蝴蝶矿机Butterfly Labs（BFL）专门生产基于ASIC的比特币挖矿机

它在2011年到2012年之间出售了大约2300台速度较慢的FPGA矿机，2012年6月宣布出售更快的ASIC矿机，挖矿速度 5 GH/s的矿机售价最低274美元， 500 GH/s的售价最高22484美元。它从去年年中就开始接受订单，预计9月开始交付，但直到今年6月才开始交付第一批订单，发货延迟受到了比特币矿工的抱怨。在BFL延期的同时，它的竞争对手如 Avalon则提前开始提供了相竞争的矿机。另一篇文章评测了5 GH/s型号的矿机，结果确实令人印象深刻，基本上矿工的投资在几周之内就能收回，投资回报率高达1800%，略微降低计算速度后矿机的发热量和功耗减半。

2012 年 12 月，第一家 ASIC 矿机厂商——蝴蝶矿机诞生；

然而

2012年，美国一个开发比特币矿机的机构“蝴蝶实验室”声称，他们准备研发一款ASIC矿机。因为前期需要大量的开发成本，“蝴蝶实验室”搞了一次众筹，收了客户的定金。但是，“蝴蝶矿机”并没有如约而至，蝴蝶实验室在收取了客户定金之后，并没有按时发售，发售的时间一拖再拖，当时只有一批运气好的客户收到了矿机。很多年以后，“蝴蝶实验室”被美国联邦法院冠以“诈骗”，蝴蝶实验室随即被冻结资产，蝴蝶矿机也就不了了之了。

虽然美国“蝴蝶实验室”研发失利，但也并不是毫无意义的。美国“蝴蝶实验室”研发ASIC矿机这件事传出去之后，业内人士开始担心，一旦ASIC矿机批量使用了，那就会对比特币系统构成威胁，毕竟ASIC矿机太强了，谁能够批量生产，就相当于谁手里掌握一台比特币“印钞机”啊！意识到这种危机，业内人士开始坐不住了。

2012年，一个名叫烤猫（Friedcat）的账号，在比特币论坛上发布消息，宣称自己能造出ASIC矿机。这个“烤猫”是个神童，15岁就考入了中国科技大学少年班。烤猫提出这个想法之后，受到了吴忌寒的支持。吴忌寒当时投入了10万身家，同时热心地帮助烤猫筹款。最后烤猫成功筹集了100万元资金，这些钱开启了ASIC的启动成本。

与此同时，北京航空航天大学博士“南瓜张”也在进行ASIC研发。他担心，一旦烤猫的矿机垄断，就会控制比特币算力，所以自己必须抓紧研发脚步。于是，南瓜张决定休学研发ASIC矿机，相当于和烤猫隔空竞赛。南瓜张筹集研发资本的方式比较特别，相当于订立了一套“霸王条款”，他也是采用预售的方式，大家先来订购，但是不提供售后，不确定什么时候发货，也不接受更改收货地址，就算以后没发货，也不能退钱。看起来挺不靠谱的，但是依旧有人愿意支持他相信他，南关张就这样筹集到了开发资金。2013年初 ，南瓜张成功跑在了烤猫前头，第一个开发出ASIC矿机，这个矿机名叫“阿瓦隆”。之后，南瓜张成立了“嘉楠耘智”公司，转向矿机芯片研发，把整机制造交给代工厂，只专注于芯片开发。

比特币矿机大乱斗，一场没有硝烟的“军备竞赛”

当然，烤猫也没有落后不久，南瓜张的阿瓦隆矿机出现后不久，烤猫的矿机就研发出来了，而且随着南瓜张宣布不做整机，只专注于矿机芯片，给了烤猫非常大的垄断空间。这时的矿机市场成为了烤猫的天下，烤猫一方面从矿场获取可观收益，另一方面通过出售矿机大发横财。但是好景不长，烤猫矿机的二代、三代都出现了一些问题，不是质量不过关，就是没能按时交付，再就是和投资人之间产生很多纠纷。再加上当时国际上的ASIC矿机研发都取得了很大的进步，烤猫矿机面临前所未有的瓶颈。到了2015年，烤猫就消失了，彻底失联，好像从人间蒸发了一样。烤猫去了哪没有人知道，有人说他被劫持了，有人说他自杀了，去年有人说在活动中见到了烤猫，但不知道消息真假。

烤猫失踪以后，吴忌寒时代正式来临。前面提到，吴忌寒曾经在烤猫刚研发矿机的时候就投入了10万元，烤猫矿机获取的暴利，让吴忌寒的10万元暴涨到5000万元，吴忌寒也就有了“自立门户”的启动资金。2013年底，吴忌寒从烤猫公司抽离，成立了自己的矿机公司“比特大陆”。比特大陆随即研发出了蚂蚁S1矿机。尽管吴忌寒的入场时间要晚于烤猫和南瓜张，但是吴忌寒团队研发出的蚂蚁S1矿机在性能上处于当时的顶级，由此，比特大陆便具备了继续扩张的一席之地，也为吴忌寒奠定了日后谋求“矿圈一哥”的地位。

随着2014年大熊市的到来，烤猫矿机一蹶不振，烤猫本人消失，而南瓜张只专注于矿机芯片的研发，吴忌寒的比特大陆就成为国内唯一一家矿机生产厂商。不止矿机，比特币大陆在矿池方面依旧占据了近乎垄断的地位。拥有极大算力权势的比特大陆，甚至把比特币“克隆化”，发行了一种新的货币——比特币现金（BCH）。

由于ASIC是为专一功能打造，它的算力比普通电脑高几十倍或者几百倍，因此，ASIC矿机成为主流挖矿矿机而迅速崛起，从2013年下半年开始，大量ASIC矿机如雨后春笋般出现（当然很多在2014大熊市的时候都死掉了），活下来的主流矿机基本上还是嘉楠耘智的阿瓦隆矿机和比特大陆的蚂蚁矿机。当然，他们能“活下来”也是有道理的，因为他们并没有停止脚步，而是将矿机不断进行升级，甚至与“人工智能”结合起来：2017年底，比特大陆推出“算丰”系列云端AI芯片；2018年9月，嘉楠耘智发布了人工智能KPU芯片。

直到今天，ASIC矿机还是主流矿机，当然，ASIC矿机的争议也比较大，比如说能耗过大，矿机本身的价格容易受到数字货币市场的影响（市场好的时候矿机被炒到几万元一台，市场不好的时候矿机就是一堆废铜烂铁）。

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Optimistic Rollup简介

如今，对于以太坊乃至所有区块链来说，Optimistic Rollup 是最有前途的可扩展性方案。但是，Optimistic Rollup（ORU）是什么？为什么它会让以太坊开发者和可扩展性研究者如此心潮澎湃？

在本文中，我们将以通俗易懂的方式来介绍 ORU 的基础知识。

特点

ORU 具备很多理想特点。在所有区块链可扩展性技术中，它的特点都是无可比拟的。一个设计合理的 ORU 系统将具备以下特点：

1. 免信任。不同于传统的侧链技术，ORU 具有免信任性（或者更专业一点的说法是，具备信任最小化的特点）。你随时都能从 Rollup 上取出你的资金，无需信任 ORU 上的绝大多数区块生产者都是诚实的。
2. 免许可。不同于 Plasma，ORU 具有免许可性。任何人都可以成为 ORU 上的区块生产者，因为 rollup 上的所有区块数据都发布在以太坊上，可以从以太坊上获取。如何选出下一个 领导者 是具体的实现问题，而非根本限制。
3. 免托管。如上文所述，由于 ORU 兼具免信任性和免许可性，你随时都可以取出你的资金，而且没人可以阻止你。因此，ORU 具备免托管性。
4. 表达性强。不同于 ZK rollup，ORU（从理论和实践来说）具备较高的表达性。无论是类似比特币的 UTXO 付款，还是成熟的可兼容 EVM 的执行，ORU 都能处理。
5. 开放参与。不同于支付通道，ORU 支持智能合约，而且像 Uniswap 那样对所有人开放。
6. 资本效率高。不同于支付通道，ORU 不要求用户提前锁定资金。
7. 抗链上拥堵。不同于支付通道和 Plasma，ORU 可以抵御链上拥堵，因为 ORU 的欺诈证明是在区块层面上的，而非像支付通道那样的关闭机制，或 Plasma 那样的退出机制。
8. 无需新的密码学。不同于 ZK rollup，ORU 不需要任何新的密码学。
9. 快速（非即时）终局性。不同于 ZK rollup，ORU 不需要生成证明，因此 ORU 区块可以立即发布到以太坊上。由于有效的 ORU 区块无法回滚，一旦这些区块被发布到以太坊上，就能够获得像以太坊那样的最终确定性。

Optimistic Rollup 简史

增强比特币可扩展性的最早举措之一是侧链。侧链是与父链共同运行的区块链，但具备不同的特点：出块时间更短、区块大小更大、智能合约的表达性更强等。然而，普通的侧链有个致命的缺点：如果一条侧链上的绝大多数矿工/验证者都是不诚实的，用户资金就会被盗。

这些年来，有很多技术都在尝试增强侧链的安全性，来保证在绝大多数参与者不诚实的情况下，用户资金也不会被盗（这被称为信任最小化的双向锚定）。更早一点的例子有合并挖矿（merged mining）、影子链（shadow chain），之后又出现了 Plasma 和 ZK rollup。有趣的是，在 ORU 出现之前，一个类似的方案是分片机制下的延迟状态执行（我们很快会讲到这点！）。

这些研究的集大成者就是我们如今所知的 Optimistic Rollup。2019 年 6 月，《最小可行合并共识》首次阐述了这一技术。从那时起，以太坊社区就开始大力支持 ORU，将其作为以太坊式智能合约执行的可扩展性方案，无需等到 Serenity Phase 2。

Optimistic Rollup的运作方式

- Optimistic Rollup 可视化 -

作为信任最小化的双向锚定侧链（换言之，即使侧链上的每个验证者都不诚实，也不会出现资金被盗的情况），ORU 在运作方式上异常简单（当然，我的那篇 “原理” 讲解得更详细）。

1. 聚合者将 rollup 上的交易收集起来，打包进 rollup 区块，并将该 rollup 区块连同保证金（我们很快就会解释为什么需要保证金）一起发送到以太坊（或另一条类似以太坊的区块链，上面运行着具有大量状态的智能合约）上的智能合约中。这个 rollup 区块不会被翻译或执行——智能合约只记录区块哈希，并追踪所有 rollup 区块的哈希。rollup 区块本身不存储在智能合约内，但是所有人都可以在以太坊的历史交易中找到它们。
2. rollup 区块包含一个状态根，即，该 rollup 区块的状态树的根。如果该状态根是无效的，则任何人都可以在挑战期内使用欺诈证明来证明它是无效的。这可能是因为这个 rollup 区块中有一笔交易是无效的，或者因为状态根是无效的。如果一个 rollup 区块被证明是无效的，合约就会将 rollup 链回滚，这个无效区块后面的所有的 rollup 区块都会变成孤块。一旦欺诈证明成功，保证金中的一部分会支付给证明者，剩余部分则销毁。
3. 如果直到挑战期结束都没有人提交欺诈证明，合约会敲定 rollup 区块，允许聚合者取回保证金。用户将款项从 rollup 链上取回到主链上时，需要在 rollup 链上发起取款请求，只有当合约敲定该 rollup 区块后，款项才能取回。

就是这样！ORU 看起来很简单，为什么花了这么长时间才有具体的方案和实现？这是因为这些技术的设计空间实际上是无限的，而且 “要想找到答案，你必须先找到正确的方向”。

请注意，上文介绍的是 ORU 是如何通过链上执行的方式在以太坊等区块链上运作的。ORU 也可以作为具备客户端执行功能的应用，在 LazyLedger 等项目上实现。在后一种情况下，欺诈证明将通过点对点网络传播，无需发布到智能合约上。

折中

虽然 ORU 的很多特点对于去中心化的区块链和无法停止的金融平台和应用来说至关重要，但是实现这些特点需要付出一些代价。

1. 在默认情况下，由于与以太坊上的智能合约交互本身存在延迟，欺诈证明的挑战期会很长（长达数周），还会因此导致提款延迟。客户端执行可以大幅缩短挑战期。但是，我们只需要让流动性提供者通过原子交换来提供提款服务，并收取少量费用，就可以轻松解决延迟问题。实际上，这是一种新的 DeFi 元件：流动性提供者可以通过提供服务，利用其流动性来赚取收益。
2. ORU 的吞吐量以以太坊的数据可得性吞吐量为上限。在这种情况下，我们可以将 ORU 视为伪分片。多个 ORU 可以在同一个数据可得性层上并行运行。幸运的是，数据可得性相比执行更容易扩展。LazyLedger 等项目经过专门优化，可以提供具备高度可扩展性的通用数据可得性层，让所有 rollup 项目都能充分发挥其潜力。

结论

总而言之，ORU 已经得到了广泛认可。该方案可以让以太坊（乃至区块链）在 Serenity Phase 2 上线之前就实现分片的承诺：既能帮助去中心化应用实现可扩展执行，又不会损害重要属性。构建 ORU 基础设施的项目有 Fuel Labs、Offchain Labs、Optimism 和 Hubble 等等（这份清单并不完整，也没有为他们背书的意思）。计划在 ORU 上构建的项目更是难以计数！