什麼是加密基礎合約，以及比特幣的角色是什麼？

深入瞭解加密貨幣的「基礎合約」

在快速發展的區塊鏈技術領域中，「基礎合約」（base contract）的概念扮演著基石的角色，為眾多去中心化應用（dApp）和數位資產定義了本質與運行參數。雖然這個術語可能會讓人聯想到複雜的法律文件，但在加密貨幣領域中，它指的是建立核心功能並管理主要規則的底層程式碼或協議，這些規則通常是不可篡改的，且其他層級或應用程式皆構建於其上。你可以將其想像成區塊鏈生態系統的作業系統，為所有其他功能的運作提供基礎環境和規則。

定義核心概念

從最廣泛的意義上來說，基礎合約是一個提供必要基礎設施或定義基本標準的智能合約或一套協議規則。其目的是奠定基礎，確保區塊鏈網絡中各個組件之間的互動具有一致性、安全性以及共通的語言。如果沒有這些基礎元素，各個應用程式將需要重新開發核心功能，這會導致碎片化、效率低下以及潛在的安全漏洞。

基礎合約通常具備以下關鍵特徵：

• 基礎性： 它們是構建後續層級或應用程式的第一層。
• 核心規則： 它們規定了基本行為，例如資產如何創建、轉移，或特定操作如何獲得授權。
• 標準化： 它們引入了共通的介面和規則，實現不同組件之間的互操作性（interoperability）。
• 不可篡改性（通常）： 一旦部署或建立，其核心邏輯通常很難（甚至不可能）更改，這有助於系統的安全性和可預測性。

試想一下國家憲法的類比。它概述了政府的基本法律、權利和結構。同樣地，加密貨幣的基礎合約定義了特定區塊鏈或整類數位資產的基本規則，為開發和使用者互動提供了一個穩定且可預測的環境。

基礎合約的技術特性

從技術角度來看，基礎合約展現了幾個凸顯其重要性的關鍵特徵：

• 不可篡改性（Immutability）： 許多基礎合約一旦部署在區塊鏈上便無法更改。這種不可篡改性確保了遊戲規則保持不變，為使用者和開發者提供了高度的信任和可預測性。任何更改通常都需要部署一個全新的合約或經過複雜的治理流程。
• 透明度： 由於存在於公有區塊鏈上，基礎合約的程式碼通常是開源的，任何人都可以進行審計。這種透明度允許社群監督，增進信任並有助於識別潛在漏洞。
• 安全性： 由於其基礎性質，基礎合約通常會接受廣泛的審計和安全審查。基礎合約中的一個漏洞可能會對建立在其上的所有應用程式產生災難性的連鎖反應。
• 可升級性（有條件的）： 雖然許多合約追求不可篡改性，但一些基礎合約結合了升級機制。這通常透過「代理合約」（proxy contracts）來實現，允許在不更改合約地址的情況下更新核心邏輯，通常是在治理投票通過後進行。這在穩定性需求與修復漏洞或引入新功能的能力之間取得了平衡。
• 模組化： 它們通常提供可被其他合約重複使用的模組化組件，促進開發效率並減少冗餘程式碼。

這些技術屬性促進了區塊鏈生態系統的韌性和可靠性，使基礎合約成為關鍵的基礎設施，而不僅僅是普通的應用程式。

為什麼基礎合約至關重要？

基礎合約的必要性源於它們能為去中心化環境提供結構與效率：

1. 標準化： 它們創建了共同標準（例如代幣介面），使不同的應用程式和服務能夠無縫互動。例如，如果沒有 ERC-20 標準，每個交易所或錢包都需要為每種獨特的代幣編寫自定義程式碼。
2. 互操作性： 藉由定義共享介面，基礎合約使各種去中心化應用（dApp）能夠互相溝通與整合，形成一個更具凝聚力和功能性的生態系統。
3. 安全基礎： 經過良好審計且安全的基礎合約減少了後續層級的攻擊面，因為開發者可以信任底層程式碼。
4. 開發效率： 開發者可以利用現有的、經過驗證的基礎合約功能，而不必從頭開始，從而更快、更可靠地構建新應用程式。
5. 信任最小化（Trust Minimization）： 它們將規則直接嵌入程式碼中，消除了對中間機構的需求，並確保操作完全按照程式設定執行，從而增進參與者之間的信任。

智能合約平台中的基礎合約

可程式化區塊鏈，特別是那些旨在託管複雜去中心化應用的區塊鏈，高度依賴基礎合約的概念。這些平台提供了一個環境，讓開發者可以編寫和部署在預定義條件下自動執行的程式碼，構成了去中心化網路的骨幹。

以太坊作為首要範例

以太坊是基礎合約蓬勃發展的區塊鏈平台之典型範例。其核心創新——以太坊虛擬機（EVM），允許執行圖靈完備（Turing-complete）的智能合約，使開發者能夠構建幾乎任何去中心化應用。在以太坊生態系統中，某些類型的智能合約由於其廣泛採用和基本作用而獲得了「基礎合約」的地位：

• ERC-20 代幣標準： 這或許是最著名的例子。ERC-20 定義了同質化代幣（可互換代幣，如貨幣）的標準介面。任何按照 ERC-20 標準構建的代幣都會自動與支援 ERC-20 的錢包、交易所和 dApp 相容。這一標準作為關鍵的基礎合約，促成了大量的加密貨幣和功能型代幣。
• ERC-721 非同質化代幣標準： 該標準定義了獨特的、不可互換的代幣，最廣為人知的是驅動了非同質化代幣（NFT）。與 ERC-20 一樣，它提供了一個通用框架，允許 OpenSea 等平台或加密遊戲無縫地與各式各樣的 NFT 互動。
• ERC-1155 多代幣標準： 該標準提供了一種在單一合約中管理同質化和非同質化代幣的更有效方式，能顯著節省 Gas 費用並提高操作靈活性，在遊戲領域特別有用。

這些以太坊意見徵求稿（ERCs）充當了共同的藍圖或基礎合約。當開發者遵循這些標準之一創建新代幣時，他們實際上是在已建立的基礎合約定義之上進行構建，並繼承其屬性和相容性。

其他可程式化區塊鏈

雖然以太坊開創了許多此類概念，但其他可程式化區塊鏈也採用並演進了基礎合約的想法：

• Solana： 使用 SPL 代幣（Solana 程式庫）作為其同質化和非同質化代幣的標準。SPL 代幣程式本身就像是一個基礎合約，提供了開發者可以據以構建的核心代幣功能。
• Polkadot： 採用 Substrate，這是一個用於構建自定義區塊鏈的框架。雖然不是單一的「基礎合約」，但 Substrate 的架構和模組（pallets）提供了基礎性的、可重複使用的組件，作為 Polkadot 生態系統內構建的平行鏈（parachains）的底層。
• Avalanche： 其 C 鏈（C-chain）與 EVM 相容，這意味著它直接支援以太坊的 ERC 標準，允許 dApp 輕鬆遷移並使用熟悉的基礎合約。

在每個案例中，底層原則保持一致：基礎程式碼或標準提供了共同規則、介面和功能，使整個應用程式生態系統得以蓬勃發展。

實踐中的基礎合約類型

除了代幣標準之外，各種類型的智能合約在實際的去中心化應用中也充當基礎合約：

• 代幣標準（如前所述）： ERC-20、ERC-721、ERC-1155、SPL 代幣等，定義了數位資產的行為方式。
• 治理合約： 這些合約定義了去中心化自治組織（DAO）的規則，包括投票機制、提案流程和國庫管理。它們是項目管理和演進的基礎。
• 協議核心邏輯合約： 對於去中心化金融（DeFi）協議，管理核心操作（如借貸池、自動做市商 (AMM) 中的流動性提供或穩定幣鑄造機制）的智能合約即為其基礎。例如，Uniswap 的核心交易所合約定義了 AMM 公式以及交易如何發生。
• 身份合約： 自我主權身份（self-sovereign identity）或可驗證憑證的新興標準可以作為基礎合約實現，為數位身份管理提供框架。
• 預言機整合合約： 雖然不一定是獨立的基礎合約，但去中心化預言機網絡（如 Chainlink）的核心整合點為智能合約提供了關鍵的外部數據源。這些整合模式可以被視為依賴鏈外資訊之 dApp 的基礎。

這些多樣化的例子凸顯了基礎合約在整個區塊鏈景觀中的多功能性和普遍影響力，支撐著從數位藝術到複雜金融工具的一切事物。

比特幣：一種不同的底層（Base Layer）

雖然關於「基礎合約」的討論通常偏向可程式化智能合約平台，但理解比特幣作為基礎底層的角色至關重要，儘管其運作方式與 EVM 相容鏈不同。比特幣並不託管以太坊那種複雜、圖靈完備意義上的智能合約，但其底層協議作為整個加密生態系統中強大且高度安全的「基礎合約」而運作。

比特幣協議即其「基礎合約」

比特幣的「基礎合約」不是用 Solidity 或 Rust 編寫的智能合約，而是其不可篡改的協議規則，這些規則深植於其程式碼中，並由其全球節點網絡強制執行。這些規則規定了比特幣運行的方方面面，從新比特幣的產生方式到交易如何在區塊鏈上被驗證和記錄。

構成比特幣「基礎合約」的關鍵元素包括：

• UTXO（未花費交易輸出）模型： 與基於帳戶的系統（如以太坊）不同，比特幣使用 UTXO。每筆比特幣交易都會消耗先前的 UTXO 並創建新的 UTXO。此模型對比特幣的安全性和隱私性至關重要。
• 腳本語言（Script Language）： 比特幣利用一種簡單、基於堆疊的腳本語言（Bitcoin Script）來定義花費 UTXO 的條件。雖然不是圖靈完備的，但它允許多重簽名地址、時間鎖和其他條件性花費規則，構成了其有限可程式性的基礎。
• 工作量證明（PoW）共識： 這種機制是比特幣安全的核心。礦工競爭解決計算難題，第一個找到答案的人便能提議下一個區塊。這一過程保護了網絡免受雙重支付攻擊，並確保了交易歷史的完整性。
• 網絡傳播規則： 交易和區塊如何在比特幣節點的全球網絡中進行廣播和驗證。

這些元素共同構成了比特幣不可更改的「基礎合約」，定義了世界上第一個也是最大的加密貨幣的基本屬性和行為。

由比特幣協議定義的核心規則

比特幣協議明確定義了幾項對其經濟模型和運行完整性具有深遠影響的關鍵規則：

• 固定供應上限： 比特幣最著名的規則是其 2100 萬枚 BTC 的有限供應。這種通縮機制被寫死在協議中，未經廣泛共識和全網升級無法更改，使其成為其基礎合約中最穩固的「條款」之一。
• 減半機制： 大約每四年（或每 210,000 個區塊），挖掘新區塊的獎勵就會減半。這種可預測的新供應量減少有助於比特幣的稀缺性和價值主張，也是協議的另一個不可商榷的規則。
• 工作量證明難度調整： 採礦難題的難度大約每兩週（或每 2016 個區塊）調整一次，以維持大約 10 分鐘的穩定區塊時間，無論網絡上有多少算力。這確保了穩定的交易處理和網絡穩定性。
• 交易驗證規則： 協議定義了構成有效交易的精確標準，包括簽名驗證、輸入/輸出匹配和腳本執行。這些規則防止了欺詐交易並確保了帳本的完整性。
• 共識機制： 除了 PoW，協議還規定了節點如何就最長的有效鏈達成一致，從而防止分叉並確保單一、權威的交易歷史。

這些深嵌於比特幣協議中的核心規則，使其成為一個獨特安全且可預測的底層。它們是其與使用者之間「合約」的不可篡改條款，保證了其基本屬性，而無需依賴任何中央機構。

比特幣不可篡改性與安全性的概念

比特幣無與倫比的安全性和不可篡改性是其基礎協議設計的直接結果。工作量證明、分佈在數千個節點上的去中心化共識，以及對協議變更的保守態度，使得更改其歷史或基本規則變得極其困難。

• 計算安全性： 保護比特幣網絡的海量計算能力（算力）使得 51% 攻擊（即攻擊者控制網絡一半以上的採礦能力）在經濟上令人望而卻步，且在實踐中不可行。
• 去中心化執行： 沒有單一實體控制比特幣。其規則由所有參與節點強制執行，建立了一個強大且抗審查的網絡。任何試圖引入偏離共識規則的變更嘗試都會被網絡的大多數拒絕。
• 保守的開發： 比特幣的核心開發團隊和社群將穩定性和安全性置於快速增加功能之上。協議升級（如 Taproot）在實施前會經過徹底的審查、測試，並需要廣泛的共識，這進一步鞏固了其不可篡改性。

這種基礎的安全性與不可篡改性，使比特幣能夠作為整個數位資產空間的「信任底層」。其帳本被廣泛認為是現存最安全、防篡改的記錄，使其成為可靠的價值儲存手段，也是日益增多的金融應用程式的最終結算層。

擴展比特幣底層的功能

雖然比特幣的核心協議被刻意設計得保守且極簡，但其作為底層的能力正透過各種創新不斷地被探索與擴展，這些創新既直接在比特幣區塊鏈上進行，也透過互補的層級實現。這些發展旨在解鎖新的使用場景，同時不損害比特幣基本的安全性和不可篡改性。

Ordinals 與銘文（Inscriptions）

比特幣效用的近期顯著擴展隨者 Ordinals 和「銘文」的出現而到來。這些創新允許直接在比特幣區塊鏈上創建類似「NFT」的數位藝術品，挑戰了長期以來認為比特幣僅作為貨幣傳輸系統的觀念。

• 機制： Ordinals 為單個聰（Satoshis，比特幣的最小單位）引入了編號方案，允許每個聰都能被唯一識別。銘文則利用 Taproot 升級中增加的交易見證數據容量。這允許將任意數據（如圖像、文字甚至是短影片）「銘刻」到單個聰上，有效地將數位內容與比特幣的唯一單位綁定。
• 影響： Ordinals 證明了比特幣的底層可以支援的不僅僅是金融交易。它們引發了新一波的創意與實驗，促成了數位藝術、收藏品甚至是 BRC-20 代幣（一種利用 Ordinals 銘文的同質化代幣標準）直接在比特幣網絡上創建。這展示了現有的基礎協議透過細微的解釋與升級，如何在不改變其核心規則的情況下實現新穎的功能。

Layer 2 解決方案：閃電網絡與側鏈

意識到比特幣底層的限制（例如：交易速度、微支付成本、有限的智能合約能力），各種 Layer 2 解決方案應運而生。這些解決方案擴展了比特幣的功能，同時依賴其主鏈作為最終的安全與結算層。

• 閃電網絡（Lightning Network）： 這是一個構建在比特幣之上的第二層支付協議。它透過在使用者之間創建鏈下支付通道，實現了極快、低成本的微交易。至關重要的是，這些通道「錨定」在比特幣主鏈上。資金被鎖定在主鏈上以開啟通道，只有通道的最終狀態（或爭議）需要結算回底層。閃電網絡利用比特幣的基礎合約來獲得最終的安全與信任，因為所有通道狀態最終都可以在必要時於主鏈上強制執行。
• 側鏈（例如 Liquid、Rootstock）： 側鏈是與比特幣「掛鉤」的獨立區塊鏈，允許 BTC 在主鏈和側鏈之間移動。
  • Liquid Network： 一個聯合側鏈，專注於為機構和交易者提供更快、具隱私性的交易。它使用「雙向錨定」，BTC 被鎖定在主鏈上，並在 Liquid 上發行等值資產（L-BTC）。
  • Rootstock (RSK)： 一個開源智能合約平台，同時也是比特幣側鏈。RSK 允許圖靈完備的智能合約（類似於以太坊），並透過聯合挖礦由比特幣的算力保護。這有效地為比特幣生態系統帶來了智能合約能力，其安全性最終透過雙向錨定紮根於比特幣底層。

這些 Layer 2 解決方案證明了比特幣的底層可以擴展以支援更廣泛的應用，在卸載部分交易負載並實現更複雜邏輯的同時，充分利用其無與倫比的安全性。

Taproot 升級與腳本增強

比特幣協議本身也經歷了謹慎的升級，逐步擴展其能力。2021 年 11 月激活的 Taproot 升級就是一個主要的例子。雖然它沒有引入完整的智能合約功能，但它顯著改進了比特幣的腳本語言。

• 關鍵特性：
  • Schnorr 簽名： 透過允許複雜的多重簽名交易在區塊鏈上顯示為簡單的單簽名交易，增強了隱私性。這也提高了效率並縮小了交易規模。
  • Tapscript： 對比特幣腳本語言的升級，使其更具靈活性，並能支援更複雜的花費條件。這為開發者直接在底層創建更複雜的智能合約或應用程式打開了大門，儘管仍在比特幣刻意限制的腳本環境內。
  • MAST（默克爾抽象語法樹）： 允許複雜的花費條件在滿足之前被「隱藏」，進一步提高了隱私性和效率。

Taproot 體現了比特幣社群的方式：漸進式的、經過充分驗證的改進，在始終將網絡的核心安全與去中心化置於激進變革之上的前提下，增強隱私性、效率和有限的可程式性。它表明，即使是比特幣極簡主義的「基礎合約」也可以在嚴格的設計哲學內演進以支援新的創新。

基礎合約的廣泛影響與未來

基礎合約和底層的概念，無論是明確的智能合約還是內在的協議規則，對於整個加密貨幣和區塊鏈生態系統都至關重要。它們的設計、安全性和可升級性對去中心化技術的信任、創新和未來走向有著深遠的影響。

安全性與信任錨定

強大的底層及其相應的合約是去中心化世界中安全與信任的最終錨點。正如建築物的地基必須堅如磐石，區塊鏈或 dApp 的基礎程式碼也必須完美無瑕。

• 級聯漏洞： 廣泛使用的基礎合約中的缺陷（例如 ERC-20 標準實作錯誤）可能會損害建立在其上的無數代幣和應用程式。同樣地，底層區塊鏈共識機制的漏洞將破壞整個網絡。
• 系統性風險： 整個生態系統的完整性通常取決於這些基礎元素不受干擾的運行。這就是為什麼項目會在關鍵基礎合約的審計和形式驗證上投入巨資，也是為什麼底層區塊鏈將安全性視為重中之重。
• 「信任根」（Root of Trust）： 對於許多 Layer 2 解決方案和側鏈，底層的 Layer 1 區塊鏈（如比特幣或以太坊）充當最終的「信任根」。雖然交易可能發生在鏈外，但其最終結算或爭議解決仍依賴於底層合約提供的安全性與最終性。

創新與可組合性（Composability）

基礎合約不僅關乎安全；它們還是透過標準化和可組合性推動創新的強大推手。

• 「貨幣樂高」（Money Legos）： 「貨幣樂高」一詞恰如其分地描述了標準化基礎合約（如 ERC-20、ERC-721）如何讓開發者輕鬆組合不同的數位資產和協議。借貸協議可以接受任何 ERC-20 代幣作為抵押品，而 NFT 市場可以展示任何 ERC-721 代幣。這加速了開發並培育了一個豐富、相互連結的生態系統。
• 加速開發： 藉由提供預建、安全且經過測試的功能，基礎合約讓開發者能專注於新穎的功能和使用者體驗，而非重建核心組件，從而大大加快了 DeFi、NFT 和 GameFi 等領域的創新節奏。
• 網絡效應： 標準化的基礎合約創造了強大的網絡效應。支援特定標準的應用程式越多，該標準就越有價值、越好用，進而驅動更多的採用與創新。

去中心化與治理的光譜

底層與基礎合約的治理與升級機制凸顯了區塊鏈生態系統之間的根本差異。

• 比特幣的保守治理： 比特幣的底層協議變更緩慢且需要壓倒性的共識，反映了其作為安全、去中心化價值儲存手段的優先級。這種保守的做法確保了穩定性，但也限制了功能採用的速度。
• 智能合約平台的敏捷性： 以太坊等平台擁有更活躍的開發路線圖和社群治理模型（例如以太坊改進提案 - EIPs），允許對其基礎協議和合約標準進行更頻繁、更實質性的升級。
• DAO 控制的基礎合約： 一些 dApp 部署的基礎合約，其可升級性或核心參數由去中心化自治組織（DAO）控制。這將治理權轉移給代幣持有者，體現了更具去中心化且社群驅動的演進方式。

底層或合約治理模型的選擇直接影響其適應性、安全性以及所展現的去中心化程度。

互操作性的挑戰與解決方案

隨著不同的底層和區塊鏈生態系統數量激增，互操作性的挑戰變得至關重要。不同的底層（例如比特幣、以太坊、Solana）運作於不同的「基礎合約」和共識機制，使得直接溝通變得複雜。

• 跨鏈橋（Cross-Chain Bridges）： 這些解決方案允許資產和資訊在不同的區塊鏈之間流動。跨鏈橋有效地將一個基礎合約環境的「規則」翻譯成另一個環境，通常是在一條鏈上鎖定資產並在另一條鏈上鑄造等值資產。這些橋接的安全性本質上與底層基礎層以及管理橋接過程的智能合約安全性緊密相連。
• 原子交換（Atomic Swaps）： 這些技術利用跨越不同底層的條件式時間鎖定交易，實現在沒有中間人的情況下，在不同區塊鏈之間直接進行加密貨幣的對等交換。
• Layer 0 協議： 旨在於現有區塊鏈下方創建一個通用底層的項目，促進它們之間的無縫溝通。

加密生態系統的未來將日益依賴強大且安全的機制，讓這些多樣化的底層及其合約能夠有效地互動，為真正互連的去中心化網路鋪平道路。最終，整個去中心化景觀的強度和效用，都建立在這些基礎「基礎合約」和協議中所蘊含的完整性與創新之上。