Zulu Network是对比特币生态系统的一项重要创新，引入了一个由两层组成的架构来增强比特币网络的功能。这两层分别是ZuluPrime和ZuluNexus。ZuluPrime作为比特币的第二层，专注于提供与EVM（以太坊虚拟机）兼容的环境，从而能够在比特币网络上部署复杂的DeFi（去中心化金融）应用和服务。这一层还支持BTC和其他如BRC20等资产在不同的dApp（分布式应用）之间使用，无需转移到其他生态系统。

ZuluNexus则作为ZuluPrime之上的第二层，即比特币网络的第三层。它采用了混合VM（虚拟机）设计，虽然不兼容EVM，但支持UTXO（未花费交易输出）和账户类型，从而保留了比特币的核心特性并增加了新功能。这为开发者提供了更多创新的空间。

ZuluPrime和ZuluNexus之间通过无缝桥接技术实现互连，确保资产在这两层之间高效流转。Zulu状态转换的有效性通过BitVM桥接器直接在比特币网络上验证，实现了图灵完备的可编程能力。此外，Zulu Network还利用ZK（零知识证明）桥将其他一层链（L1）连接到ZuluPrime，增强了网络的整体功能性和兼容性。

Zulu Network

我们了解到它是一个创新的比特币第二层（L2）平台，其特点是采用了双层架构，既注重稳定性也鼓励创新。Zulu的设计认识到单纯依赖EVM（以太坊虚拟机）兼容性可能会限制生态系统的创新和实际应用范围；而完全保留比特币的UTXO（未花费交易输出）特性，则可能带来固有的风险。

为了克服这些挑战，并在比特币网络上实现快速的DeFi（去中心化金融）协议使用，Zulu提出了一种独特的双层架构解决方案。这一架构允许开发者探索结合UTXO和账户模型的新颖应用，同时支持诸如BRC20和ARC20等新兴协议的发展，以保证比特币生态系统持续增长和繁荣。

Zulu Network的设计包含三个层次，每一层都有其特定的功能和目标，旨在解决比特币网络在可编程性和互操作性方面的局限性，同时保持安全性与去中心化的优势。以下是三层架构的概述：

第一层：比特币区块链上的L2网络

结算层：比特币区块链充当最终的结算层，所有的交易最终都需要在比特币区块链上达成共识。

BitVM技术：通过BitVM技术实现了信任最小化的解决方案，允许复杂逻辑和ZKP（零知识证明）验证程序在比特币区块链上执行。

资产发行与桥梁：所有原生资产在基础层上发行并通过各种桥梁（如Orbiter或Polyheldra）转移到Zulu网络。虽然比特币本身不支持智能合约，但通过BitVM技术和双向锚定机制（2-way peg），可以实现信任最小化的资产转移。

第二层：ZuluPrime

EVM兼容层：ZuluPrime层引入了EVM兼容环境，允许以太坊上的dApps迁移至此，从而为比特币资产提供丰富的DeFi应用。

zkSync基础：ZuluPrime建立在zkSync的ZK堆栈上，这是一个高性能的ZK-EVM解决方案。

PoW与PoS机制：为了处理ZK证明操作所需的计算需求，引入了专注于ZK算法的PoW机制。此外，还建立了基于PoS的验证网络来预先验证区块证明，减少向比特币网络提交的成本和频率。

第三层：ZuluNexus

创新与扩展：ZuluNexus作为ZuluPrime的L2和比特币的L3，专为创新设计。它不仅与ZuluPrime交互，还扩展了UTXO模型的功能，允许编写基于UTXO的智能合约。

新的VM结构：ZuluNexus中的VM集成了BTC和ETH资产类型，为开发者提供了更灵活的开发环境。

借鉴其他项目：ZuluNexus吸取了Aleo、Aztec和Ola等项目的经验教训，旨在创建一个更强大的开发平台。

通过这种多层次的设计，Zulu Network旨在为比特币生态系统带来更多的灵活性、安全性和创新性，使其能更好地适应现代去中心化金融的需求。

2.1 ZuluPrime (L2)

ZuluPrime 定位为比特币网络的第二层 (L2) 解决方案，表现为构建在 zkSync 的零知识 EVM (ZEVM) 解决方案。在 ZuluPrime 上进行的交易在执行前被捆绑成块。序列器在提供当前区块内所有交易执行前后世界状态方面发挥着关键作用。在出现争议时，任何人都可以扮演挑战者，挑战当前块的执行。理论上，这些事务需要在 Layer 1 (L1) 上重新执行，以确保在与 L1 相同的安全级别上进行确认。然而，由于比特币无法执行智能合约（这可能源于各种智能合约调用），确保 L2 安全性变得具有挑战性。

BitVM 为比特币网络引入了可编程性，在最小信任基础上运行（1/N 级别，确保 N 足够大）。这在一定程度上解决了比特币上重放交易的问题。然而，经过仔细评估，仍然存在一些挑战；特别是，有必要将所有智能合约部署在 BitVM 上。从验证交易执行有效性的角度来看，这在资源、可扩展性和数据隐私方面都是效率低下的解决方案。

为了克服这些挑战，我们引入了零知识证明 (ZK) 的概念。本质上，为所有交易的执行生成一个证明，成功的验证表明交易执行的有效性。从验证的角度来看，这种方法减轻了更高层次交易类型的影响，因为 ZKP 验证程序始终在 BitVM 上运行，无论交易逻辑如何。不同区块之间的唯一变化在于程序的输入。

为了保持执行环境的统一性，验证网络将 ZKP 验证程序的执行环境建立在 BitVM 之上，随后，挑战者有能力对其执行结果进行挑战。ZuluPrime 的区块生成速度很快，因此需要来自不同验证者的强大计算能力来生成区块证明。同时，普通用户参与验证网络也是必不可少的。鉴于 ZKP 验证程序对计算能力的要求较低，这些网络可以快速验证证明，从而确保系统安全。ZuluPrime 的总体目标是使用户能够通过手机访问验证网络，降低用户参与的门槛。

通过结合 BitVM 和 ZKP 技术，ZuluPrime 力求在保证交易有效性和安全性的同时，提高系统的可扩展性和用户体验。这样既解决了比特币网络在智能合约执行方面的局限性，又增强了系统的整体性能和用户参与度。

2.2 ZuluNexus (L3)

在比特币生态系统中，ZuluNexus 被指定为第三层 (L3)，并直接部署在 ZuluPrime 上，与其无缝交互。然而，其状态更改的验证将涉及 Verify 网络和比特币网络，并且与 ZuluPrime 提供的证明相结合。ZuluNexus 的架构图如下图所示：

由于 ZuluNexus 的状态转换将在 ZuluPrime 上进行验证，因此无需在 ZuluNexus 上引入额外的验证网络。此外，由于平均交易成本较低，在 ZuluNexus 和 ZuluPrime 上提交证明之间的间隔可以很短。如图 3 所示，ZuluNexus 和 ZuluPrime 之间的主要区别在于其虚拟机 (VM) 的设计。

ZuluNexus 构建在一个与以太坊虚拟机 (EVM) 不同的全新虚拟机上。该虚拟机维护两个不同的世界状态树——一个用于账户类型，另一个用于 UTXO 类型的状态。在实践中，还可以维护 UTXO 承诺树。这种方法借鉴了近年来的经验，账户类型与智能合约的兼容性更强，这体现在以太坊的成功上。同时，UTXO 类型更适合私密交易，因为基于 UTXO 类型的交易由用户本地执行，然后由网络节点进行验证。许多注重隐私的项目，包括 Zcash、Aleo、Aztec、Ola 等，是基于 UTXO 类型的实现。

因此，UTXO 和账户类型在特定情况下都有明显的优势。ZuluNexus 的目标是结合这两种类型，创建一个基于混合账户类型的可编程平台。这个框架使开发人员能够在 UTXO 类型的基础上不断扩展更具创新性的功能。

3. 从比特币的资产桥接

作为比特币的第二层 (L2) 解决方案，Zulu 系统必须促进比特币和 Zulu 之间无缝的资产转移。目前，所有精心设计的跨链桥设计都包含 BitVM 框架，Robin 的 BitVM 桥和 ZK Base 的 ZKByte 设计就是例子。Zulu 的比特币跨链桥将利用 BitVM 桥实现，确保最小化信任的安全级别。

通过双向 PEG（ Pegged Output）机制，BitVM 桥可以保持 Zulu 上发布的 zBTC 值与锁定在比特币上的 BTC 值之间的 1:1 比率。然而，当基于 BitVM 桥跨越 zBTC 时，会有一个挑战——即其价值保持不变，相当于之前锁定的 BTC 的价值。通常，由于某些交易行为，普通用户返回的资产可能没有固定的价值。为了解决这种情况，该系统支持普通用户通过原子交换机制在比特币和 Zulu 之间转移资产。在这种情况下，经由 BitVM 桥接的 zBTC 可以充当原子掉期的流动性提供者。

3.1 在 Zulu 上绑定入/出 BTC

将资产锁定在 Zulu 中涉及将特定数量的 BTC 资产锁定在比特币网络上，然后在 Zulu 平台上发行封装的 BTC（zBTC）。这个过程需要满足几个要求：

锁定的 BTC 资产必须保持不可转让。单个和多个签名方法都存在集中化风险。

Zulu 必须结合一个比特币专用客户端来验证比特币网络上特定交易的确认。

Zulu 的 SPV（Simple Payment Verification）客户端必须识别比特币的存在，并验证 Zulu 平台上特定交易的发生。这项功能将基于 BitVM 实现。

连接入/出过程的完整流程如下图所示：

3.2 原子交换

如前所述，PEG-IN/OUT 操作仅限于相同价值的资产转移。然而，在某些情况下，用户可能希望参与涉及不同数量资产的交易，这使得 PEG-IN/OUT 不适合此类情况。原子交换为这个问题提供了一种解决方案。基本概念涉及用户将 BTC 资产转移到流动性提供者，而后者则将等值的 zBTC 转移到 Zulu 上的用户账户中。这一过程有以下几个关键要求：

原子性：确保交易要么全部成功，要么全部失败，从而避免任何一方遭受损失。

交易验证：实现一个 SPV 客户端，用于验证交易在两个区块链上的发生，以提供交易完成的证据。

激励与惩罚机制：建立一种机制，既能够保障流动性提供者的收益，又能遏制任何潜在的不当行为。

以下是流程图示意：

4. 验证比特币

无论是采用桥接技术还是 Layer 2（L2）设计，BitVM 的使用都是验证状态证明的必要条件。因此，比特币验证过程的核心在于 BitVM 的设计。BitVM 是一个图灵完备的虚拟机，拥有自己的操作码集，便于各种程序逻辑的合成。在编写指令集架构时，设计遵循以下关键特性：

支持图灵完备性：这需要处理任意计算的能力。

简化指令集体系结构：自定义 BitVM 操作码必须使用当前比特币支持的操作码来实现。

在设计 BitVM 时，Zulu 将坚持这些原则，并从 Starkware 的 Cairo VM 和 Ola 的 OlaVM 等项目的设计中汲取灵感。Zulu 团队的目标是在这些基础上进一步发展。引入分段（Bisection）机制允许验证者和挑战者根据 BitVM 的指令集架构对执行轨迹进行争论。这涉及识别有争议的操作码，然后验证比特币上的相应输入、输出和当前指令。

关于挑战机制的设计，Zulu 跟随类似于 Robin 的概念，将挑战 BitVM 的所有模块。下图说明了这种设计理念：

5. 数据可用性

作为 Layer 2 网络，Zulu 必须为用户提供通过历史交易验证其资产的方式，从而能够在 Layer 1 中安全地检索其资产，即使在无法访问 Layer 2 服务的情况下也是如此。此预防措施是为了防止在无法使用 Layer 2 服务期间用户资产被锁定在 Layer 2 中。最优解决方案包括将所有交易存储在 Layer 1 验证网络上。然而，从以太坊的发展历史中，我们了解到，虽然将交易数据放置在 Layer 1 网络上实现了最高级别的安全性，但过多的交易数据可能会淹没网络。因此，以太坊本身通过 EIP-4844 的升级解决了数据可用性（DA）问题。

在比特币网络的背景下，将所有交易直接存储在比特币上并不被认为是一种理想的方法。Zulu 的策略是将实际交易数据存储在专门用于数据可用性的网络上，例如 Celestia、EigenLayer 等。

Zulu 遵循模块化设计，这是区块链行业广泛接受的一个技术方向，在提高系统运营效率方面发挥着至关重要的作用。

6. 总结

Zulu 正在比特币行业中建立一个真正的生态系统，使现有的比特币资产能够与复杂的 DeFi 应用程序和金融服务接触，同时保持比特币网络的原始安全性、可靠性和功能。Zulu 网络为开发人员提供了一个持续创新的空间。Zulu 并不支持任何特定的技术方向，而是致力于整合各种方法的优势，以促进比特币行业的真正繁荣。

该项目向那些为比特币的未来做出重大贡献的人表示诚挚的感谢。如果没有我们之前的技术先驱的帮助，Zulu 将无法构建如此复杂和综合的解决方案。我们要感谢 zkSync 团队、Aleo 团队、Ola 团队以及像 Robin Linus 这样的个人，感谢他们的开源精神。这种精神代表着推动比特币社区和更广泛的区块链行业不断发展的核心精神。

没有这样的奉献精神，Zulu 就不会有可以建立的基础。该项目承诺坚持这种精神，向前推进，利用行业先驱的知识，为比特币生态系统、零知识领域和区块链技术做出有意义的贡献。

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