从去中心化与扩容性两个方面,分析主流跨链锚定 BTC 项目各自的利与弊。

撰文:Andrew Kang,区块链投资人
编译:Perry Wang
原文首发于聚焦去中心化金融的电子出版物 The Defiant,作者授权链闻翻译并发表中文版本。

比特币整合进去中心化金融(DeFi)生态,一直是 DeFi 的无上圣杯。在规模更大的中心化金融(CeFi)市场,比特币稳定币站稳了交易金额的前两位交椅,从现货交易所、借贷 、到衍生品交易都是如此。以太坊代币 ETH 作为 DeFi 借款的主要抵押物,推动了加密信贷市场的迅猛发展,而如果将比特币整合进来,将在前所未有的高度解锁一个巨大市场。

一文说透跨链锚定 BTC 项目去中心化与扩容困局CeFi 的信贷市场比 DeFi 市场大出 11 倍左右

相关的常见构想是创建一种 ERC20 代币,与比特币价值锚定。ERC20 代币与比特币锚定的好处是充分利用可组合性,将其轻松嵌入现有的 DeFi 协议,而底层应用无需重大的架构重组。

目前有很多锚定 BTC 的项目正在开发中,但迄今仅有的已激活并与 DeFi 实现互通的实施项目都是是中心化的托管解决方案,比如 wBTCimBTC

而那些中心化色彩较淡、无需许可运行机制的锚定 BTC 项目,则有 tBTC (Keep Network)、 sBTC (Synthetix)、 renBTC (Ren) 和 pBTC (ptokens)。

所有这些项目都支持自己锚定 BTC 代币的抵押,但其安全机制锚定模式各不相同。这些资产中使用了不同模式,具备不同的信任和扩容属性。

信任

上述所有代币,除 sBTC 外,都是由比特币区块链网络的实物 BTC 予以锚定,而 BTC 则由一个或多个实体管理。为了确保锚定 BTC 完全抵押化,用于抵押的 BTC 必须发送到由中心化机构或多方机构(例如验证人)托管的比特币地址。

这些项目想要真正运转,必须有一个信任机制,确保相关一方或各方管理系统按预期运行。

这些项目中可能多个元素需要信任,并且需要信任的数量可能会有所不同。对于 imBTC 和 wBTC,信任以 BTC 托管人为中心。对于 pBTC、renBTC 和 tBTC,必须有一组验证人进行协调,以执行锚定系统的必要功能,即铸币、焚毁和确保资产的安全。这些验证人必须就集体行动达成共识,而达成共识的各种方法会产生不同的信任假设。链上交易流(喂价)可能因信任假设、系统内通知机制(例如清算、铸币 / 焚毁费、抵押品保管等)的不同而有所不同。

考虑这一点,可以说这些锚定 BTC 的项目在去中心化光谱图中散落在不同位置。

一文说透跨链锚定 BTC 项目去中心化与扩容困局

去中心化的程度可以利用一个框架来粗略衡量,主要分析托管、共识机制和每个项目链上交易流的信任元素

imBTC

托管:支持 imBTC 的 BTC 由 TokenIon 托管,后者是一家初创公司,违约风险为中下水平。有链上储备证明。

共识机制 :双向锚定无需许可,由以太坊智能合约管理,但 TokenIon 必然控制比特币与以太坊之间的桥接。

喂价:由于桥接是中心化控制,所以没有喂价。

wBTC

托管:支持 wBTC 的 BTC 由 BitGo 托管,后者是一家知名的数字资产托管机构,其托管的数字资产多达 10 亿美元 ,其中部分由保险覆盖。定期出示储备证明。

共识机制:双向锚定需要许可,只能由具备完整 KYC/AML 资格的注册商家发起。BitGo 必然控制比特币与以太坊之间的桥接。

喂价:由于桥接是中心化控制,所以没有喂价。

pBTC

托管:pBTC 智能合约是非托管的存取机制。其中心化管理的管理员密钥保留完全升级系统的能力。其长期计划是转向 DAO 模式。

共识机制:BTC 地址由一组运行可信执行环境(TEE)的验证人管理,通过门限签名方案(TSS)进行协调。TEE 保障运算的安全运行,但会导致信任从验证人手中转移到生产 TEE 硬件的技术厂商手中。

喂价:由于验证人绑定(bond)和 slashing 数量与担保的 BTC 不成正比,因此无需喂价。

renBTC

托管:renBTC 智能合约是非托管的存取机制。管理员密钥配置目前未知 。

共识机制:验证人通过新开发的多方计算算法「RZL sMPC」执行交易 。RZL 利用 Shamir 秘密共享(SSS),后者通常被批评需要信任中间商,因为中间商生成私钥并进行分发。不过 RZL 算法的设计原理与传统的 Shamir 秘密共享不同,永远不会中心化私钥。RZL sMPC 目前正在进行审计,尚未在完全的生产环境中测试。为了避免鼓励恶行(例如盗窃抵押物),每个分片的 Ren 验证人必须以 REN 代币的形式集体绑定不少于相应分片中锁定的 BTC 价值三倍的资产。

喂价 :Ren 利用动态调整的铸币和焚毁费用。费用是根据以下公式和输入值来计算的:

产生费用由以下曲线所得:
fee(k, a, x) = k^(1-x^2) where k=0.0001, a=2, and x=3L/R

燃烧费用由以下曲线所得:
fee(k, a, x) = k/(x+1)^a where k=0.0001, a=2, and x=3L/R

L 为锁定的 BTC 总价值,R 为绑定在 BTCEthereum 分片中的 REN 总价值。

为了确定 L 和 R 值,喂价应该是必需的,不过 Ren 团队已经否认喂价的必要性。他们宣称这些值可以由运行 Darknode (即 DEX 的节点)的验证人的收入来决定。

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我们可以根据资产的变化,对 REN 的预期价值进行建模。Ren 虚拟机 RenVM 已经清楚所赚到的费用,所以可以计算出 REN 的「稳定」价值(不包括投机行为)。可以利用这种计算(仅依据费用)来算出 「REN 由转移的资产计价的价值」。

为了确保 REN 和 BTC 的币值, Darknode 需要根据 BTC 产生的收入来确定 REN 的固定估值公式。这里就埋下了问题:价值是主观的。由于不同的市场参与者对收入、风险、资金成本等有不同的期望,因此「REN 估值公式」进行硬编码并不是理性的。这实际上意味着,一个暗池节点所有者可能以系统收入的 5 倍对其 REN 估值,而另一个人则以 100 倍的系统收入来估值。在产生喂价机制之前, Ren 的去中心化程度无法确定。

sBTC

托管:sBTC 由非托管的 SNX 代币智能合约锁定的 SNX 代币支持。不过 SNX 智能合约生态系统完全可以升级,有中心化的管理员密钥。

共识机制:sBTC 由 ERC 20 代币 SNX 作超额抵押,所以 sBTC 可以依赖以太坊的安全模式来保障跨链抵押的安全,而无需单独设计的安全机制。然而,智能合约的安全,以及系统要防止 sBTC 变成抵押不足,依然都需要信任为前提。

喂价:Synthetix 代币喂价由中心化的闭源预言机系统管理,但未来向采用 ChainLink 的去中心化机制转变。

tBTC

托管:tBTC 智能合约是非托管的存取机制。管理员密钥拥有以下权限:紧急情况下一次性暂停交易 10 天,设定延时费率,批量规模设定,抵押门槛设定。这种特权只会影响新的存款,在合约内限定了上下限。

共识机制:验证人利用多方门限数字签名标准(ECDSA)协调签署交易,无需可信的中间商。为了避免鼓励恶行(例如盗窃抵押物),tBTC 验证人必须绑定相当于 BTC 价值 1.5 倍的 ETH 抵押品。

喂价:tBTC 计划 1.0 版本利用半中心化喂价,由 MakerDAO 运营。MakerDAO 喂价由 MKR 持币者投票选出的一组地址管理 。Keep Network 计划在 2.0 版本推出新的喂价机制,但细节尚未披露。

可扩容性

除了这些项目的与去中心化程度遍布光谱图各个区间之外,这些项目的可扩容性也是参差不齐。实际上,我们发现其可扩容性与去中心化程度呈现负相关

这种负相关主要是因为去中心化程度越高,其隐性成本越高。在两个区块链网络直接维护桥接,要求一种新的安全模式来确保桥接得到适当维护。维护这种桥接的成本需要被一方或己方埋单,比如铸币商、验证人、持币者等等,随之会在锚定产品中引发各方更多的摩擦。

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imBTC 的供应量可以随着需求增长迅速增加,因为 imBTC 的创建是无需许可的。TokenIon 还激励 imBTC 的供应量增长,具体方式是每当有从去中心化交易所 Tokenlon 购买 imBTC 代币的交易,就收取 0.3% 的手续费,并将其分给 imBTC 持币者。

wBTC 的创建是半许可的,但鼓励经批准的商家快速发起铸造更多的 wBTC,来进行 wBTC 价格增长与比特币实际价格增长之间差异的套利交易。这与 USDT 凭借经许可的铸币 / 焚毁机制大规模扩展的方式类似。

pBTC 的供应量可以随着需求增长迅速增加,因为 pBTC 的创建是无需许可的。

sBTC 的供应量受制于 Synthetix 生态系统中 Synth 供应量。Synth 供应量随其需求量而经常调整。因为 sBTC 是由 SNX 作抵押,同时受到 SNX 价值的限制,SNX 价值反应的是预期未来 Synthetix 交易所的交易费收入。

renBTC 可生成数量完全受制于 REN 的可用经济带宽,因为 Ren 总是限定 L < R/3 。从长远来看, REN 的经济带宽将由铸币、焚毁和 darknode 累积的费用决定。renBTC 持币者和铸币者面临的费用,会给 renBTC 的使用和供应量增长制造更多摩擦。

tBTC 的创建是无需许可的,但 tBTC 的供应量是受制于验证人愿意绑定的 ETH 数量。从短期来看,这一数量由 Keep Network 的补贴来启动。不过从长期来看, tBTC 签名者产生的收入(与融资成本相比)很可能成为 tBTC 可扩容性的主要障碍。

考虑到中心化托管人的费用(0.0025-0 .0075 BTC),并且考虑到签名人也冒着额外的保证金风险,我们在初始参数中选择对每存入 1.0 BTC 的签名人奖励 0 .009375 tBTC。由于每笔存款都有 6 个月的固定期限,因此每年的签名总收入为 tBTC 总市值的 1.875%。

tBTC 签名者挣到 1.875% 的签名收入。考虑到 150% 的超值抵押率,得出 1.25% 的收益率。鉴于 ETH 的借入利率介于 2% 至 10% 之间,并且权益证明的预期收益预期在 2% 至 6% 之间,因此,对于大多数潜在的签名者而言,用 ETH 担保生成 tBTC 在经济上并不划算。考虑到铸币商需要支付费用,在新币创建问题上也存在摩擦。相比之下,imBTC、wBTC、pBTC 和 sBTC 的铸币商则无需支付费用。

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Kava

Kava 是一个构建跨链质押债仓(CDP)平台的项目。与前文讨论的锚定 BTC 的项目类似,它是一个在 Kava 区块链上创建其它加密资产锚定代币的协议。

Kava 在去中心化光谱图大约位于中间位置,在可扩容性光谱图中位于左侧。

Kava 利用一组验证人来协调跨链交易,但 Kava 内的锚定功能在很大程度上依赖于称为「代理人」的中心化中继器,代理人完全控制用于创建锚定代币的存入资金。

对于跨链安全性,Kava 使用基于 Tendermint 的共识,该共识也用于 Cosmos 和币安链等区块链。基于 Tendermint 的共识允许将底层资产委派给验证人。这带来了安全性 / 去中心化不足的风险,因为能够吸引大量授权的验证人在共识上可能拥有过大的权力,远远高出他们个人所冒险的资产。Kava 依靠 Chainlink 来获取价格数据。

在可扩容性问题上,Kava 可以管理的 CDP 数量受制于 KAVA 代币的总值。KAVA 既是为系统提供安全性的绑定抵押物,也是依据产生的收入来累积价值的代币,这与 Ren 类似。

根据与 Kava 团队的对话以及对 MakerDAO 系统的观察,可以假定以下经济条件:

  • 200% CDP 抵押率
  • 3:2 KAVA 与 CDP 价值比
  • 5% 平均长期稳定费
  • 目标存款利率为低于稳定费率 50 个百分点
  • 25% 的 USDX 供应量用于储蓄
  • Kava 长期质押(Staking)比例 100%

这些条件意味着, Kava 总市值 1500 万美元情况下,将有 1000 万美元的 CDP 资产和 500 万美元的 USDX。按稳定费率 5% 计算,500 万美元的 USDX 会带来 25 万美元年收入,其中 56,250 美元归 USDX 储蓄者,Kava 验证人能拿到 193,750 美元。这意味着 KAVA 代币质押人的资本收益率为 1.3%。而平均 10% 的长期稳定费意味着 2.5% 的资本收益率。

鉴于验证人的资本收益率较低,从长远来看,KAVA 可能会以相对较高的稳定费来为小众市场提供服务,同时为 KAVA 代币质押人提供相对较低的收益。

Thorchain

Thorchain 是一个不需要锚定代币而在跨链资金池之间构建状态链的项目。Thorchain 的第一次迭代从一家跨链自动做市商(AMM)交易所获得安全性。简单说,可以将其视为连接起比特币、以太坊、币安链等区块链的 Uniswap 类模式。

与 REN 和 KAVA 代币相仿,Thorchain 的原生代币 RUNE 可以用于为验证人绑定资产,然后从系统累积收入中剥离出价值,注入该代币。外来收入主要来自交易所交易费用,因此,交易费用的期望值越高,RUNE 的价值和系统可以担保的资产值就越大。

Thorchain 打破了可扩容性和去中心化之间的负相关性,因为它被设计为高度去中心化和高度可扩容。它可以通过很经济的设计来实现此目的,而无需锚定代币。

在 Thorchain 中,系统担保的资产是放置在资金池中,用作做市资产并直接产生收入。通过掉期产生的交易费用,同时反馈给流动性提供者和验证人。

Thorchain 的存款地址是非托管的,并由提供超额担保的轮值验证人维护。Thorchain 共识是通过基于 Gennaro Goldfeder TSS 的系统实现,类似于 tBTC。该系统消除了信任中心点。

由于 AMM 交易对于 Thorchain 的体系结构至关重要,因此它被用作该系统的最小信任度喂价。

结论

我希望这篇文章可以让大家一览这些不同的跨链系统彼此的利弊。各个团队投入了大量的工作来设计和构建这些项目。

请记住,项目团队在寻找改进系统设计的方法,这些项目目前还都处于试验阶段,将来还会迭代。本文应作为对这些极其复杂系统的非全面性概述。