作者:陳默cmDeFi,來源:作者推特@cmdefi
核心觀點:利用Bitcoin的經(jīng)濟安全性和Cosmos IBC跨鏈通信技術(shù),允許 BTC 持有者在保持資產(chǎn)自主權(quán)且不離開Bitcoin網(wǎng)絡(luò)的情況下,通過特有的質(zhì)押機制為其他PoS區(qū)塊鏈提供一個額外的安全層,并換取收益。利用工作量證明(PoW)的某些優(yōu)勢來對權(quán)益證明(PoS)提供安全性補充。
"遠(yuǎn)程質(zhì)押" 使質(zhì)押的BTC保留在Bitcoin主網(wǎng)上。
在Bitcoin上創(chuàng)建定制化質(zhì)押合約,Babylon通過使用Bitcoin腳本和限制條款(covenants)來定制UTXO的操作,創(chuàng)建一種特殊的交易類型來完成質(zhì)押鎖定功能。
利用Cosmos IBC跨鏈通信協(xié)議在Bitcoin和其他區(qū)塊鏈之間無縫地聚合、傳遞消息和數(shù)據(jù)。
額外安全層。通過將PoS區(qū)塊鏈的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如交易哈希、重要決策或狀態(tài)更新)的哈希值記錄到Bitcoin區(qū)塊鏈上,設(shè)立“檢查點”。Babylon能夠為這些數(shù)據(jù)提供不可篡改的時間戳證明,相當(dāng)于將PoS鏈狀態(tài)的快照,定期錨定到Bitcoin區(qū)塊鏈上。
作為市值第二高的資產(chǎn),以太坊完成了第一階段的使命成為目前最大的智能合約平臺。現(xiàn)在正在通過EigenLayer的“Restaking”概念目標(biāo)成為其他網(wǎng)絡(luò)和的安全層。
在PoS共識機制中,區(qū)塊鏈的主要安全來源之一是通過可質(zhì)押的資產(chǎn)來吸引大量資本,逐漸建立經(jīng)濟安全,越龐大的網(wǎng)絡(luò),就需要越理想的、共識越強的資產(chǎn),而創(chuàng)造如此高共識的資產(chǎn)的難度就越大。目前共識足夠強大的兩種資產(chǎn)只有BTC和ETH,為了解決這個問題,像EigenLayer這樣的項目利用了ETH的安全性來保護其他區(qū)塊鏈或AVS,而不是通過高成本的代幣發(fā)行來引導(dǎo)它。
截至目前,EigenLayer取得了巨大成功,已經(jīng)吸引了超過150億美元的TVL,那么Bitcoin作為共識最強、安全性最強、唯一的PoW鏈,也存在為其他區(qū)塊鏈提供安全服務(wù)的可能,同時這也將對PoS共識機制提供很好的PoW安全補充,無需再爭論PoW更好還是PoS更勝一籌。
Babylon致力于創(chuàng)建BTC質(zhì)押,允許BTC持有者在不離開Bitcoin網(wǎng)絡(luò)本身的情況下與其他網(wǎng)絡(luò)共享超過1.3萬億美元的經(jīng)濟安全,以換取質(zhì)押收益。在方案上,Babylon通過遠(yuǎn)程質(zhì)押、定制化質(zhì)押合約、時間戳、EOTS(可提取一次性簽名)實現(xiàn)了對PoS鏈提交的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的記錄和驗證,但我們需要清楚Bitcoin其本身架構(gòu)無法驗證復(fù)雜的運算邏輯以及智能合約,所以PoS鏈內(nèi)部仍然有基礎(chǔ)的邏輯運算,而Babylon提供的Bitcoin的PoW安全性是一個“額外的安全層”,是一種對PoS安全性的補充,也可以說是促使了PoS和PoW在安全層面的融合。同時由于Babylon和Eigenlayer最底層的共識機制不同,兩個產(chǎn)品在服務(wù)對象、協(xié)議目標(biāo)等方面存在差異。這一點將在講解完Babylon的核心原理之后進行展開討論。
Bitcoin 主網(wǎng)
Babylon 聚合層
IBC 通信協(xié)議
PoS 消費鏈(目標(biāo)PoS區(qū)塊鏈)
Babylon本質(zhì)上是一個聚合層,用于在任何PoS區(qū)塊鏈和Bitcoin之間構(gòu)建安全性,如果一個BTC持有者想要質(zhì)押他們的資產(chǎn),他們可以去Babylon選擇他們想要質(zhì)押的合格網(wǎng)絡(luò),然后在BTC主網(wǎng)上鎖定他們的BTC,在 Babylon Chain 這個聚合層上將對PoS的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行聚合,并定期通過IBC發(fā)送至Bitcoin網(wǎng)絡(luò)建立“檢查點”,最終用戶可以領(lǐng)取目標(biāo)PoS網(wǎng)絡(luò)的收益。
這樣一來,質(zhì)押者可以繼續(xù)持有他們的BTC,同時賺取額外的收益,而PoS網(wǎng)絡(luò)付出一些成本則繼承了Bitcoin的經(jīng)濟安全性。
Source: messari
遠(yuǎn)程質(zhì)押是一種允許資產(chǎn)持有者在不將資產(chǎn)移出其原生鏈的情況下,為其他網(wǎng)絡(luò)提供質(zhì)押驗證服務(wù)來獲得收益的方式。Remote Staking的關(guān)鍵是保持資產(chǎn)的自主控制權(quán),避免通過第三方中介(如托管服務(wù)或橋接服務(wù))來實現(xiàn)。
在Babylon項目中,Bitcoin持有者通過Remote Staking的方式,可以將用戶的BTC質(zhì)押在Bitcoin網(wǎng)絡(luò)上,而不是傳統(tǒng)的通過轉(zhuǎn)移到其他鏈或通過中心化的服務(wù)。這是通過改進的Bitcoin腳本和特定的交易類型來實現(xiàn)的“定制化質(zhì)押合約”。
由于Bitcoin不支持復(fù)雜的智能合約,Babylon必須在Bitcoin現(xiàn)有的腳本語言范圍內(nèi)實現(xiàn)質(zhì)押功能。Bitcoin與Ethereum不同,其使用的是UTXO(未花費交易輸出)模型,即每個交易輸出可以成為另一個交易的輸入。
Babylon通過使用Bitcoin腳本和限制(covenants)來定制UTXO的操作,簡單去理解就是通過一種工具來定制Bitcoin交易的行為,創(chuàng)建特定的合約邏輯,它支持用戶可以將他們的Bitcoin鎖定一段時間,只有在鎖定期結(jié)束后,用戶才能使用他們的私鑰來贖回這些資產(chǎn)。通過這種“定制化的質(zhì)押合約”來代替了通過智能合約實現(xiàn)的質(zhì)押合約。
數(shù)據(jù)提交:PoS區(qū)塊鏈上的節(jié)點生成一些重要的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)為哈希,如交易或區(qū)塊信息。
發(fā)送到Bitcoin網(wǎng)絡(luò):Babylon Chain 負(fù)責(zé)收集這些哈希并將它們聚合打包,通過IBC,打包后的哈希集合將在一個特定的交易中被提交到Bitcoin區(qū)塊鏈。
生成時間戳:一旦這些哈希在Bitcoin區(qū)塊鏈上被記錄下來,它們就獲得了來自Bitcoin區(qū)塊鏈的時間戳。這就生成了“檢查點”,它繼承了Bitcoin網(wǎng)絡(luò)的安全性,是全球公認(rèn)且不可更改的。這意味著任何人都可以查看這個比特幣交易,并根據(jù)時間戳確認(rèn)這些數(shù)據(jù)在何時被提交。
使用時間戳:PoS區(qū)塊鏈可以利用這些時間戳來驗證其數(shù)據(jù)的正確性和時效性。例如,在處理交易或驗證區(qū)塊的真實性時,它們可以引用這些時間戳。
時間戳的使用有助于防止一些安全問題,如重放攻擊(在其中舊交易被重新提交以欺騙網(wǎng)絡(luò))和長程攻擊(通過創(chuàng)建一個從舊狀態(tài)分叉的替代鏈)。
雖然Babylon通過定制化特殊的UTXO操作來實現(xiàn)了基本的質(zhì)押功能,但其本身距離智能合約仍然有一定差距,比如無法通過智能合約的邏輯運算來執(zhí)行懲罰,所以Babylon通過自己的方式設(shè)計了懲罰和削減機制。
在Babylon的設(shè)計中,采用了2種
簽名
來保證所有機制的順利運轉(zhuǎn)。
Schnorr簽名提供了一種高效(聚合)和安全的方式來處理Bitcoin質(zhì)押者的簽名。
EOTS則用于在質(zhì)押者試圖對網(wǎng)絡(luò)進行雙重支付攻擊時,允許從惡意行為產(chǎn)生的簽名中自動提取私鑰并進行自動化的Slashing。
Schnorr簽名是在比特幣2021年的Taproot升級中被引入的,主要是為了解決傳統(tǒng)簽名的一些限制,以實現(xiàn)一個更加高效和簡潔的簽名方式,主要特點就是允許將多個簽名聚合為一個,這對于多簽名交易和復(fù)雜腳本交易非常有用,同時它還可以顯著減少交易大小和費用。
在安全性方面,由于Bitcoin腳本的表達(dá)能力有限,它無法直接實施類似PoS區(qū)塊鏈中復(fù)雜的懲罰機制(如Slashing),所以Babylon通過一種巧妙的設(shè)計實現(xiàn)了Slashing機制。
如果一個Bitcoin質(zhì)押者的私鑰被用于在相同時間內(nèi)簽署兩個不同的區(qū)塊,這種行為會被認(rèn)為是一次雙重支付攻擊的嘗試,他們的私鑰會被公開,在這種情況下,現(xiàn)在任何人都可以假裝是質(zhì)押者,并將削減交易發(fā)送到Bitcoin鏈并燒毀質(zhì)押者正在質(zhì)押狀態(tài)的BTC。
這是通過EOTS(可提取一次性簽名)來實現(xiàn)的,它與Schnorr簽名兼容。這是一種特殊的加密形式,確保了區(qū)塊簽名的完整性并懲罰不當(dāng)行為。該過程涉及一個額外的共識層,稱為“終結(jié)輪”,這在消費鏈的基本共識協(xié)議功能之后發(fā)揮作用。只有在收集到超過三分之二涉及BTC質(zhì)押的EOTS簽名后,區(qū)塊才達(dá)到最終確定狀態(tài)。如果任何驗證者試圖通過在同一區(qū)塊高度簽署兩個不同的區(qū)塊來攻擊協(xié)議,EOTS系統(tǒng)將確保其私鑰被泄露。
該系統(tǒng)還解決了在像Bitcoin這樣缺乏對智能合約和復(fù)雜交易類型的原生支持的區(qū)塊鏈上執(zhí)行懲罰的挑戰(zhàn)。
BTC質(zhì)押者的旅程
BTC質(zhì)押者Alice的旅程:
(a) 幸福之路:Alice 質(zhì)押,驗證 PoS 鏈,請求解除綁定,并在 3 天內(nèi)解除質(zhì)押。
(b) 不幸的道路:Alice 進行質(zhì)押,對 PoS 鏈犯了安全罪行,然后她的BTC被燒毀。
根據(jù)DefiLlama的數(shù)據(jù),當(dāng)前Bitcoin單幣收益市場中大部分收益率在0.01%-1.5%之間,有能力獲取到5%-10%之間收益率的規(guī)模非常有限。
BTC 的市值目前達(dá)到1260B (1 BTC= $64000),WBTC的市值為10B,而目前正在DeFi中積極獲得收益的BTC不到5B,這與幾個方面有關(guān):
大多數(shù)BTC持有者不愿意讓BTC離開Bitcoin網(wǎng)絡(luò)
對于WBTC、tBTC等包裝資產(chǎn)安全性的擔(dān)憂
收益過低
一部分BTC處于沉睡狀態(tài)(根據(jù)
Coinshares
的數(shù)據(jù),25%的BTC供應(yīng)量已閑置超過5年,67%已閑置超過1年)
一個可參考的數(shù)據(jù),2021年,Celsius通過向BTC持有者提供競爭性的8%收益率吸引了43000 BTC,目前價值近30億美元。可以推測,閑置BTC持有者有需求在其資產(chǎn)上獲得收益,但目前主要的摩擦點是收益低、信任假設(shè)集中化和風(fēng)險。
所以假設(shè)通過Babylon的質(zhì)押能夠捕捉接近8%的收益,那么這就有可能達(dá)到30億美金的規(guī)模,結(jié)合Babylon的去中心化特性、原生BTC的質(zhì)押無需離開Bitcoin網(wǎng)絡(luò),將有可能向百億市場沖擊。
根據(jù)目前的項目資料來看,Babylon解決了4個問題:
BTC在Bitcoin網(wǎng)絡(luò)上的原生質(zhì)押,并提供更高的收益機會
使PoS鏈的安全預(yù)算降低,降低吸引質(zhì)押者的代幣排放
為PoS鏈提供PoW的安全補充 - 緩解“長程攻擊”
為PoS鏈提供PoW的安全補充 - 提高活躍性攻擊閾值
先來了解一下什么是“長程攻擊”,它也被稱為長距離攻擊(Long-Range Attack),是權(quán)益證明(PoS)區(qū)塊鏈面臨的一種特定安全風(fēng)險。這種攻擊涉及到質(zhì)押者在解綁(即取回質(zhì)押資金)后利用他們的質(zhì)押代幣在區(qū)塊鏈歷史的某個早期點上創(chuàng)建一個分叉。這種攻擊嘗試?yán)眠^去的質(zhì)押狀態(tài)來重寫區(qū)塊鏈的歷史記錄。
攻擊過程1. 攻擊起點:攻擊者選擇區(qū)塊鏈歷史中的某個早期點,這通常是在他們的質(zhì)押仍然有效的時間點。然后,他們開始在這個點上秘密構(gòu)建一個私有的分叉鏈。
2. 構(gòu)建分叉鏈:攻擊者在自己的分叉鏈上構(gòu)建區(qū)塊,可能包括無效或欺詐性交易。由于他們在這個歷史時間點有足夠的質(zhì)押權(quán),他們可以影響哪些區(qū)塊被加入到這個分叉鏈上。?
3. 發(fā)布分叉:一旦分叉鏈足夠長,覆蓋了主鏈上的同期區(qū)塊,攻擊者可以將其發(fā)布出來。由于PoS協(xié)議通常會接受最重(即積累最多質(zhì)押權(quán)或最長鏈)的鏈作為有效鏈,攻擊者的分叉可能會被網(wǎng)絡(luò)接受為正統(tǒng)歷史。
在PoS系統(tǒng)中,由于不需要像PoW那樣進行大量計算,重組舊的區(qū)塊(即區(qū)塊鏈重組)相對容易。攻擊者只需要在私有鏈上展示一個比主鏈更長或在某些系統(tǒng)中更有“權(quán)重”的鏈,就可能說服網(wǎng)絡(luò)接受其鏈為有效鏈。
這種攻擊通常涉及到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點較少、監(jiān)控和安全措施較弱的新興或較小的PoS鏈,因為這樣的網(wǎng)絡(luò)更容易受到少數(shù)質(zhì)押大戶的影響。
為了緩解長程攻擊,一般的PoS鏈會設(shè)置一個最低解綁期,通常為7天、14天、21天不等,這就是為什么當(dāng)你向節(jié)點贖回資產(chǎn)(比如ATOM)時,要等待一個固定的周期才能拿到質(zhì)押的資產(chǎn)。設(shè)置解綁期意味著一旦驗證者決定解綁他們的資金,這些資金不會立即可用。在這個期間內(nèi),他們的質(zhì)押仍被視為網(wǎng)絡(luò)安全的一部分,但他們不能將這些質(zhì)押用于驗證新的區(qū)塊或參與共識決策,這會大大增加其發(fā)起攻擊的成本和復(fù)雜性。
Babylon是如何緩解“長程攻擊”的?
Babylon通過在Bitcoin區(qū)塊鏈上標(biāo)記時間戳設(shè)置檢查點來聚合PoS鏈的“解綁”操作,這樣做的好處是利用Bitcoin的強共識特性為PoS鏈提供一個外部的安全驗證點,這樣為大幅減少解綁所需時間提供可能,從幾周縮短到幾小時,這樣可以顯著提升資金的流動性和效率。
其次了解一下什么是活躍性攻擊,它是指少數(shù)驗證者(如三分之一)可能嘗試審查或阻塞某些交易或操作,從而影響鏈的正常運行。例如,驗證者故意不包含某些交易,這可能是出于自身利益或外部激勵。
Babylon如何提高活躍性攻擊閾值?
Babylon利用Bitcoin區(qū)塊鏈的安全性創(chuàng)建檢查點。這些檢查點是PoS鏈狀態(tài)的快照,定期錨定到比特幣區(qū)塊鏈上。 這種方法通過比特幣區(qū)塊鏈的不可篡改性來增強PoS鏈的安全性,為PoS鏈上的重要決策或狀態(tài)提供一個可信的、外部驗證的記錄。
另外Babylon通過在Bitcoin區(qū)塊鏈上創(chuàng)建額外的安全層,提高了攻擊者對PoS實施活躍性攻擊的經(jīng)濟和技術(shù)成本。(可能包括破壞Bitcoin的強共識)
業(yè)內(nèi)通常將Babylon與Eigenlayer相比較,Eigenlayer是通過編寫智能合約來協(xié)調(diào)AVS和Restaker再質(zhì)押者之間的需求,理論上只要能夠?qū)懗鰜碇悄芎霞s,Eigenlayer就能夠勝任該任務(wù),比如支持ETH Restaking和協(xié)議代幣Staking的雙質(zhì)押需求,并設(shè)置比例參數(shù)可調(diào),為現(xiàn)有中間件提供一層額外的以太坊級別的安全保護,也可以直接建設(shè)新中間件的共識層。雖然智能合約風(fēng)險也同樣被引入,但其能夠支持的業(yè)務(wù)更加廣泛。
Babylon目前主要實現(xiàn)的是通過在Bitcoin鏈上定期快照PoS鏈的狀態(tài),設(shè)立“檢查點”,以此為受保護的PoS鏈提供基于強共識的可信的、外部驗證的記錄。它雖然通過定制化的UTXO實現(xiàn)了BTC的原生質(zhì)押鎖定,但其仍然不具備智能合約級別的功能,無法處理和協(xié)調(diào)復(fù)雜的需求和邏輯。
Babylon利用IBC來聚合數(shù)據(jù)并在Bitcoin和任何PoS區(qū)塊鏈之間進行通信。這是BTC質(zhì)押、通過時間戳設(shè)立檢查點的一個必要前提。使用IBC的原因是它具有無縫傳遞不同鏈之間的任意數(shù)據(jù)和驗證者消息的能力。目前,Babylon當(dāng)前可尋址的市場是91個原生支持IBC的Cosmos鏈。不過,基于IBC的擴展協(xié)議正在逐漸構(gòu)建起來,比如Composable正在建立對其他網(wǎng)絡(luò)如以太坊、Polkadot、Solana、NEAR和TRON的IBC支持。
相比較于Eigenlayer,Babylon瞄準(zhǔn)的底層資產(chǎn)是BTC,而根據(jù)在【市場空間】部分的討論,目前閑置的BTC數(shù)量非常巨大,同時不離開Bitcoin主鏈的基本需求已經(jīng)實現(xiàn),那么理論上一旦有更多的合作方接入Babylon,為BTC質(zhì)押提供可觀的收益,那么市場的增長會非常迅速。
與Eigenlayer相同的地方在于Babylon也為一些早期的小規(guī)模的PoS鏈提供了經(jīng)濟安全上的支持,增加攻擊者對小規(guī)模PoS鏈攻擊的經(jīng)濟成本和技術(shù)成本。
Babylon在緩解長程攻擊、縮短PoS資產(chǎn)質(zhì)押的鎖定期等方面可能更加有效,比如Osmosis如果與Babylon合作則可能在解除質(zhì)押OSMO時僅需要1天甚至更短(為14天),這是相對明確的需求。當(dāng)然Babylon將BTC的PoW強共識帶到了PoS,隨著協(xié)議的成熟可能解鎖更多可能。
而Eigenlayer則依靠以太坊的龐大生態(tài),通過智能合約+再質(zhì)押,將以太坊的安全性輻射到各個角落和中間件。所以Eigenlayer在擴展性上完全得到了智能合約的天生優(yōu)勢,在服務(wù)對象和功能實現(xiàn)上更加多元化。