自 Ordinals 协议推出以来，比特币铭文赛道就逐渐开始备受市场关注。随之而来的，是接连而至的比特币生态协议出现，而它们正在为比特币网络带来新的变革可能性。作为生态协议之一的 Atomicals Protocol（即 Atomicals 协议，原子协议），它重构了 Ordinals 协议设计中的缺陷，以一种新的方式实现了比特币网络上同质化和非同质化 Token 等资产的铸造和转移，受到了社区的广泛关注。因此，本份研报将从设计理念、资产类型、实现原理、生态应用以及面临的挑战等方面对 Atomicals 协议进行全面拆解，旨在帮助读者进一步理解该协议背后价值的本质构成。
作者：ShirleyLi，Web3Caff Research 研究员
**封面：**Atomicals Protocol
**字数：**本份研报超 11000 字，预计阅读时长 23 分钟
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背景
从概念出发，全面理解 Atomicals 协议
DMT 理论
原子交换
UTXO
Atomicals 协议的三大资产类型
Digital Objects（NFT）
Digital Objects 是如何被创建的？
Digital Objects 是如何被转移的？
ARC-20
ARC-20 标准的诞生和原理
Bitwork Mining
ARC-20 与 BRC-20、ERC-721
Realm
Atomicals 与其他比特币协议
Ordinals 与 Runes
Trac Systems
BitVM
RGB
Taproot Assets
面临挑战
总结
参考文献
背景
2023 年 1 月比特币开发者 Casey Rodarmor 推出了 Ordinals 协议，可以在不更改比特币网络、不借助侧链的情况下实现在比特币网络上发行 “NFT” 的可能。Oridnals 协议按照开采顺序和交易顺序为比特币最小单位聪（satoshis，简称 sat）分配唯一序列号，以此来实现对其的跟踪和转移等，也就是说，通过它可以实现在比特币网络上的铭刻（Inscribe，即以太坊上的 NFT 铸造）。该协议带动了比特币铭文这近一年的火爆。
但在 2023 年 9 月，比特币社区另一位匿名开发者认为 Ordinals 协议存在着一些设计上的缺陷，并正式推出打磨了好几个月的 Atomicals 协议。Atomicals 协议是一种简单灵活的协议，专门用于为比特币等基于 UTXO 模型的区块链实现数字对象（Digital Objects）的铸造、转移和更新。
目前比特币生态上的 Token 协议主要分为两类：基于 Ordinals 和基于 UTXO 的协议。其中，Atomicals 协议就是基于 UTXO 的代表性协议。Atomicals 协议有一个宏大的愿景：“建立并保护比特币区块链作为真理和数字主权的来源。” 其核心在于 “永远收回对我们数字生活的控制权”。这一理念体现在很多方面，例如，Atomicals 协议是开源的，任何人都可以免费使用。它的代码库、框架和服务均基于开源许可证 MIT 和 GPLv3 发布（这两个许可证允许用户自由地使用、修改和分享代码），以确保任何人都无法控制这些工具和协议，等等。
从概念出发，全面理解 Atomicals 协议
然而，Atomicals 协议有关愿景的阐述却略显宽泛，用户理解起来并不容易。事实上，Atomicals 协议的定义涵盖了一个理论基础和两个技术背景知识。
DMT 理论
DMT（Digital Matter Theory）又被称为数字物质理论，由一些物理学家提出。他们认为数字信息不仅仅是随机的数和字母，而可以被视为一种类似于实体物质（如木材或金属）的数字物质。他们预测未来在地球上数字信息的使用量有可能会超过原子（原子的概念将在接下来的 “原子协议” 部分进行讲解），因此数字信息将会扮演越来越重要的作用。
在这个理论背景下，人们就产生了将 DMT 理论转换为可执行协议的想法。他们希望赋予数字信息更大的现实价值来使之达到能与物质相媲美的层次，并间接地改变世界。DMT 理论的支持者们将加密货币领域的比特币看作是一个应用实例，因为比特币本身就是一种具有自身规范和特性的非任意 Token（根据特定的规范和约束而创造的数字 Token），非常符合数字物质的定义。[1] 也就是说，Atomicals 协议的创始人借助这一理论为比特币的设计和认知提供了一种新的思考框架。
原子交换
Atomicals 协议从字面来看就是原子协议，而提到原子协议，我们首先想到的就是原子交换（Atomic Swap）。原子（Atom）是一种在化学反应中不可再分割的基本微粒，而原子交换的特征也是不可分割，它是指用一种加密资产直接兑换成另一种加密资产的方法。
原子交换可以被部署在两个独立的区块链上。它依赖于哈希时间锁定合约（HTLC，一种可以实现交易限制时间的智能合约）来实现交易行为。交易的发起方 A 需要将交易资金锁定在合约中，并生成用于访问它的秘钥，然后将加密这个秘钥的哈希值共享给交易的另一方 B。此时，B 需要使用 A 提供的哈希值创建出另一个安全地址来存入他的交易资金。如果在规定时间内，A 使用了与该地址相同的秘钥，并将自己交易资金地址的秘钥展示给 B，那么交易将随之完成；反之，交易就会被直接取消。[2] 这就是原子不可分割的概念，交易要么成功，要么取消，双方都不会有所损失。
总而言之，原子交换的特性就是规则简单、容易实现、方式灵活，且不需要依赖中心化的交易平台，甚至不需要运行索引器。Atomicals 协议就是通过这种方式实现了其资产的铸造行为。
UTXO
UTXO 是指未花费的交易输出（Unspent Transaction Output），这个概念最初起源于比特币。比特币网络就是一个分布式的账本，在它的概念中，“账户-余额” 的体系是不存在的，取而代之的只有一个个的钱包地址。这些地址之间的交易动态都由 “输入” 和 “输出” 来表示，也就是说每一笔比特币交易实际上都是由 “输入” 和 “输出” 组成的。但是，这里的 “输入” 和 “输出” 不等于我们通常理解的 “收入” 和 “支出”。
这种分布式账本为了记录比特币的完整交易情况，会以单笔交易为维度，将有关联的 “输入” 和 “输出” 首尾相连，形成我们现在所说的 “链”。也正因此，一个钱包地址存在着多笔交易，也就包含了多个 “输入” 和 “输出”。
举个例子，在现实场景中，我的钱包里拥有一张 5 元钱的纸币，当我需要在超市购买一个 2 元钱的物品时，我需要首先支付 5 元钱，再拿回 3 元钱的找零。在还没有购买物品之前，这张 5 元纸币就是一个未花费的交易输出，它必须以整张的形式存在不能被撕开。在购买物品时，花费出去的 5 元纸币就是我的交易 “输出”。对于超市而言，我支付的 5 元纸币就是它钱包的交易 “输入”；对于我而言，拿回的 3 元纸币也是交易 “输入”。
现在，再回过头来说 UTXO，这个概念就变得清晰了。一个 UTXO 实际上就是一定数量的比特币。当它存在在地址中还没有被支付的时候是 UTXO，对存储它的钱包而言被交易出去的就是 “输出”，而对于接收它的钱包而言是 “输入”。但是，比特币的交易模型又与现实场景有所不同，当我的钱包里有 5 个 BTC，需要支付给另一个地址 2 个 BTC 时，我发起的交易过程是：从我的钱包地址转出 2 个 BTC，并且同时转 3 个 BTC 给我的同一个地址或者我的其他地址。
当然，一个钱包地址可能会包含多个 UTXO，这样一来，追溯和记录每笔 UTXO 的逻辑就会更加复杂。如果想要知道某个用户拥有多少比特币，就需要对他比特币地址所有的 UTXO 进行求和了。某一时间点存在的所有 UTXO 集合被称为 UTXO 集，而所有 UTXO 的总量就是比特币当前的总供应量。
因此，所有使用类似比特币这种记录模式的就被称为 UTXO 模型的区块链。它的好处在于，可以同时处理多个 UTXO，从而实现并行事物的处理。
Atomicals 协议的三大资产类型
理解了 Atomicals 协议的理论知识，下面我们将接着聊 Atomicals 协议可以铸造的资产类型。
Digital Objects（NFT）
Digital Object（数字对象）最初由 Robert Kahn 在 20 世纪 90 年代初提出，他和他后来的同事们将其定义为存储、访问、传播和管理的数字系统的基本实体。随着时间的推移，Digital Object 的概念逐步发生了改变，现在它通常指的是一个 Bit Sequence（比特序列）或多个 Bit Sequence（比特序列）的集合。比特序列是计算机里的一个重要术语，它是数据的最基本单位，由 0 和 1 组成，可以被广泛应用于存储、传输和处理各种信息等等。此外，每组比特序列都具有关联的唯一持久标识符，作为数字对象的基本元素，以便能够准确定位和管理相应的数字对象。[3] 对应到实际场景中，经过处理和编码后的比特序列可以用于表示某个作品、作品的一部分或其他有价值的信息，这些作品和信息可以被视为数字对象。例如，有文本文件形式的数字对象，也有视频、音轨、图片、代码片段等形式的数字对象，还有由多个元素组成的更加复杂的数字对象。
Atomical Digital Object 实际上就是 NFT，但是 Atomicals 协议团队认为 NFT 是一个技术性很强的术语，无法表达可用的多种用途。因此，他们将之命名为 Digital Object（数字对象）来代表更广泛的意义。Atomical Digital Object（原子数字对象）是 Atomical 协议的核心资产，Atomical 协议可以实现数字对象（Digital Objects）的铸造、转移和更新。
Digital Objects 是如何被创建的？
官方在解释 Atomical Digital Object（官方简称为 Atomical）是如何被创建时是这样阐述的：“Atomicals 协议是通过使用 Taproot (P2TR) 支出脚本的两步 Commit-Reveal 方案以及使用 Atomicals Envelope 和由字母 ‘m’ 表示的铸造操作来铸造的。交易输出提交到正在交换的数据或文件，然后将数据包含在支出脚本中以显示内容，该内容可以是具有任何内容类型（例如图像、文本或任何媒体）的一个或多个文件。” 这段话包含的术语较多，笔者将把它们一一进行拆解。
Commit-Reveal 是一种增强区块链用户隐私和安全性的加密协议，它包含了两个步骤。首先是在提交（Commit）阶段，用户需要向链上提交一个包含了交易信息哈希值和随机数的承诺。然后在揭示（Reveal）阶段，用户会揭示原始信息和这个随机数，再由网络进行信息和哈希值的验证，以及随机数是否与之前提交的值相同。这种方式可以确保用户提交信息后就无法更改，在结果公布前保持隐私性和保证过程的公开透明，因此该方案通常被用于拍卖、投票、缓解抢先交易等应用场景。[4]
Taproot 升级是比特币网络在 2021 年完成的软分叉，它引入了 Pay-to-Taproot (P2TR) 交易的功能。它允许用户使用单个公钥或更复杂的脚本（例如多重签名钱包或智能合约）来花费 BTC，从而实现更大的隐私性和灵活性。这里有一个背景知识，比特币是使用脚本（几行代码）来规定花费 UTXO 条件的。在交易中，只有当脚本中定义的某些条件得到满足时，地址中的 BTC 才可以被花费出去。[5] 总的来说，该技术的主要优势在于它能够隐藏 BTC 交易的复杂性，使得链上的交易更为紧凑和难以分析，提高交易隐私性。
Atomicals Envelope 是一个用于封装 Atomical 的工具或协议。
使用字母 ‘m’ 表示铸造操作，是指 Atomicals 协议使用字母 “m” 来表示与铸造过程相关的唯一标识符（Atomical ID）。在 Atomical 的铸造过程中，使用字母 “m” 作为 Atomical ID 是为了更好地管理和识别不同的 Atomical 对象。这个标识符在整个铸造过程中起着关键的作用，帮助用户在承诺和揭示阶段进行正确的操作，并确保交易的有效性和安全性。
综合以上这些信息，我们再来重新描述一下 Atomicals 协议铸造 Atomical 的原理：Atomicals 协议使用原子交换的方案进行 Atomical 的铸造，并在交易输出环节融入了 Commit-Reveal 方案，以此来确保用户铸造 Atomical 过程的不可篡改性和隐私性。此外，它还在铸造过程中添加了唯一标识符来为 Atomical 的安全性和可追溯性提供保障。
Digital Objects 是如何被转移的？
当 Atomical 铸造完成后，它们就可以像普通 BTC 一样通过任何地址格式类型被进行转移，包括 Taproot (P2TR)、SegWit、Multisig 和传统地址 (P2PKH)。具体来说，Atomical 的转移机制与比特币的一般转账相似。
当一笔 BTC 交易发生时，如果有多个输入和相应的输出，那么 Atomical 的唯一身份标识（Atomical ID 设定为字母 “m”，可以用于分辨出哪些是属于 Atomical 类别的交易）会从交易的第 i 个输入流向第 i 个相应的输出，保障交易的顺序，使每个 Atomical 都与特定的输出相对应。如果用户需要在一笔交易中同时转移或者使用多个 Atomical，但是没有为每个花费的 Atomical 都设置相对应的输出地址时，那么这些 Atomical 将流向第一个输出。也就是说，通过这种方式，可以将多个 Atomical 同时 “铸造” 到同一个 UTXO 上，形成 Atomical 集合。而在提取 Atomical 时，则需要通过 SPLAT(x) 操作码，根据集合的 Atomical ID 按字母顺序将 Atomical 集合进行拆分，分布于单个交易输出上，从而实现从单个 UTXO 中拆分出任意数量 Atomical 的目的。如果携带的输入与 Atomical ID（字母 “m”）无关（不排除 Bug 影响），则不进行操作。
图源：NFTs – Atomicals Guidebook 图源：NFTs – Atomicals Guidebook
ARC-20
除了 Atomical 之外，Atomicals 协议也支持 Token 的铸造，为此，团队提出了新的 ARC-20 标准。它是一种在交易脚本中注册 Token 信息，以比特币最小单位聪作为基础单位，基于 UTXO 实现账本的比特币原生资产发行协议。
ARC-20 标准的诞生和原理
ARC-20 是 Atomicals 协议提出的同质化 Colored Coins（染色币）标准，它使用聪（Satoshi）来代表每个 Token。也就是说，每个 ARC-20 Token 都由 1 Satoshi（简称 Sat，比特币网络的最小单位，一枚 BTC 可以细分为 1 亿聪）提供支撑，其价值永远不会低于 1 sat。
Color Coins 最初的想法由以色列开发商 Meni Rosenfeld 在 2012 年提出，他设想为某些比特币 “染色” 以将它们与其他比特币区分开来，使它们能够用于替代货币、现实世界资产的所有权证书以及其他功能。[6] 而 Color Coins 的概念也成了此后 ETH、Ordinals 协议等诞生的灵感来源。
ARC-20 Token 可以像普通 BTC 一样拆分和组合，可以由任何人通过去中心化铸造或者直接铸造的方式来实现，并支持转移到任何 BTC 地址类型中。铸造者可以使用 init-dft 命令进行去中心化初始化，设定铸造开始的块高度、允许的总铸造次数、铸造条件等参数，也可以直接创建包含总供应量的单个输出，使每个 sat 直接代表一个 Token 单位。例如，铸造者可以通过创建包含 1 个完整 BTC 的单个输出，来实现铸造总供应量为 1 亿的 Token。
此外，Atomicals 协议提出了一个名为 Substantiation Factor（实质化因子）的概念，旨在解决比特币中的一些限制和问题。事实上，比特币网络中存在一个 Dust Limit，它规定了单个 UTXO 中最小的交易金额为 546 Sat。低于这个金额的 UTXO 都会被视为 Dust（尘埃）而不被网络处理。因此，Atomicals 协议希望重新定义 ARC-20Token 的最小单位到底需要多少 Sat 来支持。他们引入了一个新的操作 ST（Substantiate Token 实质化 Token）来允许 Token 所有者重新定义 Token 单位的支持比率，包括从 1:1 到 1:10、1:100 sat 等。这样，就可以实现 Token 单位的任意精度分割。
图源：ARC20 Tokens – Atomicals Guidebook
Bitwork Mining
Bitwork Mining 是 Atomicals 协议的挖矿机制，它要求矿工们安装和配置本地环境，通过电脑 GPU 挖矿。这种方式具备一定技术门槛，可以避免矿工们铸造 Token 时导致交易手续费暴涨的问题。可以说，Atomicals 协议将 PoW 机制置于 BTC 交易中是一种新的突破。这种机制的作用可以表现在以下几个方面：
1、创建稀有且难以获得的 Token：Atomicals 协议支持将任意字符串（例如：”hello”，在十六进制中为：”68656C6C6F”）进行编码来将满足其作为 NFT 的交易 ID 的要求，甚至还可以将其用在 ARC-20 Token 协议的分散铸造中。这意味着在创建 NFT 时，用户需要提供符合特定编码条件的字符串，以满足 NFT 交易 ID 的要求。这种要求可以通过 PoW 算法中的特定条件来实现，从而确保 NFT 的生成是基于一定计算量的、稀缺的和真实的。
2、利用 PoW 机制来对 NFT、Token 和其他数字对象的内容进行排名：由于 Atomicals NFT 或者 Token 都是通过 PoW 共识算法挖掘出来的，因此，Atomicals 协议的索引器会自动对 Atomicals NFT 和任意 “dat”（简单数据交易）的 PoW 进行索引，并将其按照 PoW 排名指数进行分类。这样一来，系统就可以衡量生成和提交这些对象的节点相应的价值和贡献程度。当不同用户在 Atomicals 中发布自己的 NFT 或者其他数字对象时，执行更多 PoW 任务的用户，其发布的内容将获得更高的权重和更好的排名，而不仅仅是基于出价因素。
3、支持创建 PoW 机制的 ARC-20 Token：Atomicals 协议还为 ARC-20 提供了 Bitwork Mining 的前缀参数设置，Token 的发行者可以自行选择特殊前缀，而想要铸造的用户必须通过 GPU 挖矿将匹配的前缀计算出来之后，才能获得铸造这个 ARC-20 Token 的资格。
ARC-20 与 BRC-20、ERC-721
Token 的通用标准应该追溯到以太坊网络上的 ERC-20，它于 2015 年被提出，是一个同质化 Token 标准。它规定了以太坊上 Token 合约应该实现的应用程序接口标准（API）。其功能示例包括：Token 可以从一个账户转移到另一个账户、允许获得账户的当前余额；允许查看网络上 Token 的总供应量；允许批准一个账户中一定的 Token 金额由第三方账户使用。在 2018 年，NFT 标准 ERC-721 提案正式通过。它规定了 NFT 资产不可拆分且非同质化的特性，提供了 NFT 的跟踪和传输等基本功能，包括有 NFT 的转移、获取账户当前 NFT 余额、获取 NFT 所有者信息、获取整个网络的 NFT 总供应量和允许账户中一定数量的 NFT 被第三方账户转移。
一直以来，开发者们就想将以太坊上的 Token 经济复制到比特币网络上，但是苦于比特币网络缺少智能合约的支持。直到 2023 年初 Ordinals 协议的爆发，才带来了实验性的 BRC-20。
Ordinals 协议通过给每个 Sat 分配唯一序列号来实现对其的跟踪和转移等，从而完成了比特币网络上的铭刻（Inscribe），即以太坊网络上的 Mint。而 BRC-20 基于此协议，将类似于 ERC-20 Token 的完整功能写入了 BTC 交易下，隔离见证（SegWit，2017 年比特币网络进行了隔离见证软分叉，它通过将比特币交易分为交易和见证组件来重组比特币交易）的脚本数据中，实现了部署、铸造和传输同质化 Token 的流程。它与 ERC-20 本质上的区别就是功能受到很大的限制，需要依赖于外部钱包来实现 Token 铸造和交易。
图源：Atomicals 协议前景及应用研讨会-问答汇总.pdf
ARC-20 与 BRC-20 相比，它对铸造对象有了更加广阔的定义，不局限于文本、图片和视频形式，而是致力于支持更多类别。不过，两者之间存在着一些区别。从铸造原理上看，由于 BRC-20 的余额都被刻入到了脚本中，无法被比特币网络本身识别，因此它需要索引服务器在本地构建一个记录 BRC-20 余额的账本。也就是说，BRC-20 的每次转账都需要发送两笔交易，先在本地账本中查询并计算余额，再进行转账。[7]
图源：Atomicals 协议前景及应用研讨会-问答汇总.pdf
而 ARC-20 采用染色币模型，将其 Token 直接与聪进行了数量锚定，且相关 Token 信息是直接录入到链上，因此它的 Token 余额会与 UTXO 中的 Sat 数量保持一致，不需要依赖于链下的本地账本去计算余额，去中心化程度更高，且转账及时性要优于 BRC-20。此外，BRC-20 采用了 “先到先得” 的铸币机制，而 ARC-20 采用的是 PoW 挖矿机制，这样整个铸造进程会更加缓慢，且避免出现瞬间手续费被拉高的情况。
图源：解析 Atomicals：更 “清真” 的 ARC-20 发币协议，潜藏着巨大潜力？
Realm
根据维基百科的解释，域名（Domain Name）是由一串用点分隔的字符组成的互联网上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位。但是由于 IP 地址不方便记忆且不能显示地址组织的名称和性质，于是人们就设计了域名来方便人们访问互联网，而无需去记忆 IP 地址数串。
同样，Web3 世界的建立也离不开域名系统。自 ENS 创始团队推出去中心化域名，解决了区块链地址冗长的问题以来，这一赛道就颇受关注。Atomicals 协议将域名视为一种特殊类型的数字对象，并将之命名为 Realm（领域）。不同于所有普通后缀式的域名（例如.eth），Realm 采用了颠覆性的变化，它将域名注册文本放在了前缀上。也就说，它抛弃了长久以来的 “后缀” 模式，开创了新的域名注册模式，并赋予了其新的名字——领域。
Realm 里最重要的概念就是 TLR（Top Level Realm 主领域），它与 TLD（Top Level Domain 顶级域名）相对。Web2 里的.com .cn，Web3 里的.eth .x 都属于 TLD，不过它们都是域名后缀。Realm 将 TLR 的注册权开放给了所有用户，改变了只有头部企业才能发行 TLD 的局面。注册成功的用户拥有为该 TLR 所有后缀的定价权。例如，注册了 “+btc” Realm 的用户（Realm 名称以加号+开始，至少包含一个字母字符），可以为所有的 “+btc.xxx” 子领域自由设置定价体系。根据 Atomicals 协议的规则，每个 Realm 的所有者可以通过 Bitwork Mining 或者 ARC-20 付款来铸造任意数量的子领域。
图源：Mint Sub-Realms – Atomicals Guidebook
Realm 的这种模式打破了人们对于域名想象的常规思维。在 Web2 世界里，域名采用续费模式，每一个域名都只在付费期间属于某一方，并且顶级域名的价格非常昂贵。但是 Realm 带来了永久域名，它让项目方或者公司在无需拥有自己 TLR 的情况下，就可以获得合适的域名，而 TLR 的拥有者也可以通过这种去中心化的方式获得收益。例如，“+btc” 的前缀属于拥有者 A，现在有一个 DeFi 项目想要在 Realm 中购买”BTC” 相关的域名，那么它只需要在 A 的手中注册 “+btc.defi” 子领域即可，或者继续注册 “+btc.defi.dao”“+btc.defi.fundation” 等更深一层子领域。下面这张图可以更好地帮助理解 Realms 与其他域名系统的区别。
图源：第三部分: 深度解析 Atomicals 协议 -DeSchool
除此以外，Realm 还规划了支付名功能。支付名是指用户可以在自己拥有的 TLR 前加上任意不同的内容和一个 @符号来帮助区分不同的收款对象。我们还是拿上个 “+btc.defi” 域名为例，项目方可以通过这种方式来为官方收款渠道设置不同的支付名，例如 +media@btc.defi、+donation@btc.defi，等等。
总的来说，Realm 为域名赛道带来了一场新的变革可能性。
Atomicals 与其他比特币协议
除了 Atomicals 之外，比特币生态上还有很多其他的协议，它们的设计宗旨都是为了实现比特币网络的可扩展性。一类是以 Atomicals 为例的协议，旨在通过铸造同质化 Token 和数字对象来增加比特币生态的金融衍生属性。当前最能与 Atomicals 产生直接竞争关系的当属 Ordinals 和 Trac Systems。另一类是以 BitVM、RGB 等为代表的协议，旨在为比特币网络引入智能合约的功能。不过，这类协议都选择了将大部分数据存储在链下，与 Atomicals 在去中心化的选择上是不一样的。
Ordinals 与 Runes
2023 年 1 月，以序数理论作为基础的 Ordinals 横空出世，该协议由 Casey Rodarmor 推出。序数理论是指按照每个聪（Sat）的开采顺序进行编号，这些序号将一直伴随着聪的转移，始终保持不变。基于这种方法，Ordinals 协议可以实现将铭文（一段元数据，可以是文本、图片等数据）刻在 Sat 上面，使其变得独一无二，而 Sat 的排序和组合方式将决定铭文的稀有度和市场价值。
图源：概述 – Ordinals Chinese (ordinalscn.org)
可以说，Ordinals 的本意是为了在比特币网络上实现 “NFT” 的铸造。但随着 BRC-20 的推出，Ordinals 上也有了发行同质化 Token 的可能。不过，Casey Rodarmor 并不乐见这种局面，因为 BRC-20 的交易市值仅在 2 个月内就达到了 10 亿美元 [8] 而 Casey Rodarmor 认为 BRC-20 的 meme Token 没有实际价值，是对 Ordinals 资源的占用和浪费。为此，他在 2023 年 9 月提出了新的基于 UTXO 的 Token 协议 Runes 协议。
根据设计，新的 Runes Token 从发行交易开始，指定供应量、符号和小数位数，并将该供应量分配给特定的 UTXO。UTXO 中可以包含任意数量的符文代币，无论其大小如何。UTXO 仅用于跟踪余额。然后，传输函数使用该 UTXO，将其分割成多个任意大小的新 UTXO，包含不同数量的符文，将记录发送给其他人。[9]
事实上，Atomicals 协议与 Ordinals 之间的竞争可以看作是对比基于 Ordinals 的协议与基于 UTXO 的协议的一种体现。从设计来看，基于 UTXO 进行铸造为 BTC 网络带来的额外负担小，这更符合比特币社区不愿意对网络进行过多修改的宗旨。但目前 Ordinals 的生态规模已经远远领先于 Atomicals 协议。而与 Runes 相比，Atomicals 的设计原理不同，且当前的开发进度要优先于 Runes。
Trac Systems
Trac Systems 的首个出圈产品是 Tap Protocol，推出时间是 2023 年 8 月。它是一个基于 Ordinals 的 Token 协议，可以实现在比特币网络上的 Token 质押、Swap 和流动性池等更为复杂的金融操作。2023 年 10 月，团队又推出了新的 Pipe 协议，该协议的灵感来源于 Runes 协议的设计，主要是基于 UTXO 去做比特币功能的扩展，例如，支持与购买、销售、转移数字艺术品相关的交易，允许创建和管理 NFT，以及在比特币交易中铭刻数据等。根据现有的公开信息显示，Pipe 协议可以防止双花问题，致力于缓解网络拥堵、优化 Mint 手续费和转账体验。简单来说，Tap Protocol 围绕 OrdFi 展开，并计划推出去中心化的交易平台，而 Pipe 协议可以用于创建同质化和非同质化 Token。
从这里，我们其实可以看出，虽然 Atomicals 是后起之秀，但是无论是 Ordinals 的创始人还是 Trac Systems 团队，都已经承认了基于 UTXO 进行铸造的可行性和重要性，并推出了相应的对标协议。但是这也说明了当前比特币生态协议们激烈的竞争态势。
BitVM
2023 年 12 月，BitVM 的白皮书发布，它提出了一种可以在不改变比特币网络共识规则的情况下表达图灵完备比特币智能合约的解决方案。与在比特币上直接执行计算不同，BitVM 只对计算进行验证。它将 Optimistic Rollup（乐观机制），Fraud Proof（欺诈证明），Taproot Leaf，Bitcoin Script（比特币升级脚本运作方式）等机制做了集成，最终设计出了一套独特适用于比特币网络的的 VM（虚拟机）系统。[10]
事实上，Atomicals 协议官方对于 BitVM 进行集成展现出了浓厚的兴趣，他们在推文中表示，BitVM+Atomicals 的结合可以让 Atomicals 只遵循 UTXO 线程规则，而不关心解锁条件。用户可以创建一个 BitVM 程序来锁定 NFT 或 ARC20 Token，并只能在 BitVM 证明正确的情况下才能解锁。甚至于团队还表示，在 BitVM 还没有准备好的情况下，他们有计划去开发自己的 AVM。
RGB
RGB 的概念首次被提出是在 2018 年，其灵感来源于 “Colored Coins” 和 Peter Todd 在 2016 年提出的客户端验证和一次性密封条的概念。它是用于比特币和闪电网络的可扩展和保密智能合约的协议套件，可用于发行和转移资产以及更广义的权利。RGB 分离了智能合约发行者、状态所有者和状态演化的概念，通过客户端验证的方式将交易数据保存于链下，将比特币区块链作为承诺层，使用独特的安全机制来定义所有权和访问权，并将随机盲化秘密值加入到 UTXO 使得资产的确切流向无法被监控，以此来保护交易隐私性。用户可以创建链下合约来发行 RGB 资产并将它们分配给比特币的 UTXO，以此将 RGB 资产添加到闪电网络链下支付通道，而用户则在该通道内完成转账。不过，RGB 虽然可以支持用户发行和管理不同类型的资产，但也可以被应用于金融领域之外的很多行业。
Taproot Assets
Taproot Assets 是由闪电网络开发商 Lightning Labs 在 2022 年推出的一种资产发行协议。该名字来源于比特币在 2021 年的升级。Taproot Assets 与 RGB 的设计思路极为相似，它也允许开发者在比特币区块链网络上发行和管理稳定币及其他资产。Taproot Assets 与闪电网络进行了整合，其 Token 发行方式需要拥有者预先铸造后再进行分发，而非用户主动铸造。因此，Taproot Assets 考验了 Token 发行方自己从创建、分发、流通和管理等方面的运作能力 [11]，与 Atomicals 这些协议有着很大的不同。
面临挑战
自 Atomicals 协议推出以来，出现了 2 次较大的争议事件：一个是用户在 Atomicals Market 上的 ATOM Token 被盗引发的争论，另一个则是 Atomicals 协议的燃烧机制带来的影响。
2023 年 11 月，X 平台上的用户爆出在 Atomicals Market（第三方市场，非 Atomicals 协议官方推出）上遭遇了多个 ATOM 挂单被空地址以近乎 “0 元” 的价格（只付出了手续费）直接买走的情况。随后，Atomicals Market 发出公告宣称 ARC-20 PBST（PBST 是一种特殊的比特币交易形式，它通过使用不同类型的比特币交易签名，如 SIGHASH_NONE 来创建条件性交易）交换存在缺陷，会导致用户丢失 ATOM Token 并且无法收到这些代币的付款。但 Atomicals 协议官方对此予以否认，并指出 Atomicals Market 在使用 SIGHASH_NONE 进行签名时是存在用户资金被盗风险的，即不正确的使用了签名代码。最后，这一事件以 Atomicals Market 全额赔偿用户损失，且创始人退出管理团队而告终。虽然这个事件并不是 Atomicals 协议存在漏洞而导致的，但是作为 Atomicals 生态中最重要的交易平台，Atomicals Market 引发的本次事件还是造成了一定的负面影响。
Atomicals 协议在它的转账机制的描述中提到了一种燃烧流程。Atomicals 遵循 FIFO（First Input First Output，即先进先出）原则，要求所有交易输入的总和可以完全分配到可用的交易输出上。当交易输出不足或者过剩时，就会触发燃烧机制。具体来说，当交易输入的值过大，交易输出中没有足够数量的 Sat 来容纳这些输入值时，或者当交易输出值过多，超过了交易输入的余额时，多余的差值就会被烧毁。例如，下面的两张图就显示了用户在进行 ARC-20 时转账时触发燃烧机制的情况。在第一张图中，Atomical 86a1 的输入值为 2600 Sat，而输出中只有 1600 Sat 时，就会导致 1000 单位的 Atomical 86a1 被销毁。而在第二张图中，Atomical 86a1 的输入值为 2600 Sat，但两笔输出分别是 600 Sat 和 2100 Sat，其总额大于输入值，因此只有第一笔输出能正常进行，而本应该分配给第二笔输出的剩余输入值（2600-600=2000 Sat）也会被销毁。这两种情况通常是因为用户没有在交易前先检查是否有同时发送的交易，或者用户使用的钱包或交易平台不支持 Atomicals 协议的完美兼容而导致的。因此，用户在操作 Atomicals NFT 或者 ARC-20 转账时，需要格外留意这一点。
图源：正常传输规则 – 原子指南 (atomicals.xyz)
图源：正常传输规则 – 原子指南 (atomicals.xyz)
除此以外，相比于 Ordinal 协议，Atomicals 协议生态处于相对早期，其生态发展的速度和规模与 Ordinals 仍存有较大差距，因此 Atomicals 协议生态的建立仍然需要更多时间的观察和验证。
总结
“铭文” 赛道为比特币生态带来了足够广泛的市场关注度，同时也为比特币矿工带来了丰厚的利润。根据 OKLink 的数据显示，当前 BTC 矿工的收入呈明显增加趋势。尤其是在 2023 年 12 月 17 日，矿工手续费收入占到了总收入的 41.84%，而在整个 11 月-12 月的大多数时间里，这个占比也达到了 10% 以上。通过数据来看，比特币铭文铸造和交易潮的确给矿工带来了实实在在的利益。因此，在利益驱动下，比特币上的铭文生态相信不会只是昙花一现。
除了这一点外，Atomicals 协议的发展还存在一个好的契机。此前，比特币社区之所以始终难以在扩容上难以达成一致，是因为比特币原教旨主义者和矿工利益之间存在着的冲突与矛盾。而 Atomicals 协议提出的由 Sat 支撑的 ARC-20 Token 标准和 PoW 挖矿等概念不会对比特币网络造成分叉，而且在去中心化、不可篡改、匿名性上的表现更优于其他生态协议，因而它也得到了比特币社区的高度尊重。
如果以最直观的视角来看 Ordinals 和 Atomicals，前者最大的意义就在于为比特币网络引入了铭文概念，而后者在设计理念上做了更完善的重构。具体来看，Ordinals 是原生的 NFT 协议，在它基础上出现的 Token 协议多多少少都有一些中心化的元素。而 Atomicals 在重构 Ordinals 时，将 NFT、Token 甚至域名都规划在列，从发展版图和技术完善程度上来说要优于 Ordinals。尽管 Ordinals 目前在生态规模上仍然远远领先于 Atomicals，主要因为 Ordinals 占据了市场先机，再加上 Atomicals 的挖矿模式阻碍了很多非技术背景的参与者。然而，当前的生态规模并不能准确预示未来的竞争格局。因此，Atomicals 协议究竟能为比特币网络带来多大的改版，时间和市场的验证会给我们交出答案。
参考文献
[1] DMT 数字物质理论，是下一个 BTC 一层的理论框架？DrJinglee / X (twitter.com)
[3] FAIR Digital Object Framework Documentation
[4] Commit-Reveal scheme in Solidity. What is it? | by Srinivas Joshi | Coinmonks | Medium
[5] WHAT IS PAY-TO-TAPROOT (P2TR）？
[6] 染色币（Color Coins）Greysign / X (twitter.com)
[7] ARC20 相比于 BRC20、PIPE 有什么优势和劣势
[8] Bitcoin Ordinals creator Casey Rodarmor pitches BRC-20 alternative ‘Runes’
[9] 一文看懂 Ordinals 创始人最新 Runes 协议！或将替代 BRC-20
[11] 详解闪电网络的 Taproot Assets 协议：一个更加面向机构的比特币网络资产发行协议
[12] 比特币生态新趋势：闪电网络、Ordinal、Atomical、bitVM
[13] DeSchool：深度解析 Atomicals 协议
[14] 必读：Realm 介绍资料汇总.pdf – Google Drive
[15] 60 岁奶奶也能看懂的 BTC L1 新协议简史 0xSea.eth🦇🔊🐸： / X (twitter.com)
[17] Atomicals 深陷质疑，ARC-20 就此熄火？
[18] Atomicals Docs