Mempool Vol 16. 让比特币安全生息的 Babylon 将如何开创质押新赛道?|项目详解
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本节目本季度由 OneKey 冠名赞助播出
【主播和嘉宾】
Fisher Yu:Babylon Chain 联合创始人
Bruce:Mempool 主理人,Web3 builder,研究员
- Helen:Mempool 主理人,Web3 builder
如何解耦比特币的安全性,与POS链共享?又如何让比特币的持有者安全获得质押利息?Babylon Chain对这些问题有巧妙的设计,因此成为即将来临的BTC summer的一个重要的中间件,也开创了一个defi的新赛道。
在比特币POW的挖矿机制中,随着时间的推移,挖掘区块的难度随着时间递增,这也意味在比特币区块链上存储数据也能享受到同等级的安全保障。此外,作为加密货币领域最具价值的资产,比特币的市值超过了所有POS链的总市值。
鉴于此,Babylon开发了两种安全共享机制:一种是比特币时间戳协议,另一种是比特币质押协议。
比特币时间戳协议有效地解决POS链面临的长距离攻击安全难题。在这类攻击中,攻击者在解质押之后,回到他们还是质押者身份的某个历史区块,能够轻易地启动一条分叉链去欺骗社区。但是如果通过Babylon,引入Bitcoin Time Stamping时间戳,在BTC上存下POS链的历史记录,这个记录带有比特币的时间戳,即便有人想再造一条fork,时间戳能够显示它晚于正统的链,长距离攻击因此失效。
在质押协议方面,Babylon让比特币持有者在不将资产转出钱包地址的情况下,获得质押生息收益,同时也能够解决中小型POS链通胀与起步艰难的问题。
Mempool第17期节目,邀请了Babylon Chain的创始人Fisher Yu,详解Babylon技术:
Babylon与比特币安全机制Q1. Mempool:众所周知 Babylon 是做安全的,那我想先请你给大家讲一讲如何理解比特币的安全,有哪些核心的机制可以保证比特币的安全,它和以太坊的安全机制最不一样的地方在哪儿?
Fisher:当我们讨论比特币的安全性时,通常首先考虑的是其采用的挖矿机制,即通过消耗大量计算资源来维护网络的安全。这种机制的核心在于,只要网络中超过51%的算力由诚实的矿工控制,比特币的区块链就能保持不分叉,从而确保链上历史的唯一性和不可篡改性。不会分叉就意味着他链的历史是唯一的、不可篡改的,这就是比特币安全性最基本的特质。
其次,它跟以太坊在安全机制上的不同之处在于:比特币是Proof of Work(工作量证明),以太坊是Proof of Stake(权益质押证明)。以太坊最初也是POW,但考虑到挖矿的能源消耗非常高,所以通过一系列升级,从POW转向了POS。以太坊升级成POS之后,安全性由质押者保证,只要参与质押的人里不超过 2/3 的人是恶意的,以太坊的账本就可以达到不可篡改的效果。
逻辑再深入一层,以太坊转成POS之后是利用token提供安全性的,但比特币是通过挖矿挖出来的,币挖出来之后,对于比特币网络安全性并不产生影响,Babylon 协议会思考,能否让比特币像以太一样为去中心化世界提供安全性,能否从比特币中提取安全性分享给去中心化世界,这就是Babylon项目的雏形。Q2. Mempool:把比特币的安全机制引入 POS 链,能不能理解为你们认为POW一定是更为安全和去中心化的?
Fisher:它是不一样的安全机制,没有说哪个一定要比另外一个好,但是比特币确实是去中心化的,因为对于Proof of Stake ,如果有人能拿到比较多的token,那么变成中心化的概率就会大得多。
Q3. Mempool:请你给大家讲一讲Babylon Chain的设计初衷,以及在技术上是怎么实现的呢?
Fisher:设计的初衷与我们的核心理念紧密相连,那就是对比特币深厚的信任和喜爱,以及希望比特币网络能够拥有更广泛的实用性和应用场景。因此,我们选择的路径是挖掘并分享比特币固有的各项安全特性,以此服务于去中心化世界。鉴于当前去中心化领域的大多数系统采用权益证明(Proof of Stake, PoS)机制,我们的目标便是将比特币的安全性融入到PoS链中。比特币所具备的安全性特点包括以下几点:
首先,最根本的安全性是Proof of Work。这个特质是指当一个比特币被挖出来后,随着时间的推移,更多的矿被挖出来并依次排列,它的安全性随之增加,所以说比特币网络可以作为一个非常好的“时间戳机器”,任何数据只要能存在在比特币的区块上,那么随着时间推移,它的安全性是会一直增加,这和 Proof of Stake链完全不一样。
其次,是比特币本身的价值。比特币作为一个非常优质的数字资产,它的市值甚至超过了所有POS链市值的总和。POS链是靠资产质押来保护安全性,那我们在 Babylon 中就在思考能否让比特币成为一个质押资产来提供安全性。
Q4. Mempool:你能不能讲讲你们可以Enable的use case,用Babylon提取的比特币安全性有哪些场景?
Fisher:我先从Cosmos 生态里非常流行的一个use case讲起,是我们的比特币时间戳协议带来的。
比特币区块安全性随着时间递增,因为分叉难度会越来越高。然而,PoS链的机制并非如此。在PoS链中,网络的安全性通过质押代币来保障,质押后必然伴随着解质押的可能性。
举例来说,如果在某条PoS链上,一个用户作为验证节点质押了代币,半年后他决定解质押并将代币兑换为现金。尽管在现实中他们已经获得了经济上的补偿,但理论上,他们仍能够利用过去作为验证节点的身份,在没有任何成本的情况下,回到创世区块创建一个分叉链。因为从创世区块的视角看,这个用户仍被视为合法的验证节点,拥有创建和投票的权利,从而能够无成本地发起一个分叉,进而欺骗网络的其他参与者。
这种策略被称为长距离攻击(Long Range Attack),它利用了PoS链中验证节点解质押后,回到他们还是质押者身份的某个历史区块,启动一条分叉链的可能性。这个问题是PoS系统固有的,无法仅通过改进PoS链的共识机制本身来彻底解决,不论是以太坊还是Cosmos等PoS链都面临着这一挑战。
为了解决这个问题, POS 链的发明者和支持者包括Vitalik ,提出了Weak Subjectivity (弱主观)或者叫Social Concensus(社会共识),指的是POS链确实存在靠自己无法解决的问题,不过可以通过链的参与者,定期地在线下形成一个链下共识--Block100应该长这样, Block1000应该长这样,通过这种方式来达成共识,从而避免接受其它分叉。
但是这种方式存在一个问题:大家不可能每个区块都在线下聊,只能依靠一个定期的周期,加之这是一个社会行为,延迟也很大,所以很多 POS 链的质押解绑时间非常长,比如 Cosmos链解质押一般要好几周时间。
如果我们引入BTC Staking,那在 BTC上就会存在POS链的历史记录,这个记录带有比特币的时间戳,即便有人想再造一条fork,在比特币上的时间戳肯定晚于原来正统的链,所以此时长距离攻击就会失效。同时,比特币 24 小时在线,所以不需要等两、三周就可以确定正统的 Canonical Chain。在Cosmos 生态中,当 Cosmos 链通过 Babylon 得到比特币时间戳之后,解质押时间(Stake Unbonding Time)就可以从 21 天缩短到1天。这就是我们 BTC Time Stamping 的一个use case。
Q5. Mempool:那比特币的第二个特性是价值高?
Fisher:对,价值高。POS 链需要通过币的持有者质押以实现安全性,说服用户去质押就需要给予质押奖励(Staking Reward)。质押奖励分为两部分:
- 第一部分为inflation,通过通胀,也即每一个区块从代码里生成的新币,其中一部分给Staker作为奖励;
- 第二部分为transaction fee 或者叫gas fee,就是交易费用,也把一部分奖励给 Staker,作为他们维护网络安全的奖励。
此外,由于这些链在初期市值较低,即使实现了高比例的质押,总锁定价值(Total Value Locked, TVL)也可能相对较小。这种情况下,即便是高通胀率也难以吸引大量的资本投入,因为投资者可能会因为担心资产安全性和网络的可持续发展而犹豫不决。市值小和TVL低进一步限制了链上应用的发展和多样性,因为开发者和用户可能会对在这样的环境下部署和使用应用持谨慎态度。
总体来说就是两个问题:
- 第一,要不要高通胀;
- 第二,作为一个中小型且安全性不高的链,怎么样能让TVL提升上去?
- 一方面是高通胀问题。比特币目前是没有任何可靠收益的,所有比特币的收益都需要比特币持有者把币转给第三方地址,然后用第三方发放的代币去做defi、Lending 。从我们角度来看,由于你需要相信第三方,对币完全没有控制,所以可以说比特币本身是没有任何可靠的收益。所以如果我们能给比特币持有者提供一个安全的收益,比如说 3%~5% 的收益,大多数比特币持有者就会满意。从另一个角度,如果一个链用比特币作为质押资产,所需要支付的通胀成本就会低很多,这就解决了第一个问题。
- 另一方面是市值低导致安全性上不去。POS 链安全性的市值可能只有 1、2 亿美金,但比特币现在有八九千亿美金。通过引入比特币作为质押资产,可以使安全性达到一个靠本币很难达到的地步,这样就可以很快地提高链路的安全性,说服用户放心地把更多资产放到链上,也就提高了TVL。TVL一高,链的市值也会变高,这样就形成一个正向循环,链就做起来了。
Q6. Mempool:这个很有意思,我也认识一些“矿工”,他们拿到比特币就躺平。你跟他说,可以桥到比太,去拿很高的收益,也有相关的产品,但最终结果都是跑路,所以他们都不信任这些产品。但对于不需要高信任反而能够有收益的,反而抓住了矿工的痛点。所以我们想再了解一下这种在用户的私钥掌控之下的低信任技术是怎么实现的?能不能给我们解释一下?
Fisher:这里我要澄清一点,我们不是低信任,而是 Zero trust(无信任)。首先需要理解权益证明机制如何提供安全性:
权益证明机制的基本原理在于,参与者(或验证节点)将其资产或代币锁定在特定的位置,比如一个智能合约或一段代码中,从而暂时无法将这些代币出售。通过存入代币,这些参与者获得了参与链上共识过程的资格,包括出块和投票。如果参与者能够有效维护节点,他们将获得相应的收益;反之,如果参与者试图攻击网络(例如通过在同一高度签署两个不同的区块尝试分叉POS链),他们所质押的代币将被没收。这种可被没收的性质是质押资产的核心特征,也就是说,只有那些可被没收的资产才符合作为质押资产的条件。Babylon努力在无需信任的前提下,让比特币成为可罚没资产。
由于比特币链上缺乏智能合约支持,无法直接实施如以太坊中的Fraud Proof(欺诈证明)或Slash Evidence(罚没证明)等机制,因此,比特币矿工无法客观判断恶意行为的发生及对责任人的惩处。
解决方案在于利用比特币本身的简单脚本语言,通过这种语言可以定义每一个未花费的交易输出(UTXO)在何种条件下可被消费。例如,比特币脚本中的timelock(时间锁)指令允许设定UTXO只能在未来的某个时间点之后被消费,这相当于对UTXO实施了时间锁定。此外,脚本语言还可以要求UTXO只有在获得特定签名时才能被使用。
Babylon项目特别利用了Schnorr Signature,在原来算法的基础上做了一个特殊的构造。举一个场景:
比如说你有100个比特币,要想质押1个比特币,那么就把100个比特币拿来产生两个UTXO:第一个 UTXO 价值 99 个比特币,归自己所有,跟 BTC Staking 协议没有任何关系;另一个 UTXO 有1个比特币,需要按要求写上时间锁,并且规定用一个特殊的Schnorr Signature才能解锁。
这个签名密钥掌握在质押者手上,不需要交给其他人。所以比特币质押者在比特币网络上要做的事情有两方面:首先创造一个UTXO ,价值等于想质押的比特币价值,其次上时间锁,用Schnorr Signature锁住它。
在使用BTC staking的POS链中,需要同样用到 Schnorr Signature参与POS共识,去投票 ,你的签名就是你的投票,这就是标准的 POS 投票的流程,在这种机制下,如果一个参与者使用Schnorr Signature在同一POS链高度签署两个不同的区块,其私钥可以被任何观察到双重签名的人通过密码学方法快速反解,进而在比特币网络上没收该参与者的比特币至黑洞地址,实现部分罚没而非全部。因此,质押的比特币有两个特点:
第一,比特币是锁着不动的,你不可以把它卖掉或者花掉,这是质押资产的显著特征;
- 第二,如果攻击 POS 链的话,比特币会被罚没。通过这样一个特殊的机制,可以使得比特币能被锁住也能被罚没,这就意味着比特币成为了一个既可质押又可罚没的资产,可以用在任何的 POS 链上。
Fisher:我们在设计比特币质押协议时,一个原则就是要让它尽可能和 POS 链的原生质押越像越好,越接近越好。POS 原生质押的stakeholders有:
- POS代币持有者;
- 验证节点(Validator);
- 委托者delegator:并不是所有的质押者都有足够的币去跑验证节点,或者说都知道怎么跑验证节点,所以很多人更像倾向于把自己的币 delegate(委托)给质押节点;
- 比特币持有者;
- 验证节点(Validator);
- 委托者Delegator:如果他不知道自己怎么跑验证节点,那么他就可以把他的这个比特币锁住,之后这个投票权去交给这个验证结论,然后验证节点去验证 POS 链。
需要注意的是,在我们设计的机制中,我们依赖于一个被称为“存在性诚实”(existential honesty)的假设,即假设在世界上至少存在一个个体或实体,他们愿意执行罚没(Slash)操作。我们在设计这个机制的时候就要保证,如果有人观察到双重签名攻击,他们可以前往比特币网络对攻击者进行罚没,而且在执行这一操作时,他们不需要支付任何比特币交易费用---因为比特币的交易费用已由质押者预先支付。
此外,不仅是我们,比如巴比伦基金会,或是其他POS链的基金会,都有很强的动机去执行罚没操作以惩罚作恶者,因为对他们来说,执行这一操作不需要耗费任何财产。从这个角度看,BTC质押机制与传统的POS机制的主要区别在于增加了这样一个角色,即无成本执行罚没操作的个体,这大大增强了整个系统的安全性和可靠性。
Q8. Mempool:但如果用户作为比特币持有者,用了 Babylon的服务,但可能因为信任了中间商,但是因为中间商作恶,或者其他各种原因被slash了,这是不是也会对他们带来很大的损失?
Fisher:这个要分两点说:
- 首先,探讨信任与无信任(trustless)之间的关系是否存在冲突。无信任概念指的是,在比特币系统中,用户的资产不会被盗取,也无需转交给其他人管理。换句话说,当用户想要取回自己的比特币时,不需要依赖第三方的决定。如果出现需要依赖第三方的情况,那么这就涉及到了信任。所有Wrap BTC、桥接(Bridge)、借贷(Lending)相关的操作都需要信任,即你的比特币确实需要发送到第三方的地址上。我们所提倡的模式不需要将比特币发送到这类地址。
至于我们刚刚说的对中间商的信任,这在POS链上是一个常见的假设,例如,以太坊的持有者需要信任Lido不会攻击以太坊;Cosmos的用户需要信任Cosmos的持有者不会攻击网络,这种信任被称为委托(delegation)。这种委托与我们讨论的无需信任第三方(trustless)之间有一个根本的区别。在委托模式下,你实际上是在委托你的投票权。如果投票出现问题,那么后果自然由你自己承担。这就像是你委托某人代表你去选举一个领导,如果他们选出的领导不是你所希望的,那么最终的后果也需要你来承担。因此,委托风险(delegation risk)和我们讨论的第三方风险(third party risk)是两种完全不同的风险类型和性质。虽然委托风险或信任是不可避免的,但关键在于被委托方不可能盗取你的比特币,这是从概念上的一个重要区别。 - 其次,罚没制度确实是权益证明(POS)链中不可避免的存在,但可以采取措施来降低相关风险。首先,对于大部分POS链来说,罚没并不意味着会没收所有质押的代币。例如,在以太坊中,如果一个节点质押了32个以太币并发生违规行为,最多只会被没收1个以太币,其余31个以太币将被返还并且该节点会被移除网络;在Cosmos中,通常设置的罚没比例是5%到10%,也就是说违规行为将导致5%到10%的代币被没收,剩余的代币则会被返还。BTC质押也能实现这一效果,罚没比例可以设置在0到100%之间,尤其是在主网上线初期,我们会将罚没比例设置得非常低,因为这毕竟是一个全新的东西,降低大家会失去比特币的风险。此外,当算法和系统运行正常,但由于验证节点软件或设施问题而导致的错误,我们会与其他区块链技术公司,例如Cubist公司合作,设计出防罚没机制,以防止因不慎而导致的双重签名情况。通过这样降低罚没比例及减少系统设施错误的可能性,我们能够大幅度降低罚没的风险。
BTC质押相较于其他质押形式具有一项显著优势,即在保护的POS链受到攻击并崩溃时,其影响不会波及到质押的比特币。具体来说,如果某POS链遭受攻击导致其代币价值归零,持有该POS链代币的用户将面临损失;然而,在BTC质押的情况下,即使受保护的POS链遭受攻击并失败,用户的比特币本金依旧安全无损。这意味着,尽管从POS链获得的收益可能会消失,但质押的本金——比特币——不会受到任何影响。这一特性为BTC质押提供了一个强大的优势,是其他任何形式的质押持有者无法实现的。
Fisher:历程的话,应该要从我们这个项目创始的时候开始。
- 2022年1月:我与斯坦福大学的David Tse教授共同创立了Babylon项目,其初衷是探索比特币安全性的共享。我们最初设计的协议采用了一种类似于联合挖矿的机制。然而,我们很快意识到这种方法存在缺陷。虽然联合挖矿可以获取比特币的算力,但矿工在参与联合挖矿的同时,有可能攻击联合挖矿所支持的链条,而在比特币链上仍保持诚实。这意味着,尽管我们获得了一定的算力,却未能真正获得比特币所代表的安全性。因此,我们认为这个方案是不可行的。
- 2022年4月~5月:为了真正地继承比特币的 proof of work,发明了"比特币时间戳"协议。
- 2022年10月:经历半年多的开发,"比特币时间戳"协议上了 Minimum Viable Product 原型,
- 2023 年2月:"比特币时间戳"协议上了测试网,陆陆续续有很多 Cosmos 链加入。目前“比特币时间戳”测试网有超过 40 个 Cosmos 的项目,包括了很多著名的链,比如 Osmosis、Cash、Injective...
- 2023年4月:参加香港的 Carnival,了解到 Ordinals。在此之前,我们常常面临一个质疑:为什么选择致力于比特币而不是以太坊。尽管如此,凭借着我们的理想和初心,我们坚持了下来,尽管在很长一段时间内我们并没有收到太多关注。然而,Ordinals的出现为比特币生态吸引了大量关注。得益于Ordinals和Inscription,Babylon项目得到了更多的关注,这对我们在2023年的成长起到了极大的推动作用。因此,我们对Ordinals社群深感感激。
- 2023年5月:在香港之行之后,开始思考除了比特币 proof of work 之外,还能不能提取更多更好的安全性,于是就想到了比特币质押,接下来的半年时间一直处于紧张地开发中。现在是 1 月份,我们会在2月初的时候上第一个比特币质押的测试,让大家来体验比特币的无信任质押。
Q10. Mempool:你现在把比特币的安全解耦出来去服务于POS 链,看上去是对POS生态有很大的影响,那对于比特币生态的影响是怎样的?
Fisher:Ordinals确实成功地将人们的关注集中到了比特币生态上,但如果不充分利用比特币所提供的安全性,实际上能在比特币上实现的功能将受到限制。对于在比特币上构建的POS链或Layer2解决方案,其安全性是一个需要仔细考量的问题。我们相信,Babylon项目为那些希望在比特币生态中开发应用、基础设施和系统的开发者提供了一个独特的平台,使他们能够真正地利用比特币的安全性并与比特币保持一致(Bitcoin Alignment)。这一点对比特币生态的进一步发展极为重要,它不仅能够将比特币生态项目的安全性提升到与比特币相同的水平,而且还能为比特币链增加更多的实用性(utility)。
开发比特币应用时,由于比特币本身不支持智能合约的部署,也不能将所有交易数据打包进比特币区块链,因此实际上需要依赖于另一条链来处理应用的执行,比如Side Chain。这意味着,执行层必须位于另一个系统上,这个系统很可能基于权益证明POS机制运行。在有权益质押的系统中,质押资产是必需的,而比特币由于其价值和安全性,成为了首选的质押资产。如果你打算为比特币开发一个基于以太坊虚拟机(EVM)的链(简称EBM链),那么这个链的安全性最好由比特币本身来保障,而非依赖于以太坊或其他区块链。Q11. Mempool:我想针对这个问题提一下,第一个是因为现在大家都觉得铭文、 BRC20 在比特币 Layer1 上发行的 FT 跟 NFT 很有价值,现在比特币也很昂贵;第二个是交易时间很慢;第三个是有些 BRC20 的设计会造成 UTXO 膨胀,有一些交易会拥堵,另外一个 layer 的确能解决这个问题,用户使用也更丝滑。我的问题是,比如铭文能不能够在 POS 中 Power by Babylon 去使用?
Fisher:比特币质押不仅仅服务于Cosmos生态,而是作为一个通用的中间件,任何需要比特币安全性的系统都能从Babylon项目中获得所需的安全保障。此外,我们还探索了一些有趣的合作方式,我们遇到一个开发团队,他们是为闪电网络(Lightning Network)提供流动性的。
闪电网络的原理是通过一些中继节点在链下快速处理交易,从而实现小额支付和转账的高效完成。这些中继节点需要持有大量比特币,以充当流动性池,为闪电网络提供必要的资金支持,这些比特币是从比特币持有者手中吸收来的。我们注意到,在某些情况下,流动性池中的比特币并不会完全参与到每天的交易中,比如在一个拥有1000个比特币的流动性池中,可能有一半的比特币在绝大多数时间里并未被动用,像准备金一样静静地躺在那里。这引发了我们的思考:为何不将这部分闲置的准备金作为质押资产,质押到Babylon上,从而让这部分资金产生收益,并将收益返还给将比特币投入流动性池的持有者呢?
除了利用比特币的安全性之外,我们还发现许多比特币生态内的项目可以与Babylon进行互动,将他们手上的比特币作为质押资产提供给Babylon,并从中获得收益。这不仅增强了比特币生态的活力,也为比特币持有者提供了新的收益渠道,从而拓宽了比特币的应用范围和价值。
Q12. Mempool:确实,比特币生态的开放性和灵活性为开发者提供了探索新场景和创新组合的无限可能性。在讨论安全性的基础上,Fisher和David Tse肯定也深入研究了比特币的其他扩展方案,包括但不限于合并挖矿(Merge Mining)的Dry Chain、BIP 300,以及比较成熟的项目Stacks等,对比起他们的方案,你们有没有对Babylon 的优缺点做过分析?那或者说友商做不到的但是 Babylon 能做到的优势呢,这样的话我们也好理解一些。
Fisher:几个指标吧:
- 无需信任的协议:Babylon项目的核心优势之一是其完全无需信任的特性。与一些声称无需信任,但实际上需要依赖超额抵押、第三方预言机(Oracle)或者某种形式多签,比如10万美元的其他代币抵押来保证1万美元价值的比特币,Babylon不需要这些额外的保障措施。可以说,如果有任何这一类的要求出现了,这个项目都不是Trustless的。
- 通用中间层:Babylon旨在作为一个通用的中间层,它不限于为某个特定的POS生态服务。这意味着,任何人都可以利用Babylon来获取比特币的安全性,进而实现比特币生态与其他生态的和谐统一。
- 无需比特币网络的修改:与需要比特币进行分叉(如BIP 300)的其他方案不同,Babylon不需要对比特币本身进行任何修改或申请。这降低了实施的复杂性和难度,同时也避免了潜在的分歧和争议。
- 本金的绝对安全:在Babylon中,质押的本金始终保持安全。即使受保护的POS链或比特币之外的系统出现问题,Babylon中的比特币仍然安全无损。这一点是许多其他协议无法实现的,它为用户提供了极高的资金安全保障。
总的来说,Babylon项目通过其独特的设计和特性,提供了一个无需信任、开放且安全的平台,允许用户在不牺牲比特币安全性的前提下,拓展比特币的应用范围和功能性。这对于推动比特币生态及其在更广泛数字货币领域的融合与发展具有重要意义。
比特币 Layer2Q13. Mempool:听了之后我觉得 Babylon 在无信任安全上很有自信。刚才提到比特币生态的爆发,我们也观察到现在有好多都称为比特币 Layer2 的项目,现在想再请你跟我们分析一下,如果从安全性出发,应该怎么定义 Layer2 ?或者是一个合格的Layer2应该具有哪些特征。我们听到一个结论,市面上比特币 Layer2 最大的问题就是安全问题,因为现在很多 Layer2 是把计算的过程放在链下,然后把结果写到比特币主链上,但是实际上矿工是不会去确认二层的基本结果,你能不能帮听众去理解一下这个说法?
Fisher:没问题。因为我是做研究出身的,我会从 first principle (第一性原则)去看问题。要深入理解Layer2的概念,我们需回顾以太坊网络面临的挑战,因为Layer2这个概念是从以太坊上产生的。以太坊作为一个广受欢迎的区块链平台,其交易费用曾一度非常昂贵,同时链上处理能力有限,吞吐量较低。为了解决这些问题,当时有好几套方案,包括Plasm、side chain、sharding等等,最终大家选择了Layer2。Layer2 的核心思想是将交易处理从以太坊主网(Layer1)转移到链下进行,相当于链下交易有个单独的小账本,交易的时候更改账本,最后把链下所有的交易记录以及最终的交易结果变更提交回主链。这种做法大大提高了交易处理的效率和速度,同时降低了交易成本。
在Layer2的架构中,以太坊主网充当交易记录的核心存储介质。该机制公开交易记录,使得任何用户均可通过查阅以太坊主网,验证交易记录顺序的准确性。比如说ZK Rollup,它是把交易的结果状态的改变发到以太坊上,然后通过智能合约,以太坊的验证节点会去验证状态的这个改变是不是正确。或者说有一个欺诈证明,通过智能合约,以太坊的验证者会去验证你这个欺诈证明是不是正确的,如果是正确的,相应的这个罚没的动作也是通过智能合约执行。所以,交易最终的裁决是发生在以太坊上。
这意味着,如果想要篡改Layer2上发生的任何事情,攻击者必须攻击以太坊主网本身,这极大地提高了安全性。因此,以太坊的安全性直接应用于保护Layer2的交易记录。换言之,Layer2交易记录所体现的安全性,实质上继承自以太坊的安全机制。
当然,虽然Layer2方案通过继承以太坊的安全性提供了增强的保护,但这种安全性并非无成本。首先,用户需要支付交易费用,这是因为最终的状态变更或交易确认需要在以太坊主网上进行,而以太坊网络的使用自然涉及到Gas费用。其次,为了保证安全性,可能会在性能上做出一定的妥协。
以Arbitrum,Optimistic Rollup为基础,这些方案在提交交易到以太坊主网时引入了所谓的“欺诈证明”机制。这意味着如果对Layer2上的某个执行结果存疑,需要在以太坊主网上进行一段时间的挑战窗口,通常是7天或14天,以等待可能的异议提出。这一过程类似于公示期,旨在确保交易的正确性和公正性。
这种设计的核心在于,所有关于Layer2的裁决和判定都在以太坊主网上完成,从而确保了Layer2解决方案的安全性直接受益于以太坊网络的高安全标准。因此,任何试图修改Layer2账本的行为,都等同于直接攻击以太坊本身,这大大增加了攻击的难度和成本。
回到 BTC,如果我们直接套以太坊 Layer2 的解决方案,就会出现两个问题:
- 第一是把所有的交易打包到提供安全性的网站上,但由于比特币本身的空间已经很小,不可能把所有的交易全部打包上去;
- 第二是 ZK 的线路或者 fraud proof 的线路,因为比特币没有智能合约,没有办法提交欺诈证明或者状态改变证明,去向比特币主网证明状态的改变是正确的,所以比特币的矿工没有办法做最终的裁决。
Q14. Mempool:上一期我们请了水滴资本的大山,他们团队也是很早参与以太坊的的投资和建设,但是他们现在特别看好比特币,其中一点因为比特币是去中心化的,但是我们也看到,比特币是注重正统性的。
Fisher:要实现比特币的正统性,就要在比特币核心开发者和脚本语言允许的范围内做创新,需要做到以下三点:
- 一是不要让比特币就网络拥堵;
- 二是不要要求比特币去做各种各样的升级;
- 三是比特币持有者不要把比特币交给第三方。
Q15. Mempool:我最后还想问一个模块化的问题,最近 POS 链里面的Celestia非常火爆,就是因为模块化的叙事,但我发现 Babylon 其实已经很好地把比特币模块化,将安全功能解耦出来。我想请你谈谈比特币除了安全性外,未来还有哪些功能可以模块化解耦出来?它和以太坊模块化的路径会不会有一些差异?
Fisher:大方向上的事情,我才疏学浅也不好意思去指点,我说一下我自己在模块化方向的一些努力。Babylon 希望把比特币安全性做成一个模块,所有人都可以用 Babylon 去提取比特币的安全性。当我们把安全性解决完之后,接下来最想做的事情就是在保证比特币绝对安全的基础上,设计出比特币流动性优化,让其他的系统都可以获得比特币的流动性。目前第一个我们马上就要上测试了,但第二个的研究才刚刚开始。如果能把这两点都做成功的话,我们觉得 Babylon 对比特币的贡献以及对整个区块链的贡献就还可以。
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