相比超額抵押跨鏈方案,DeCus 團隊基於楊光博士的 論文,設計了一種抵押效率更高,且能保持同等安全性的去中心化跨鏈解決方案。

原文標題:《什麼是 eBTC?去中心化跨鏈 BTC 入門指南?》
撰文:楊光,本科畢業於清華大學姚班、清華大學交叉信息研究院獲得計算機科學博士

eBTC 是基於比特幣的無需信任 ERC 20 代幣,其設計目的是將 BTC 流動性帶入多家 DeFi 協議。BTC 可以以 1:1 匯率與 eBTC 雙向兌換。

摘要:

  • eBTC 是首個沒有超額抵押負擔及結算風險的去中心化跨鏈 BTC 解決方案;
  • 可以實現 5-15 倍抵押效率,因爲該系統中投入的每個 BTC 可以爲超過 5 BTC 提供託管(分別鑄造 5 個 eBTC);
  • 在新興去中心化託管機制 DeCus 推動下, eBTC 擁有跨鏈互操作性,可以擴展至其它區塊鏈中。

隨着自動做市商 AMM 和其他 DeFi 應用的興起,跨區塊鏈移動加密資產的需求在 2020 年變得尤爲強勁。然而全球超過 2/3 的加密資產被拒之於 DeFi 的盛宴之外,例如諸如比特幣之類「不太智能」的區塊鏈(撰寫本文時,全球加密貨幣市值約爲 5300 億美元,而僅比特幣就佔據其中 3500 億美元市場份額)。

實際上跨鏈可便攜資產的想法已經提出多年,而目前仍是這樣尷尬的局面。以太坊上的 BTC 代幣,例如 wBTC、renBTC、tBTC 仍然面臨重大的結算風險,主要因爲以下缺點:

  • 中心化:部分跨鏈 BTC 代幣是由中心化組織發行的,例如 wBTC 和 HBTC 是由發行機構發行,因此一旦該中心機構破產或遭審查,就會造成這些代幣無法兌換的窘境。
  • 抵押品利用率低:以去中心化方式發行的跨鏈 BTC 代幣,例如 tBTC 和 renBTC,歸根結底需要鎖定在智能合約中的非 BTC 抵押品作爲後盾。爲了減輕(而不是消除)波動和行爲不當的風險,當前解決方案採用的方式要求超額抵押。例如,每個鑄造的 tBTC 代幣要求抵押品的價值≥1.5 BTC,而每個 renBTC 要求抵押品的價值≥3 BTC。這種超額抵押將大大增加使用跨鏈 BTC 代幣的成本。

因此,當前的跨鏈 BTC 代幣遠未保留原始 BTC 的實質。如何實現儘可能原汁原味保留 BTC 本質、同時實現去中心化跨鏈 BTC?這裏有一些想法:

  1. 每個鑄造的跨鏈 BTC 代幣必須與 BTC 按 1:1 匯率錨定,否則不能保證可以將這類 BTC 代幣能兌換回比特幣網絡上的 BTC;
  2. 作爲底層資產的 BTC 必須安全地保存在某處。爲了提高可靠性和安全性,BTC 資產應由許多託管人以去中心化的方式保管;
  3. 抵押品是必要的,行爲不端的保管人要接受懲罰並賠償損失。此外,抵押品應足以防止一小部分保管者用其抵押品交易受託管的 BTC。

可能有人會說,第三點證明了超額抵押的必要性。但情況並非如此,從以下簡單但不切實際的解決方案可以清楚地看出這一點。

假設 BTC 資產在一個多籤地址中由 10,000 個保管人保存,每筆交易都需要至少 5001 個簽名。只要多數保管人是誠實的,對手就無法竊取任何被託管的 BTC。在這種情況下,最低額抵押品足以強制執行保管人的正確行爲。

請注意,將這些保管人分爲 1000 個組(每 10 個參與者組成一個組),這種做法是無法奏效的。由於對手只需要破壞每一個保管人組(其中有 10 名保管人)中的多數參與者,即可將該組保管的 BTC 拿走,這比腐蝕整個系統中的 5,001 個保管人要容易得多。
但是,要在比特幣網絡上使用一個多籤地址由 10,000 個保管人保存,每筆交易都需要至少 5001 個簽名,那就太昂貴了,而要完成包含 5,001 個簽名的交易,對所有保管人之間的協調工作提出了相當高的要求。

爲了平衡大型羣組提供的安全性和小型羣組提供的可訪問性,DeCus 引入了基於重疊羣組任務的去中心化託管方案。下面的玩具示例將說明其工作原理。下面的示例直觀地說明了重疊羣組任務。

假設有六名保管人劃分爲兩個分別由三名保管人組成的多籤小組。對手在一個小組中腐蝕兩名保管人,就可以完全控制一組資產,佔到託管資產總額的 1/2。

三分鐘讀懂無需超額抵押的跨鏈錨定比特幣 eBTC

或者,讓我們列舉從 6 個保管人中抽取的所有 2-3 的多籤小組。總共有 20 個組,而通過腐蝕兩個保管人,敵手只控制了 4 個組(每個腐蝕組由兩個被腐蝕的保管人和另一個誠實的保管人組成)。因此,同樣的 1/3 部分敵手只控制了所有組的 4/20=1/5。換句話說,新方案能夠安全地保管 5 個 BTC,總抵押物爲 3 個 BTC,對抗 1/3 的對手,因爲發起攻擊獲得的利潤不超過抵押物。

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當然,上面的簡單案例是爲了說明問題,但沒有達到非常驚人的抵押品效率。我們可以漸進地估計抵押品與託管總資產的比例,如下所示。

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基於以上分析,DeCus 實施了去中心化的託管方案,託管人小組減少了,並實現了令人印象深刻的低抵押率,例如,通過素數域的多項式設計,保管人 n = 121 時,DeCus 能夠實現效率因子 η = A/C 高達 20 的驚人效率,這意味着抵押品少於託管資產總額的 5%!

基於上述結果,還可以將抵押物與其他資產一起保管。我們通過這一功能推出了 eBTC,這是基於比特幣、由 BTC 1:1 支持的去中心化跨鏈 BTC 代幣,抵押率低且真正以 BTC 作爲抵押。

在 eBTC 中,保管人按照 DeCus 模式被分配到重疊羣組中,其中每個組是一個多籤 BTC 地址,每個保管人都屬於多個組。具體分爲三個流程:

鑄幣:想要鑄造 eBTC 的用戶首先向以太坊上的 eBTC 合約提交鑄造請求,並得到指定託管人組的 BTC 地址。收到鑄幣請求中所需的 BTC 後,相應數額的 eBTC 將被髮送到用戶的以太坊賬戶。

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贖回:想要將其 eBTC 兌換回 BTC 的用戶首先將 eBTC 連同贖回請求一起發送給以太坊中的 eBTC 合約,請求中包含用戶的 BTC 地址。然後該合約選擇一個保管組,通過將 BTC 從多籤 BTC 地址發送到用戶的 BTC 地址,來執行贖回請求。一旦發送 BTC,贖回請求即告完成,並且相應的 eBTC 將被焚燬。

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仲裁 : 一旦有保管人行爲不軌,不軌行爲的簡單支付驗證(SPV)證據可以提交給以太坊上的 eBTC 合約,然後行爲不軌的保管人被踢出,其抵押品立即被扣除,以完全賠償相應的損失。這始終是可行的,因爲一小部分惡意保管人所帶來的損害不會超過其全部抵押品,並且行爲不軌在區塊鏈上很容易被發現。

來源鏈接:decus.medium.com