作者：日月小楚

對於btc生態的潛力，本質是因為BTC是第一大資產。一條公鏈的生態的天花板是由這條公鏈的市值決定的。最容易理解的是藉貸，BTC持有者總會有抵押借款的需求，即使是10%的資金量，那就是1,200億美金。而如果是一條10億市值的公鏈，50%的資金量也只有5億美金，這是天花板的差距。再例如抵押生成穩定幣，那肯定是抵押本資產規模大，穩定幣賽道的潛力就大。

從這個角度來看，btc的市值是以太坊的4倍，其生態的潛力肯定是遠高於以太坊的。但是實際情況正好相反，btc生態現在整體規模比以太坊相差太遠。根本原因是btc作為公鏈的效能太低以及可程式性太差，不具備圖靈完備性。那麼解決方案就是模仿以太坊的架構，使用layer2的方式。 layer2要TPS有TPS，要程式性有程式性。

採用layer2的方式是現在大部分btc生態的策略，但是存在著急需解決的問題，那就是安全性。如果想要btc持有者安心的將資金放入layer2，那就必須確保btc的安全性。首先安全性非常重要，畢竟誰也不想檢了芝麻丟了西瓜。其次btc的鏈本身又與以太坊不同，無法借鏡以太坊的安全性設計。

那麼，我們的主角出場了。 babylon提供原生BTC的安全保障，是其它BTC layer2的基礎。

babylon的架構邏輯

1. 各種PoS 鏈，包括BT
   ●這裡包括了BTC layer2 ，也可以是其它的公鏈。資料層由各個PoS 鏈組成，這些鏈希望利用比特幣增強其安全性並願意為其支付收益。
   ●除了執行正常的共識協議功能，例如產生和驗證區塊，PoS 鏈上的驗證者還負責在最終性小工具上簽署最終性簽名。

2. 控制層：Babylon 鏈
   ●控制層是連接比特幣網路和PoS 鏈的橋樑，由一個名為Babylon 鏈的Cosmos-SDK 鏈實現。
   ●Babylon 鏈作為控制平面，負責下列關鍵功能：
   提供比特幣時間戳服務： Babylon 鏈將PoS 區塊哈希和驗證者集記錄在比特幣鏈上，確保PoS 鏈和比特幣網路之間的一致性，並實現快速安全的解綁。
   作為交易市場： Babylon 鏈匹配比特幣質押者和PoS 鏈，促進兩者之間的交易。
   追蹤抵押和驗證資訊： Babylon 鏈記錄EOTS 金鑰註冊和更新等信息，確保質押過程的安全性和透明度。
   記錄PoS 鏈的最終性簽名： Babylon 鏈儲存PoS 鏈的最終性簽名，確保協定的安全性。

3. 底層安全層：比特幣網絡
   ●比特幣網路是整個架構的基石，為系統提供底層安全保障。
   ●比特幣網路的安全性和去中心化特性確保了質押的比特幣資產的安全，並防止惡意行為。

在Babylon用戶可以不把比特幣轉出自己的地址的情況下，實現安全的Staking。這樣比特幣持有者無需橋接到Pos鏈。且不需要對質押比特幣進行封裝、託管等。

由於比特幣本身不支援圖靈完整的智慧合約，Babylon 協議巧妙地利用了比特幣現有的腳本語言和UTXO 模型來實現抵押合約的功能。協議設計了四種類型的交易：抵押交易、解押交易、削減交易和解押交易。這些交易透過特定的腳本邏輯，限定了比特幣的轉移路徑，從而實現了類似智能合約的功能。

1. 抵押交易(Staking Transaction):

• 抵押交易是用戶參與比特幣質押的第一步，它將用戶的比特幣鎖定在一個特殊的UTXO 中，該UTXO 只能透過兩種方式解鎖：用戶在滿足解押條件後發起的解押交易，或在發生安全違規行為時發起的削減交易。

• 透過這種方式，抵押交易將用戶的比特幣承諾給PoS 鏈，作為其參與驗證和維護網路安全的保證金。

2. 解押交易(Unbonding Transaction):

• 當用戶希望退出比特幣質押時，可以發起解押交易。

• 解押交易需要滿足一定的條件，例如經過一段時間的鎖定，以防止用戶頻繁地進出質押，影響網路的穩定性。

3. 削減交易(Slashing Transaction):

• 當使用者在PoS 鏈上進行惡意行為，例如雙重簽署或試圖破壞網路共識時，將會觸發削減交易。

• 削減交易會將用戶的抵押比特幣發送到一個不可花費的地址，即銷毀這些比特幣，作為對惡意行為的懲罰。

• Babylon 協議透過可問責斷言和最終性小工具技術，確保在發生安全違規時，作惡者的私鑰會被洩露，並自動觸發削減交易。

4. 解押交易(Unstaking Transaction):

• 解押交易用於在解押交易的相對時間鎖定到期後，將用戶的比特幣從鎖定狀態中釋放出來。

• 這個過程確保了用戶在正常退出質押時能夠及時收回其比特幣，同時防止惡意用戶在解押過程中進行攻擊。

懲罰機制

對於上面的4種交易類型，需要配對防止作惡的機制。 Babylon 的Slash 技術機制是透過使用先進的密碼學、共識協議創新和優化的Bitcoin 腳本語言來實現的

1. 可問責斷言

可問責斷言是一種密碼學技術，其核心思想是使用可提取的一次性簽名（EOTS）來確保作惡者的私鑰會在特定情況下被洩露。在Babylon 協定中，當驗證者進行雙重簽章等惡意行為時，協定會自動提取其私鑰，並將其公開，使得任何人都可以使用該私鑰來執行削減交易，懲罰作惡者。

由於當初質押者進行UXTO質押的時候，使用了一起簽名。如果Ta想作惡，在質押結束前進行轉帳簽名，就會觸發可問責斷言，私鑰便被公開。

2. 最終性小工具

最終性小工具是在現有的PoS 共識協定之上添加的一層額外機制，用於增強安全性。 Babylon 協議中使用了一種EOTS 最終性小工具，要求驗證者在區塊最終確定後使用EOTS 進行額外簽署。

這個額外簽名的作用在於將所有安全違規行為都轉化為對同一區塊高度的可問責斷言的抵觸，從而使得可問責斷言機制能夠有效地發揮作用。

Babylon 的一個關鍵方面是其BTC 時間戳協議。它將其他區塊鏈的事件時間戳到比特幣上，使這些事件能夠像比特幣交易一樣享受比特幣的時間戳記。這有效地借用了比特幣作為時間戳伺服器的安全性。 BTC 時間戳協議實現了快速權益解綁、可組合的信任、降低安全成本, 以最大限度地提高比特幣持有者的流動性。協定被設計成模組化插件，可用於多種不同的PoS 共識演算法之上，並提供了可建構重置協定的基礎。

比特幣時間戳服務

比特幣時間戳協定是一種時間證明技術，其允許將任意資料傳送到Babylon 來產生比特幣時間戳，為POS鏈產生時間戳，從而提其升完整性和安全性，如抵禦長程攻擊

長程攻擊是POS鏈比較頭痛的問題。 POS鏈的驗證節點需要質押代幣，作為作惡的懲罰。但是，當節點代幣提款，變無法對他們的行為進行約束。由於POS建構鏈的成本比較低，多個驗證者可以建構一條假的鏈。長程攻擊指的是從創世區塊開始，創造一條比原主鏈還要長的鏈，並竄改全部交易歷史，來取代原來的主鏈。比如說，作惡的驗證者在偽造鏈中依然擁有自己選擇的代幣。

新加入的節點或長期不在線上的節點在同步新的區塊資料時，並不能很清楚的知道哪條鍊是真正的主鏈，很有可能出現加入偽造鏈，而真正的主鏈被篡位。

為了防止長程攻擊，許多PoS 鏈要求新加入的客戶端和驗證者需要識別規範鏈上的檢查點區塊。所有受信任的對等節點可能需要數天或數週才能就檢查點達成協議。這是因為在區塊鏈上，沒有中心的信任方，驗證者都是同等信任。如果出現有偽造的鏈而產生了分歧，驗證者需要一定的時間進行溝通確認。

這也是為什麼POS的採用很長的質押解鎖期。

由於BTC是Pow鏈，採用最長鏈為主鏈原則。要對BTC進行攻擊，需要集中51%的全網算力。代價極為大，可以基本確認為不可能。所以BTC可以認為是最安全的公鏈。

1. 比特幣時間戳記服務就是可以將PoS 鏈的驗證者將PoS 區塊的雜湊值和為該區塊投票的驗證者集統一打包作為交易提交到比特幣鏈上。這些交易資訊會被記錄在比特幣區塊中，從而實現將PoS 區塊資訊「錨定」到比特幣鏈上。

由於PoS 區塊上的檢查點會被提交到btc主網上，PoS的驗證者只需要根據BTC主網上的偵測點進行同步即可。當驗證者的提款申請的時間戳被記錄在btc上，仿造鏈需要產生更早的BTC時間戳才能讓它驗證者相信自己並沒有提款。但是這種行為相當於對BTC進行攻擊。

所以，使用BTC時間戳記的POS鏈可以實現快速的解壓，往往可以只需要1天的等待時間甚至幾個小時。

比特幣時間戳服務是一種利用比特幣網路的安全性來增強PoS 鏈安全性和實現快速解押的技術。由於比特幣區塊內空間不足，無法直接在比特幣上對PoS 區塊進行檢查，Babylon 作為單獨的PoS 鏈聚合PoS 鏈所發送的檢查點，並代表它們發佈到比特幣。並且Babylon的比特幣時間戳服務作為模組化設計，方便整合。

綜上所述，Babylon協議透過將比特幣的安全性與Layer 2解決方案相結合，提供了一種創新的方式來增強BTC生態的可擴展性與安全性。儘管比特幣在性能和可編程性方面面臨挑戰，Babylon的架構設計有效地解決了這些問題，使比特幣持有者能夠安全地參與質押，而無需將資產轉移。這不僅提升了比特幣的生態潛力，也為未來的公鍊和DeFi計畫提供了重要的安全性。隨著這項協議的發展，我們有望看到比特幣生態的進一步壯大和多樣化。