比特币如何扩展去中心化支付以外的 DeFi

去中心化金融（DeFi）一词在许多加密货币投资者和爱好者中变得非常流行。 DeFi 建立在以下承诺之上：当中介机构的作用减少或完全消除时，一些关键的金融服务将变得更便宜、更高效。 从理论上讲，它还使在线金融服务更具包容性，因为它超越了地理边界或管辖区等人为障碍。

通过允许我们将金融交互的规则和结果编码到无需许可的区块链中，DeFi 产品和协议成为可能。 因此，目前几乎所有的 DeFi 项目都在以太坊上开发，以利用以太坊的智能合约能力也就不足为奇了。

然而，比特币仍然是世界上最具流动性、最著名和最去中心化的加密货币（在撰写本文时，比特币的主导地位超过 60%）。 这显然使比特币成为可以从去信任和去中心化中受益的金融产品的有力竞争者。 然而，这不仅仅是因为很明显它很容易实现。

比特币粉丝想要不惜一切代价维护比特币的“硬度”，不愿以任何理由从根本上改变比特币的货币政策，无论是否与 DeFi 相关。 尽管存在像 RSK 这样的侧链解决方案，但不可能将智能合约功能添加到比特币协议中以启用 DeFi 产品。

但这并不意味着比特币 DeFi 永远不会发生。

许多个人和团队努力在不改变比特币当前结构的情况下，在从中心化到几乎完全去中心化的金融产品中使用比特币。

在本文中，我将讨论如何使比特币 DeFi 成为可能。 本文解释了不同的技术方法，以及它们解决的不同用例。

首先，DeFi是什么意思？

可以在没有中央权力机构的情况下进行的金融产品服务，或者控制金融产品的机制分散在不同实体之间的情况，统称为“去中心化金融”。 DeFi产品包括去中心化借贷、去中心化交易所、去中心化衍生品，甚至发行去中心化稳定币。 很多人认为去中心化支付本身就是一种DeFi产品。 我同意这个论点。 在这方面，BTC 是大多数商家采用的加密货币。 BTCPay Server 等服务甚至允许商家在没有第三方支付处理器的情况下直接接收 BTC。

比特币中心化金融产品概述

在深入探讨比特币的 DeFi 途径之前，让我们先从目前使用比特币的一些“中心化”金融服务开始。 一旦 DeFi 可以在比特币上有效执行，这些将成为去中心化的主要目标。

比特币贷款

建立在比特币之上的最受欢迎的金融服务之一是贷款。 我们可以把这个领域的公司分为两类。 第一种是允许投资者借用比特币和其他加密货币进行交易或做市的公司； 这个领域最著名的公司是 Genesis Capital。 据报道，Genesis Capital 在 2018 年处理了 11 亿美元的加密货币贷款，其中 75% 是 BTC。

另一种类型的贷款业务是 BlockFi 和 Unchained Capital 等提供 BTC 担保贷款的公司。 为了防止抵押品价值的波动，这些公司只提供贷款价值比为 20-50% 的超额抵押贷款。

保证金贷款

保证金贷款是用于杠杆交易的抵押贷款的特例。 在这种情况下，借入的资金不得离开借贷平台。 如果交易损失等于或小于抵押品价值，保证金头寸将被清算以将资金返还给贷方。 BitMEX、Kraken、Bitfinex 和 Poloniex 等交易所是保证金交易领域的主要参与者。 然而，由于监管的不确定性，这些产品中的大多数并不适合美国客户。

稳定币

希望从市场波动中获益但又希望在持有不活跃头寸的同时保持稳定价值的交易者特别感兴趣可以以较低费用轻松转让的稳定资产。 Tether (USDT) 是最早提出来解决这个问题的稳定币之一。 它最初建立在比特币之上，使用 OmniLayer 协议。 OmniLayer 利用比特币交易的操作码空间来创建和转移资产。

USDT 被创建为与美元挂钩的稳定币，承诺只有当相应的美元存款借给 Tether 公司时才会铸造 USDT 代币，并在 USDT 代币赎回美元时销毁。 虽然 Tether 可以以去中心化的形式进行交易，但它仍然集中在两个最重要的领域，即储备和控制。 Tether 公司持有并控制其银行账户中发行的 USDT 代币的所有美元储备，这导致他们经常面临法律阻力。

最近，Tether 开始通过在以太坊和 EOS 等其他区块链上发行 USDT 来减少对比特币网络的依赖，这些区块链一直在窃取比特币区块链的活动。

比特币相关的去中心化金融

现在让我们看看 DeFi 产品如何与比特币协同工作，并列出该领域的一些用例和项目。 可能的用例包括去中心化交易所 (DEX)、去中心化借贷、去中心化稳定币和去中心化衍生品。

实现比特币 DeFi 的技术途径包括：

1. 利用比特币当前的特性，如哈希时间锁定合约（HTLCs），促进直接跨链原子互换，与其他加密货币建立去中心化交换。

2、比特币的联邦侧链服务，比如Blockstream的Liquid。 这些侧链使用比特币区块链的双向挂钩，并允许挂钩的 BTC 用于各种金融活动。

3.在以太坊或Cosmos等协议中使用比特币与DeFi产品进行交互。

4.使用基于比特币协议的协议层，例如OmniLayer或Lightning Network。

这些技术在功能和它们能够支持的 DeFi 应用程序范围上有所不同。 此外，这些技术中的大多数都在开发中。 在下文中，我们将探讨这些技术及其预期用例。

去中心化交易所的跨链互换

去中心化交易的简单前提是在比特币和法定货币之间，或比特币和其他加密货币之间执行交易，同时您自己持有您的硬币，直到交易最终确定。 换句话说，交易时无需将您宝贵的比特币存入中心化交易所钱包，从而承担交易所的安全风险。

虽然此类交易可以使用 LocalBitcoins 或 OpenBazaar 等平台进行，但这些平台仅适用于偶尔出现的慢速交易，不适合需要高效价格发现的快速或高频交易。 对于高频交易，需要中心化的订单簿和相应的快速结算交易的能力。

事实上，建立一个真正去中心化的交易所是 DeFi 有史以来面临的最艰巨的挑战之一。 只要您使用中心化服务器来存储甚至显示订单，就意味着您仍然拥有中心化组件。 但是，我们这里的重点主要是在交易结算之前保管代币。 在这个领域，我们相信少数公司正在开发实现这一目标所需的技术。 我们相信 Arwen 和 Summa 目前处于领先地位。

Arwen 使用链上无信任托管和跨链原子互换的概念，允许非托管访问中心化交易所的订单簿。 从这个意义上讲，可以在集中式订单簿上进行高效交易，同时在交易执行之前保持资产托管。 目前，该产品仅支持使用与比特币相同代码库的加密货币，例如莱特币和比特币现金。 他们正在研究比特币和以太坊以及 ERC-20 代币之间的跨链原子交换。 Arwen 目前在 Kucoin 交易所（测试版）上可用。

Summa 发明了无状态 SPV 技术，为比特币和其他区块链提供去信任金融服务。 无状态 SPV 允许使用以太坊智能合约验证比特币交易，从而可以使用比特币执行广泛的金融交易。 利用这项技术，Summa 的团队进行了一场拍卖，其中比特币用于竞标以太坊发行的代币。 该团队正在致力于比特币、以太坊和 ERC-20 代币之间的通用跨链交换。

使用联合侧链的比特币 DeFi

比特币侧链是Blockstream在2014年提出的一个概念，其思想是在不改变协议底层的情况下引入比特币的新功能。 从那以后，这个概念有了很大的发展。 简单来说，侧链就是用少量的验证者创建一条单独的链（称为联盟），并在该链中使用通过双向挂钩与 BTC 挂钩的代币。 联合侧链的好处包括更快的交易确认，以及启用可能引起争议的功能，例如机密交易、其他资产的代币化或智能合约。 侧链的主要缺点是需要信任一个小型财团来运行和维护它们。 如果出于某种原因，侧链验证者决定放弃该链，则存在使用侧链亏损的风险。 在这种情况下，锚定资产将被卡住，无法在 BTC 中赎回。

RSK 是一个著名的侧链，致力于为比特币带来智能合约功能。 它支持 Solidity 智能合约，这简化了将以太坊 DeFi 协议迁移到 RSK 的难度。 除了 RSK比特币扩展公钥，Blockstream 还在 2018 年推出了商用 Liquid 侧链产品。Blockstream 最初专注于资产代币化和更快的交易，但这个概念可以扩展到支持 DeFi 应用。

使用比特币层的去中心化衍生品

实现比特币 DeFi 产品的第三种方式是利用建立在比特币之上的中间层，例如闪电网络或 OnmiLayer。 由于闪电网络是一个相对较新的比特币开发项目，因此使用闪电网络构建复杂的 DeFi 产品仍然是一个研究课题。 最值得注意的是 Discreet Log Contracts，本文末尾将对其进行详细讨论。

另一种选择是使用 OmniLayer。 在这方面一个有趣的项目是 Tradelayer，它试图在比特币上实现去中心化的衍生品市场。 该项目旨在扩展 OmniLayer 协议的多重签名通道，以允许使用比特币或在比特币上发行的其他代币作为点对点衍生品交易的抵押品。 一种可能的场景是交易者将资金抵押到多个签名地址并共同签署交易和交易更新以结算衍生品交易。 从这个意义上讲，用户可以在本地使用杠杆并通过共同签署交易交易来快速执行。 使用相同方法的另一个可能用例是使用比特币作为抵押品发行稳定币，类似于在 MakerDao 上以以太坊作为抵押品发行 DAI。

比特币 DeFi 在外部帮助下成为可能

在以太坊上“包装”BTC

在 DeFi 中使用比特币的一种完全不同的方式是利用其他网络，例如以太坊或 Cosmos。 由于大多数 DeFi 项目现在都在以太坊上运行，因此尝试在以太坊上使用 BTC 似乎是合乎逻辑的。 最简单的想法是发行一个 BTC 支持的 ERC20 代币（WBTC），它可以在任何以太坊 DEX 上交易，也可以用于各种以太坊 DeFi 项目。 用于生成 WBTC 的 BTC 保存在由项目托管提供商维护的多个钱包中。

截至 2019 年 7 月上旬，仅铸造了约 540 个 WBTC，仅占 BTC 流通供应量的一小部分。

虽然 WBTC 可以促进 BTC 在 DeFi 中的使用，但它也有一些重要的缺点。 首先是交易对手风险。 用于担保WBTC的BTC由中心化机构维护，有可能被黑客攻击。 其次，引入中介实体来托管资产（BTC）在某种程度上扼杀了 DeFi 运动的全部意义。 最后，要在 DeFi 中使用 BTC/WBTC，用户必须用 ETH 支付，这是很多比特币爱好者不愿意做的事情。

宇宙区

Cosmos 等可互操作的区块链项目开辟了将 DeFi 引入比特币等资产的新机会。 例如，Cosmos 协议定义了一个挂钩分区，在 Cosmos 上发行的资产可以与其他区块链资产（如比特币）挂钩。

在这些 Cosmos Zones 中，可以将智能合约功能添加到挂钩资产中，并从更快的最终确定中受益。 这种方法得到了一些铁杆比特币支持者的支持，例如 Eric Meltzer。 原因很明显：在这种方法下，比特币将仍然是支付费用和使用挂钩区的本地货币。 比特币爱好者可以将自己挂钩的比特币放入Cosmos专区，在专区处理交易，在专区收取手续费。 从这个意义上说，比特币将在不依赖其他资产的情况下受益于这项新技术。 这与 WBTC 形成鲜明对比，WBTC 需要使用 ETH 来支付费用或与 DeFi 协议进行交互。

值得一提的是，Cosmos Zone 对比特币 DeFi 的应用还在开发中，目前还有很多看不见的项目在建设中。 目前尚不清楚比特币和 Cosmos 之间的双向挂钩机制将如何运作。 Cosmos 区块链间通信（IBC）的实施尚未最终确定。 如果双向挂钩需要像 WBTC 这样的托管服务，或者一些验证器（如联合侧链）来执行挂钩，Cosmos 上的比特币区域提供的解决方案与其他解决方案没有太大区别。

除了为比特币构建这样一个系统的项目外，我们还看到人们对使用 Cosmos 将 DeFi 引入其他资产（例如 Kava Labs）很感兴趣。 如果这些努力被认为是成功的，那么在 DeFi 中使用比特币的障碍将大大降低。 该领域的成功吸引了足够的流动性进入挂钩区，并通过吸引足够多的验证者来保持合理的去中心化。

扩展比特币 DeFi 功能的相关研究

Merkelized 抽象语法树 (MAST)

比特币目前通过脚本语言具有有限的智能合约功能。 Script 不是图灵完备的语言，这意味着它不能用来描述一般的程序。 但是比特币扩展公钥，它仍然可以用来实现一些智能合约功能。 这是通过 Pay to Script Hash (P2SH) 和 Segwit 地址完成的，除非满足某些条件（通过脚本程序定义），否则无法使用交易。 这种方法的问题是具有多个条件的复杂交易会太大，使用起来非常昂贵。 由于这些原因，有人提议在比特币中实现 Merkle 抽象语法树 (MAST)。 MAST 只是 P2SH 功能的扩展，这将使在复杂条件下进行比特币交易变得更便宜、更容易。

MAST 的明显好处是它通过节省区块空间提高了比特币的可扩展性，不太明显的好处是它可以支持一些比特币 DeFi 用例。 例如，如果我们假设可以实现一个去中心化的喂价预言机，MAST 可以实现使用 BTC 作为抵押品的去中心化借贷，甚至是去中心化的稳定币发行。

下图显示了使用 MAST 的去中心化借贷场景的可能决策树。 贷款结算的各种条件可以编码到赎回脚本中并散列到 MAST 地址中。 MAST地址可以保证贷款的公平执行，如果借款人没有按时偿还贷款，或者抵押物价值低于贷款价值加上利息，贷款人将获得贷款抵押物。

麻省理工学院数字货币计划 (DCI) 的 Tadge Dryja 提出了谨慎日志合约 (DLC)，这是另一种可以扩展比特币 DeFi 功能的研究思路。

DLC 的简单解释是，它是一种双方创建期货合约的方式，一种资产未来价格的赌注。 DLC 要求双方在合约创建之前选择一个预言机（或多个预言机）来公开广播资产价格。 当合约结算时，任何一方都可以使用预言机公开广播的签名信息来结算合约并索取利益。

DLC 使用 Schnorr 签名向预言机隐藏合约细节，这确保了预言机无法操纵合约的输出。 由于 DLSs 技术类似于闪电网络技术，因此可以将 DLCs 与闪电网络通道集成。

综上所述

自 2018 年初以来，DeFi 协议引起了广泛关注。 尽管以太坊被认为是 DeFi 运动的主要协议，但开发人员和投资者一直关注比特币作为 DeFi 中流动性最强的加密货币的巨大潜力。 这种强烈的兴趣导致许多开发团队试图找出实现它的最佳方法。

虽然这将在比特币和以太坊以及各种新的智能合约平台之间造成更多竞争，但这种竞争对于鼓励进步和实现公共去中心化金融系统的愿景是必要的。