方舟協議 Ark

 

Ark 是比特幣第二層協議，讓多位使用者共用鏈上的 UTXO，並在鏈下持有、轉移虛擬 UTXO，而不需要開啟或管理閃電網路通道。

Ark，亦稱 Ark Protocol，由 Burak Keceli 於 2023 年提出，使用者持有的不是鏈上的 UTXO，而是由伺服器協調、可以隨時單方面退出到比特幣主鏈的虛擬 UTXO，稱為 VTXO，Virtual Transaction Output。

Ark 的原始設計中，負責協調交易、VTXO 更新與進出協議的角色稱為 Ark 服務提供者 ASP，Ark Service Provider，現在也常稱為 Ark 伺服器。

Ark 不需要修改比特幣共識規則，利用預先簽署的交易與多方簽署，即可在現有的比特幣上運作。

截至 2026 年 11 月 16 日，Ark 已有多個獨立實作在比特幣主網上運行，包括 Ark Labs 的 Arkade 與 Second 的 Bark。

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Ark 基本概念

• 虛擬 UTXO

  VTXO，Virtual UTXO ，Virtual Unspent Transaction Output，是 Ark 中使用者持有的資產單位。它對應到鏈上共用 UTXO 的一部分，但不會單獨出現在區塊鏈上。

  持有 VTXO 的使用者，可以在鏈下轉給其他人，也可以在需要時將它公開到鏈上，取回對應的比特幣。

 

• 共用 UTXO 與輪次 Round

  Ark 由伺服器每隔一段時間，召集使用者參與一個輪次。

  輪次中，伺服器把多位使用者的資金匯集成一筆鏈上交易，並以這筆交易的輸出，承諾一棵 VTXO 樹。

 

• 不需要通道

  閃電網路需要雙方先開啟通道、管理流動性。

  Ark 的使用者只需要與伺服器建立關係，不需要自己開通道，也沒有入站流動性的問題，適合第一次接觸比特幣的新手。

 

• 單方面退出 Unilateral Exit

  即使 Ark 伺服器消失或拒絕服務，使用者仍然可以將自己的 VTXO 對應的交易廣播到比特幣主網，取回資金。

  這個保證來自預先簽署的交易，伺服器無法單方面動用使用者的 VTXO。

 

• VTXO 會到期

  每個 VTXO 都有到期區塊高度，到期後，伺服器可以收回其背後的資金。

  使用者需要在到期前參與新的輪次進行更新 Refresh，換取新的 VTXO，才能持續持有。

 

• 不需要共識變更

  Ark 使用預先簽署的交易模擬契約的效果，不需要新的操作碼。

  這種不需要契約操作碼 Covenant 的做法，稱為 clArk，Covenant-less Ark。

 

• 與閃電網路的差異

  閃電網路是雙方之間的支付通道，資金由通道內的簽章狀態保護。

  Ark 是使用者與伺服器之間的共用 UTXO 與 VTXO 樹，不需要通道，但依賴伺服器持續協調輪次。

Ark 組成結構

• Ark 伺服器 ASP

  負責組織輪次、建立 VTXO 樹、協助使用者簽署，並提供進出協議的服務。

  伺服器不保管使用者的私鑰，也不能單方面花費使用者的 VTXO。

 

• VTXO 樹 VTXO Tree

  輪次的鏈上交易輸出，承諾一棵樹狀結構。樹的葉節點就是各使用者的 VTXO，內部節點則是逐層展開的預簽署交易。

  樹的結構透過 Taproot 承諾，因此完整的 VTXO 集合被綁定在這個輸出中，但不會逐一公開在區塊鏈上。

 

• 花費條件與到期路徑

  每個節點通常有兩條花費路徑：由所有相關簽署者與伺服器共同簽署的合作路徑，以及到期後由伺服器取回資金的時間鎖路徑。

  時間鎖使用 CSV 或 CLTV 等機制，與比特幣腳本中的時間鎖指令相同。

 

• 沒收交易 Forfeit Transaction 與連接輸出 Connector

  使用者在更新 VTXO 時，需要簽署一筆沒收交易，將舊 VTXO 交給伺服器。

  連接輸出把沒收交易與新輪次的鏈上交易綁在一起，使伺服器只有在新 VTXO 確實建立後，才能取走舊 VTXO。

 

• 輪次外轉帳 Out-of-Round Transfer

  使用者之間的 VTXO 轉移，可以不必等待下一輪，由伺服器協助完成。

  不同實作的做法不同，Second 的 Bark 稱為 arkoor，Arkade 則透過虛擬記憶池 Virtual Mempool 達成。

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Ark 運作方式

• 進入 Ark

  使用者將比特幣傳到鏈上，參與伺服器召集的輪次，換取一個 VTXO。

  也可以透過閃電網路付款給 Ark 錢包，錢包收到後以 VTXO 的形式持有，不需要先建立通道。

 

• 建立輪次

  伺服器收集各使用者的請求，建立 VTXO 樹，並請所有參與者簽署預簽署交易。

  確認所有人簽署完成後，伺服器才將輪次的鏈上交易廣播到比特幣網路。

 

• 鏈下轉帳

  持有 VTXO 的使用者，可以將 VTXO 轉給另一位使用者。轉帳在鏈下完成，不需要等待比特幣區塊確認，費用低、速度快。

 

• 更新 VTXO

  在到期前，使用者參與新的輪次，用舊 VTXO 換取新的 VTXO。

  Bark 的 hArk 設計以雜湊鎖處理更新流程，降低輪次內的互動需求，不同實作的更新方式略有差異。

 

• 退出到鏈上

  使用者可以與伺服器合作，在下一輪將 VTXO 換回鏈上的 UTXO，也就是離場 Offboarding。

  若伺服器不配合，使用者可以單方面廣播預簽署的交易，沿著 VTXO 樹往上展開，取回自己那份資金。

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Ark 應用

• 自主保管的日常支付

  使用者持有自己的金鑰，卻不需要管理通道，使用起來接近一般的行動錢包。

 

• 與閃電網路互通

  Ark 錢包可以收發閃電網路付款，由伺服器提供閃電網路的流動性，使用者不需要自己準備。

 

• Arkade

  Ark Labs 的 Ark 實作，2025 年 8 月在 Baltic Honeybadger 大會完成首批主網付款，同年 10 月公開開放。

  Arkade 也擴展出 Arkade Assets，讓類似穩定幣的資產能以 VTXO 的結構運行。

 

• Bark

  Second 開發的 Ark 實作，2026 年 6 月 9 日上線比特幣主網。

  提供公開的伺服器、開發者 SDK，並已整合行動錢包、Umbrel 應用與 BTCPay Server 外掛。

 

• 商家與服務整合

  BTCPay Server 外掛讓商家可以接收 Ark 付款。

  2026 年 5 月，點對點比特幣交易所 Hodl Hodl 也將 Arkade 整合進託管系統，加快交易結算。

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Ark 注意事項

• 依賴伺服器運作

  伺服器無法偷走使用者的資金，但可以停止服務、拒絕召集輪次或審查特定使用者。

  使用者仍可單方面退出，但這會花費鏈上手續費與時間。

 

• 需要定期更新

  VTXO 到期後，伺服器可以收回資金，使用者必須在到期前更新或退出。

  錢包通常會自動處理，但長時間離線的使用者需要特別留意。

 

• 輪次外轉帳有信任假設

  在輪次之間收到的 VTXO，在被更新之前，可能依賴伺服器不與發送者串通，重複使用同一筆資金。

  使用者收款後，在後續輪次更新該 VTXO，才能消除這項假設，不同實作的設計不完全相同。

 

• 退出成本

  單方面退出需要將預簽署的交易廣播到鏈上，費用取決於當時的手續費市場，以及 VTXO 在樹中的位置。

  金額很小的 VTXO，在手續費高時，可能不值得退出。

 

• 不是單一網路

  Ark 不是單一網路，Arkade 與 Bark 是各自運行、彼此獨立的系統，伺服器、資料格式與設計取捨並不相同。

  VTXO 無法在不同實作之間直接互通。

 

• 契約操作碼可能改善體驗

  CTV（BIP 119）、OP_TEMPLATEHASH（BIP 446）等契約提案，可以讓 VTXO 樹不需要所有人互動簽署，接收也不需要在線。

  這些提案截至 2026 年 11 月 16 日，查到的資料都顯示尚未在比特幣主網啟用，Ark 目前不依賴它們運作。

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Ark 相關標準

• BIP 119：OP_CHECKTEMPLATEVERIFY（草案 Draft，2026 年 11 月 16 日）
• BIP 446：OP_TEMPLATEHASH（草案 Draft， 2026 年 3 月資料）