什么是 Stacks？

Stacks 是一个比特币智能合约层，它的目标是使智能合约可以在比特币区块链上无需信任地使用比特币作为资产并结算交易。

Stacks 的初始版本于2021年初推出，引入了比特币交易结算，采用Clarity语言用于智能合约设计以及支持BTC进行资产原子互换等功能。Stacks层的目标是通过将BTC转化为生产性而非被动性资产，并启用各种去中心化应用程序来增加比特币经济。

尽管 Stacks 没有直接称自己为 Sidechain，但我们认为 Stacks 本质上仍是在 Bitcoin 链外构建了一条新链，拥有独立的治理结构和交易模式。不过与通常意义上的 Sidechain 只通过跨链桥桥接资产不同，Stacks 通过在比特币主链上提交锚定交易来实现与比特币主链的集成，这些锚定交易包含了Stacks链上区块头信息的摘要和一些附加信息，并被广播到比特币网络中以确保其不可篡改。此外该项目允许应用程序和智能合约使用BTC作为其资产或货币，在比特币主链上结算其交易。

所以可以定义为 Stacks 是一种创新的 Sidechain 模式。与 ETH 的 Rollup 方案即所谓“原生 Layer2”相比，两者都是将多个交易打包成一个批次，并将其提交到区块链上进行验证。这种方式可以有效减少区块链上的交易数量，从而提高整体性能。主要区别是：

1.验证机制不同：Stacks使用PoX（Proof of Transfer）共识算法，而Optimism Rollup使用PoS（Proof of Stake）共识算法。

2.安全性不同：ETH转POS机制后，矿工和验证者是同一个角色，且Rollup链上的验证节点需要质押一定数量的ETH作为安全保证。而 Stacks 中矿工和交易验证者是两个角色，交易验证者需要质押 STX代币（挖BTC），矿工则需要在 Bitcoin 主链上质押 BTC（挖 STX）。

2018 Q4 主网上线

2018 Q4 发布官方钱包Hiro Wallet

2019 Q2 向SEC提交5,000万美元，申请获得合规代币发行

2019 Q2 Stacks 2.0 白皮书发布

2019 Q2 引入Clarity合约开发预言

2019 Q3 成为第一个SEC合规的公募项目

2019 Q3 通过代币发行筹集2,300万美元

2020 Q1 实现挖矿转移证明（POX）共识机制

2020 Q2 Stacks 2.0测试网上线

2020 Q2 向SEC提交发展报告

2020 Q4 Stacks 2.0上线后 STX不再被视为美国法律监管的证券(SEC并未公开同意本观点)

2021 Q2 发布Stacks Accelerator 生态发展项目

2021 Q2 发布Stacks扩容方案Hyperchain

2021 Q4 对Clarity合约进行审计

2022 Q2 发布2.05.0.2.0版本

2023 Q1 Stacks 2.1版本发布

2023 Q1 上线Hiro 开发者平台

2023 Q4 重大更新，Nakamoto网络发布2023 Q4 重大更新，SBTC发布

Stacks的技术架构包括核心层和子网，应用程序开发人员和用户可在核心层和子网之间进行选择。Stacks主网去中心化高、但吞吐量低，子网去中心化程度低但吞吐量更高。给定子网的矿工/操作者可以要求矿工集之间具有高网络带宽，例如采用数据中心节点，甚至可以将子网矿工集列入白名单以确保高性能。

图：Stacks架构

来源：https://stx.is/nakamoto Stacks核心层基于PoX（转移证明）机制与比特币层进行交互，PoX是类似PoS的权益质押，二者交互过程如下：

图：stacks各角色交互过程

来源：stx.is，Trend Research 来源：stx.is，趋势研究 STX矿工通过在比特币区块链上发送交易来参与领导人选举，可验证随机函数VRF随机选择每轮的领导人 (同时给予较高的BTC出价更多权重)， 领导人在Stacks链上写入新的区块。

STX 持有者可以参与共识，并通过参与一个名为“Stacking”的流程获得BTC奖励。这个流程是用户将他 们的STX锁定一个奖励周期 (大约两周)，运行或支持一个完整的节点，并通过STX交易在网络上发送有 用的信息。积极参与Stacking的STX持有者将获得该周期的比特币奖励。

1. PoX矿工在比特币层上进行竞标，以成为下一个区块的领导者。他们通过花费比特币来参与竞标，并且获得STX代币作为奖励。

2. 一旦PoX矿工赢得了领导者竞标，他们将开始创建新的区块并将其添加到Stacks层中。这个过程是通过链锚定实现的，即将Stacks区块链中的信息与比特币区块链上的信息进行绑定。

3. 在Stacks层中，新的区块包含了所有最新的交易和状态变化。这些交易和状态变化被广播到整个网络，并且由其他节点进行验证和确认。

4. 一旦新的区块被确认，它就会被添加到Stacks区块链中，并且所有相关方都可以看到最新状态。

Stacks核心层与比特币层之间的交互是通过一种名为“链锚定”的过程来实现的。链锚定是将Stacks区块链中的信息与比特币区块链上的信息进行绑定的过程。这个过程确保了Stacks网络中发生的所有交易和状态变化都可以被追溯到比特币区块链上，并且可以被证明是由比特币网络所认可和保护的。

具体来说，每个Stacks区块都包含一个指向前一个Stacks区块和一个指向前一个比特币区块的哈希值。这个哈希值是通过将前一个比特币区块的哈希值与前一个Stacks区块的哈希值进行组合而生成的。这样，每个新的Stacks区块都会在其头部包含指向前一个比特币区块的哈希值，从而将两个网络绑定在一起。

具体举个例子：

假设Alice是一个Stacks PoX矿工，她想要成为下一个区块的领导者。她可以通过在Stacks网络上花费比特币（BTC）来进行竞标。她的出价越高，她成为领导者的概率就越大。这个竞标过程发生在Stacks链上，而新的区块则写入比特币层。

一旦Alice赢得了领导者竞标，她将开始创建新的区块并将其添加到Stacks层中。作为奖励，Alice将获得一定数量的STX代币。这些STX代币是由其他Stacks用户支付的交易费用所组成，并且由于PoX机制，这些代币是通过Alice花费BTC来获得的。

总之，PoX与比特币的PoW共识机制不同，但它使用已经挖掘出来的BTC而不是挖矿的电力作为安全保障，并且使用STX代币而不是BTC作为矿工奖励。

Nakamoto升级 Nakamoto升级是Stacks的下一个主要升级，预计在2023年Q4推出。这个升级意义重大，因为它将引入五个重要功能。其中最值得关注的是：Stacks交易由比特币网络保护安全性。这个功能使Stacks交易更加安全和可靠，并且成为真正意义上的Layer2而不是一条拥有自己独立状态的侧链。其次，引入去中心化、双向比特币锚定（sBTC），可能推动解锁价值数千亿美元的“比特币 DeFi 市场”。最后，4–5秒的出块速度以及支持其他网络的编程语言（比如Solidity ），大大提升了网络性能，降低了开发者进入的难度，为生态项目的爆发提供了条件。

根据Stacks 12月发布的白皮书中关于Nakamoto升级信息，更详细的内容如下：

和BTC共享网络安全性：使得Stacks交易能够获得比特币的最终确认；大约经过100个比特币区块或大约一天的确认后，Stacks层上的交易将会被整个比特币网络的哈希算力所保护。这意味着，要撤销这些交易，攻击者需要攻击整个比特币网络。这些交易在比特币网络上进行结算，并拥有比特币的最终性。此外，Stacks层与比特币网络同时分叉，因此任何在Stacks层上的状态都会自动跟随比特币的分叉。 SBTC ：引入一种新型的去中心化、非托管的比特币挂钩资产sBTC，使得智能合约能够更快、更便宜地运行，而不会危及安全。这也使得Stacks层上的合约能够通过挂钩交易信任地写入比特币网络。Stacks已经支持BTC原子交换，使比特币地址能够拥有并移动在Stacks层上定义的资产。已实现的Magic swaps和Catamaran swaps是比特币L1和Stacks层上资产之间的无信任原子交换的例子。此外，用户可以在比特币地址上拥有Stacks层上的资产，例如STX、稳定币和NFT，并通过比特币L1交易进行转移。 Clarity语言：Clarity语言一种用于可证明智能合约的安全、可判定语言。使用Clarity，开发人员可以在执行之前就能够输出执行结果，确定合约能够做什么和不能做什么，Clarity语言对链上智能合约的安全性可以大幅提高。举个例子，当前对某个合约进行签名或者执行一笔转账时，在确认之前就可以确定签名操作在经过合约操作后你的账户余额。截至2022年12月，已有5,000多个Clarity合约在Stacks层上部署。 比特币状态读取：可以完整的读取比特币链的数据，支持读取比特币交易和状态变化，并执行由比特币交易触发的智能合约。比特币读取功能可以使比特币L1层网络数据和L2层网络数据保持同步。 快速出块以及定制化子网支持多种开发语言：目前出块时间为10分钟，升级后利用拜占庭共识可以达到4–5秒的出块速度，打破了BTC 10分钟出块的限制，在比特币每次出块时将交易哈希写入比特币保证网络安全。此外，可扩展性层如子网可以在性能和去中心化方面做出与Stacks 主网不同的权衡。子网可以支持其他编程语言和执行环境（例如以太坊的 Solidity 和 EVM），这使得所有以太坊智能合约都可以使用比特币锚定的资产，并在比特币链上结算。 SBTC SBTC是Nakamoto网络升级中的核心产品，当BTC L2 网络建立后，链上如果缺乏原生资产，二层网络的金融生态是无法运行的，而SBTC则解决了这个问题，可以支持去中心化的Bitcoin 借贷、Bitcoin 支持的稳定币等等。同时，SBTC相较于当前BTC 锚定币方案，具有更加去中心化以及更加原生锚定的特点，可以从BTC锚定币市场中获得一定份额，有望大大增加Stacks网络的TVL以及用户量。

SBTC的特点在于，SBTC的验证者是由动态变化的签名者组成的去中心化集合，它打破了BTC多签地址最多15个以及无法更换签名人的中心化困境。另外一方面，作为Stacks二层网络的核心资产，劣势是在ETH生态缺乏主流应用的激励支持，优势是会获得Stacks网络所有DeFi应用的激励。最后，基于SBTC的稳定币，也为SBTC的市值提供了想象空间。

图：SBTC锚定/解锁过程

来源：stacks白皮书，Trend Research BTC锚定资产的基本原理是：

Lock-Mint 锁薄荷 在 BTC 链上锁定 BTC，目标链上铸造锚定资产 Burn-Unlock 刻录解锁 在目标链上销毁锚定资产，在 BTC 链上释放 BTC 由于 BTC 链不具备图灵完备性，在 BTC 链上锁定 BTC 的环节，需要通过一个托管账户来完成，该托管账户由见证人来管理；当 Burn 交易发生时，必须由见证人手动去完成 Unlock 环节。

BTC 锚定币应用链具有图灵完备性的（比如WBTC在ETH链），所以在 Lock-Mint 环节上。可以选择在目标链上部署 BTC 轻节点合约，当用户把 Lock 交易传递给轻节点合约时，进行合约验证并执行 Mint 动作，也可以选择依旧靠见证人验证 Lock 交易并执行 Mint 。

BTC锚定资产设计的关键点在于见证人机制，这决定了锚定币是中心化方案还是去中心化方案，以及资产的安全性。

SBTC的Mint以及Burn具体过程如下：

用户想要将BTC转换为SBTC时，他们需要将BTC发送到一个多签地址，并在Stacks网络上发起一个交易。这个交易会触发一个智能合约，该合约会向多签地址发送BTC，并在Stacks网络上创建相应数量的SBTC资产。当用户想要将SBTC转换回BTC时，他们需要向智能合约发送一条消息，并在Stacks网络上发起另一个交易。这个交易会触发另一个智能合约，该合约会销毁相应数量的SBTC资产，并向用户发送相应数量的BTC。

来源: LD Capital 以太坊链上BTC 锚定币分析

图：以太坊链上BTC锚定币情况

来源：dune.com Trend Research 来源：dune.com 趋势研究 2020–04–01 2500 BTC 2022–05–01 334,541 BTC +133.8X

DeFi Summer 对TVL的追逐，带来了BTC 锚定币的快速增长，BTC 锚定币流通市值峰值对BTC市值占比约为 1.57%。WBTC 市值占比最大 83%，HBTC 市值占比第二 11.5%。中心化 BTC锚定币占比95%以上，去中心化方案中 REN BTC规模最大，占比2%左右；2020年11月REN BTC占比到达过15%。

3.代币经济模型

STX 代币总供应量上限为 18.18亿，目前流通量约为 13.6 亿。

Stacks加密货币的创世区块中有13.2亿个STX。这些STX在2017年和2019年通过几次发行进行了 分发。 2017年发行的STX价格为0.12美元，2019年的发行价格为0.25美元，2019年的SEC合规发行价格为0.30美元。

挖矿奖励的分配为前4年1000 STX/区块， 后续4年500 STX/区块， 此后4年250 STX/区块，然后是永久性125 STX/区块。分配给创始人和员工的STX遵循3年解锁。

目前通过各个方案跨链至以太坊网络的BTC数量约为16.5万枚，BTC持币地址前100标记被币安交易所的地址BTC持币总量为37.5万枚BTC。愿意承担中心化托管风险的BTC持有人对BTC L2的接受度也相对较高，据此推测BTC L2 TVL在乐观的情况下能够达到50万枚BTC级别。

而目前Stacks的上的BTC总量仅2700+枚，尚未释放BTC潜在价值，BTC L2还存在巨大的发展空间。若BTC L2 TVL能够达到50万枚BTC，那么以当前BTC价格计算，将释放135亿美元价值，是目前以太坊二层TVL的3.7倍。Stacks作为比特币二层生态最繁荣二层项目可能是最大受益者。

ETH TVL / ETH L2 TVL（主要为Arbitrum，Optimism）约为11.38。

BTC TVL(BTC FDV) / BTC L2 TVL（包括Stacks，Rootstock）约为17,074。

ETH FDV / ETH L2 FDV （主要为Arbitrum，Optimism）约为 11.72。

BTC FDV / BTC L2 FDV （包括Stacks，Rootstock）约为 441.32。

从简单的TVL和FDV对比来看，相对以太坊二层项目，由于目前比特币二层生态尚未发展起来，因此存在高估的情况，主要原因是市场对比特币二层赛道预期比较高。

以当前以太坊二层项目Arbitrum和Optimism的TVL/FDV值作为参考值，对Stacks进行估值。

TVL预测分为乐观、中性和悲观情况。乐观情况下，以TVL能够达到50万枚BTC，即以太坊跨链锚定BTC数量和中心化交易所Binance标记地址BTC数量总和；中性情况下，达到以太坊BTC锚定数量；悲观情况下，达到2万枚BTC。

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