比特幣為世界帶來了首個智能合約開發(fā)語言——Script，其能夠讓不同的加密貨幣在不同的編程環(huán)境下被使用。然而這一概念在極具顛覆性的同時，使用起來卻有一定難度，特別是在較為復(fù)雜的花費環(huán)境下。無論是編寫較為復(fù)雜的智能合約，還是驗證合約是否正確運行其職能，都很容易出現(xiàn)人為錯誤，在關(guān)系到資產(chǎn)安全的情況下，對于腳本程序運行條件正確性的驗證變得尤為重要。

在過去的一年中，區(qū)塊鏈工程師Andrew Poelstra， Pieter Wuille（比特幣核心開發(fā)人員、同時也是隔離見證機制SegWit創(chuàng)建者）和Sanket Kanjalkar開始著手改進這一點。通過將Script語言拆分簡化，保留其最基本的要素和功能，優(yōu)化出了新的編程語言——Miniscript——減少了原編程語言的復(fù)雜性，讓所有進行比特幣編程的人們獲得更安全、便捷的體驗。

從理論上來講Miniscript相比Script有了更多的明確的使用條件和限制，但實際上人們可以用它完成任何Script所能做的事情。Blockstream研發(fā)主管以及Miniscript聯(lián)合設(shè)計者Andrew Poelstra表示。

SCRIPT

我們首先來簡單了解一下Script語言。

每一筆比特幣交易都包含兩個主要部分：輸入和輸出，二者都有自己的代碼，輸入“解鎖”了代幣，而輸出將代幣再次“鎖住”，并規(guī)定了下一次被解鎖再次進行交易輸入的條件，在這些條件中通常包括一個有效的加密簽名，更多的可能條件例如：該比特幣必須經(jīng)過一定的時間后，或必須含有特殊的密碼才能被使用或花費。

交易中的這段代碼就是用Script創(chuàng)建的，Script是專門為比特幣設(shè)計的編程語言。其靈感來自于Forth，一種20世紀60年代發(fā)明的編程語言，最初設(shè)計用來操作射電望遠鏡。不過，Script在經(jīng)過調(diào)整之后更加契合比特幣。

例如，Script中沒有使“循環(huán)”的操作碼：該語言不支持無限次執(zhí)行相同的計算。因為在比特幣中，沒有必要無限次地執(zhí)行相同的計算，因為比特幣的節(jié)點們實際上并不通過計算進行交易——而是驗證交易。關(guān)于為什么會出現(xiàn)這種情況，Blockstream工程師羅素·奧康納在三年前就發(fā)布了文章：對比特幣和以太坊的腳本語言和理念進行比較，其中進行了較為詳細的解釋。

同時Script并沒有被“類化”，這意味著計算的結(jié)果可以以不同的方式被注釋和使用，舉個很簡單的例子，一個有效簽名的結(jié)果可能是“true”，而“true”可以被注釋轉(zhuǎn)化等于數(shù)字“1”進而用于數(shù)學(xué)程式中，true=1，而true+true則可以被看成1+1=2，意味著如果交易最少需要兩個有效簽名進行驗證，則其滿足了這個條件。

這其實為我們引入了Script語言中最重要的一個屬性——“難以推理” 這基本意味著Script的計算結(jié)果能夠以多種方式被注釋轉(zhuǎn)化，即使一個簽名是無效的，在Script中其仍可以出于某些原因?qū)⑵渚帉憺橛行А?/p>

在Bitcoin Script中的確有一些運算碼在運行時鬧出荒唐事，例如，將一個簽名解釋為真/假值，在此之后將該布爾值轉(zhuǎn)化為數(shù)字（例如1/0）后編入堆棧索引中，再根據(jù)這一數(shù)值將堆棧重新排列，然而在實際運行過程中其具體規(guī)則是非常荒唐可笑的，Poelstra解釋道。

這樣一來在通過Script處理一些問題時會很棘手，尤其是在花費代幣的要求變得更加復(fù)雜時，一筆交易的發(fā)起者的代碼中可能會無意中包含了允許代幣在其他條件下被使用的信息，反過來也就是說，交易的收款方有可能因為沒有注意到這樣的“漏洞”而被發(fā)現(xiàn)這樣信息的攻擊者攻擊受到損失。

總結(jié)來說，當(dāng)前Bitcoin Script的最大問題是在對較為復(fù)雜的程序進行驗證時比較困難。

問題的具體舉例

關(guān)于以上的問題如何限制了Script的實用性，下面我們舉一個具體一些的例子。

Blockstream Green Wallet錢包有一個標準的“共同簽名”設(shè)置，錢包用戶掌控 2 個密鑰中的一個，Blockstream掌控另一個，這樣一來錢包中的數(shù)字資產(chǎn)能夠通過兩種方式被使用。用戶想要使用資產(chǎn)：用戶簽署了該筆交易并請求Blockstream一并簽署，通常Blockstream都會通過執(zhí)行（經(jīng)過郵箱或短信驗證碼二次確認后）；但可能發(fā)生的一種情況是：Blockstream這一端出現(xiàn)了問題——如公司跑路或者丟失了密鑰，或出于其他原因無法簽署。在這樣的情況下，用戶需要使用一個備用方案來完成這筆交易：如在鎖定時間過后，用戶可以在預(yù)定時間過后完成該筆交易。

這樣的解決方案似乎可行，但仍會受到限制，比如用戶將無法再使用任何其他比特幣的潛在智能合約，或在其終端增加更多靈活可擴展的設(shè)置。

現(xiàn)在Green有一個適用于所有客戶的預(yù)備腳本，基本上就是一個簡單的多重簽名，但是我們并不真正在乎腳本講了什么，我們在乎的是，在規(guī)定時間內(nèi)，交易代幣是否有可能在不需要我們簽名的情況下被交易？如果用戶提出一些與常人不同的要求，但只要原則上這些要求是我們關(guān)心和在乎的，我們就應(yīng)該滿足和支持。

舉個例子，一些用戶以防有什么意外發(fā)生，希望讓他的另一半或家人在一年后能夠繼承使用這筆資產(chǎn)；或以用戶是一家公司為例，其希望創(chuàng)建一個使用機制，例如需要三分之二或更多的董事會成員權(quán)限才能共同使用資產(chǎn)。

當(dāng)然從技術(shù)上來講，在比特幣腳本語言中以上的情況都是可以被實現(xiàn)的，但這將需要用戶設(shè)計一個自定義程序，而Blockstream（資產(chǎn)托管方）也需要確保參與其中。

這樣就太復(fù)雜了，“如果用戶任意提供給我們一個腳本語言，我們幾乎無法確定其是否滿足了我們所關(guān)心在乎的那個運行條件，因為所有腳本行為的組合非常復(fù)雜，舉個例子，假如用戶提供的一個腳本程序看上去需要一個簽名進行認證，但我們還需要考慮，如果用戶提供了一個non-signiture會發(fā)生什么情況？其是否會觸發(fā)其他條件使資產(chǎn)能夠被調(diào)用？等等。”Poelstra解釋道。

Miniscript

在過去的一年中，Poelstra、Blockstream 核心技術(shù)工程師Pieter Wuille和Sanket Kanjalkar設(shè)計了Miniscript，Miniscript官方并不屬于Blockstream的產(chǎn)品。

簡而言之，Miniscript是一個“刪減版”的Script：從Script工具包Script toolkit中整合選擇了更加易用和易于被驗證的工具，而除去極少數(shù)基本無人使用的工具外，幾乎所有Script能干的事Miniscript也能干。本質(zhì)上來講，一行Miniscript的代碼仍可以看作等于一行有效地Script代碼，只不過Miniscript通過防止代碼出現(xiàn)意料之外結(jié)果而盡可能的減少Bug的出現(xiàn)。

就拿我們上面提到過的問題來說，用戶可以利用Miniscript更加容易地設(shè)計出一個便于Blockstream驗證其是否滿足運行條件的設(shè)置，詳細來講，Blockstream能夠更加清晰地明白用戶資產(chǎn)的被使用條件，如，要么簽名通過，要么時間到了，不管用戶在其自定義程序端還夾雜了任何其他附加條件，如額外的時間要求、多重簽名等，說白了，使用了Miniscript，在Blockstream端來看可以免去那些花里胡哨的，可能影響驗證條件或偷換概念的東西，更干凈利落。

Miniscript語言非常直接且可預(yù)測，其程序總能導(dǎo)向一個決策樹，將程序很清楚的呈現(xiàn)出來，就像圖像編碼，易于推理。

就在上周，Pieter Wuille在Medium發(fā)文再次介紹了Miniscript（Miniscript： 改進后的比特幣腳本語言），他拿一段在比特幣腳本語言中的代碼為例：《A》 OP_CHECKSIG OP_IFDUP OP_NOTIF OP_DUP OP_HASH160 《hash160（B）》 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIGVERIFY 《144》 OP_CSV OP_ENDIF

其中，A和B為公鑰，在Miniscript中這段語言可以被精簡為：or_d（c:pk（A），and_v（vc:pk_h（B），older（144）））

這段代碼很清楚明了地表現(xiàn)了代幣的解鎖條件：A簽名通過；或者經(jīng)過 144 個區(qū)塊后B簽名通過。而很大一部分的Script可以以這樣的方式編寫。

策略語言和投入使用

盡管Miniscript也還在繼續(xù)開發(fā)中，但其早期版本已經(jīng)發(fā)布并可以投入使用了。

甚至為了讓編寫Miniscript變得更加簡單，Wuille還設(shè)計了一種“策略語言”，策略語言更像是用戶編寫自己熟悉的語言，其最終可以被編譯至Miniscript格式，進而可以被用于Script，并入比特幣交易輸出中。

這種策略語言的最大好處就是，它會在根據(jù)腳本編寫的不同情況下，盡可能地自動地轉(zhuǎn)換至最合適、高效的Miniscript格式。

在Script里你可以有非常多的編寫方式表達‘或（or）’；有非常多的編寫方式表達‘和（and）’，但當(dāng)然其中總有一些表達方法是更高效的，而策略語言中‘或（or）’、‘和and’和其他條件的表達方式是固定的，Pieter Wuille還設(shè)計編寫了一個超極簡單明了的編譯器（compiler），讓策略語言能夠以最優(yōu)的方式轉(zhuǎn)化至Miniscript格式。

根據(jù)其線上編譯器，剛剛我們舉例編碼在策略語言中可以再次被轉(zhuǎn)化為：or（99@pk（A），1@and（pk（B），older（144）））

這樣的寫法意思是：左邊的 “或（or）”被采用的概率是99%（A簽名通過）;右邊情況“和（and）”（經(jīng)過144個區(qū)塊后B簽名通過）發(fā)生概率為1%。

值得注意的是，以上并不僅僅是一個理論概念，雖然當(dāng)前的Miniscript和編譯器都不是最終版本，但Blockstream內(nèi)部已經(jīng)正在將其使用于Liquid官方側(cè)鏈軟件的分支開發(fā)中了，其中一個功能被稱為Dynamic Federations，其允許現(xiàn)有的Liquid成員對新加入的成員進行管理，或?qū)ΜF(xiàn)有在聯(lián)盟控制下的比特幣使用權(quán)限的腳本進行更新。Miniscript為構(gòu)建和更新此類相關(guān)的Script提供了更高效快速的工具，經(jīng)過現(xiàn)有的Miniscript編譯器轉(zhuǎn)化后，原有的已經(jīng)經(jīng)過人工精簡和優(yōu)化過的Liquid Script腳本被再次精簡了 22 個字節(jié)，相比原有的腳本約節(jié)省了 5% 的工作量。更重要的是，其允許成員對新提出的腳本更改的主體部分（成員密鑰、代幣緊急被調(diào)用的條件正確性以及聯(lián)盟新成員對原聯(lián)盟控制資產(chǎn)的使用條件等）進行自動化驗證，減少了成員間相互協(xié)調(diào)、對腳本進行復(fù)雜的人工安全審計的必要。

目前Miniscript的策略語言編譯器可以支持C++和Rust語言的轉(zhuǎn)化，為了讓這項技術(shù)更易于使用，Pieter表示未來他們還需將它與其他常用軟件整合集成，通過實現(xiàn)對相位整形二進制傳輸（雙二進制，PSBT）和Miniscript的兼容（更新器updater和終結(jié)器finalizer等），許多PSBT簽名使用者（包括硬件錢包）即使沒有顯式支持的情況下，也可被用于復(fù)雜的腳本中；此外，由于許多策略語言的腳本轉(zhuǎn)換結(jié)果還沒有被考慮到，編譯器也將會被進一步優(yōu)化改進。

來源： 金色財經(jīng)