致鑄造擁堵。而輸出多個minter則需要支付額外的UTXO費用，這就需要一些用戶自願承擔這部分成本。

在V2版本中，默認生成兩個狀態相近的Minter，以平衡效率和成本。

交易構建的技術細節

CAT20的交易構建採用了一些巧妙的技術。例如，在reveal過程中，通過調整比特幣腳本的邏輯，使得用戶可以控制看似不同地址的UTXO。而minter的UTXO則可能利用了OP_CAT提供的智能合約能力，使得任何人都能使用這些UTXO作爲輸入。

狀態管理

CAT20在minter中保存了狀態信息，存儲在OP_RETURN和智能合約中。每次鑄造後，新生成的Minter的鑄造數量會等於剩餘可鑄造數量的一半，直到全部鑄造完畢。

轉帳和銷毀

轉帳時，交易的輸入和輸出token數量需保持一致。銷毀token只需將其轉到普通地址即可。

總結

CAT20的設計給予了用戶極大的靈活性，同時也對合約的校驗邏輯提出了更高要求。這種設計便於查詢token持有情況和鑄造狀態，提高了效率。

隨着Fractal Bitcoin和CAT20的發展，比特幣生態正在向更豐富的應用場景邁進，爲去中心化金融和智能合約領域帶來新的可能性。