Babylon如何解鎖比特幣安全價值？

作者：Zeke，YBB Capital研究員；翻譯：金色財經xiaozou

在以太坊引領的模塊化區塊鏈時代，通過集成數據可用性（DA）層提供安全服務已經不再是一個新奇的概念。目前，通過質押引入共享安全的概念爲模塊化領域提供了一個新維度——利用“數字黃金和白銀”的潛力，提供跨比特幣或以太坊及衆多區塊鏈協議和公共鏈的安全性。這一敘事相當宏大，因爲它不僅解鎖了數萬億美元價值資產的流動性，還是未來擴容解決方案的關鍵因素。例如，最近比特幣質押協議Babylon和以太坊再質押協議EigenLayer分別籌資7000萬美元和1億美元，讓我們看到領先的風險投資公司對該領域的大力支持。

然而，這些事態發展也引發了重大關切。如果模塊化是最終的擴容解決方案，而這些協議是該解決方案的關鍵組成部分，那么它們可能會鎖定大量的BTC和ETH。這讓協議自身的安全性成爲人們關注的重心。由衆多LSD （流動性質押衍生品）和LRT（L2 rollup代幣）協議構成的復雜分層是否會成爲區塊鏈未來最大的黑天鵝？他們的商業邏輯合理嗎？本文的討論將主要圍繞Babylon展开，閱讀完本文你將解开上述疑惑。

1、擴展安全共識

比特幣和以太坊無疑是當今最有價值的公共區塊鏈。它們的安全性、去中心化特性和價值共識經過多年積累，是它們保持區塊鏈世界核心地位的關鍵原因。這些都是其他異質鏈難以復制的罕見品質。模塊化的主要思想是將這些品質“出租”給有需要的人。當前的模塊化領域主要分爲兩派：

第一派使用足夠安全的L1（通常是以太坊）作爲rollup的部分功能層或最基礎的三個層。這個解決方案提供了最高的安全性和合法性，並且可以從主鏈生態系統中吸取資源。然而，對於特定的rollup（應用鏈、長尾鏈等）來說，它在吞吐量和成本方面可能不是特別友好。

第二派旨在創造一種接近比特幣和以太坊安全性但具有更好性價比的方案，例如Celestia。Celestia通過使用純DA功能架構、最小化節點硬件需求和較低的gas成本實現了這一點。這種簡化方法旨在創建一個與以太坊的安全性和去中心化特性相匹配的DA層，同時在盡可能短的時間內提供強大的性能。這種方法的缺點是其安全性和去中心化特性仍需要一段時間才能充分發展，並且在與以太坊的直接競爭中缺乏合法性，遭到以太坊社區的排斥。

這一派還有第三種類型，如Babylon和EigenLayer。它們利用權益證明（POS）核心概念，利用比特幣或以太坊的資產價值來創建共享安全服務。與前兩類相比，這是一種更加中性的做法。它的優勢在於在繼承合法性和安全性的同時還爲主鏈資產提供了更多的實用價值，並且提供了更高的靈活性。

2、數字黃金的潛力

不管任何一個共識機制的底層邏輯怎樣，區塊鏈的安全性在很大程度上要取決於它的底層資源。PoW鏈需要大量的硬件和電力支持，而PoS鏈則依賴於質押資產的價值。比特幣本身由一個非常大的PoW網絡支持，使其成爲整個區塊鏈領域中最安全的鏈。然而，作爲流通市值達1.39萬億美元（佔區塊鏈市場的一半）的公鏈，其資產效用主要局限於轉移和gas支付。

在區塊鏈世界的另一邊，尤其是以太坊在上海升級後過渡到PoS機制後，可以說大多數公鏈默認使用各種不同的PoS架構來達成共識。然而，新的異質鏈往往無法吸引大量資本質押，這讓人們對其安全性產生了懷疑。在當前的模塊化時代，Cosmos Zone和各種L2解決方案可以使用各種DA層進行補償，但這通常要以犧牲自主性爲代價。對於大多數舊的PoS機制或聯盟鏈來說，使用以太坊或Celestia作爲DA層通常也是不切實際的。Babylon的價值在於通過BTC質押爲PoS鏈提供保護來填補這一空白。就像人類使用黃金來支撐紙幣的價值一樣，比特幣非常適合在區塊鏈世界中扮演這一角色。

3、從無到有

在區塊鏈領域，釋放“數字黃金”的潛力一直是最雄心勃勃、但也最難實現的目標。從早期的側鏈、閃電網絡和橋接包代幣再到今天的Runes和BTC Layer 2，每種解決方案都有其固有的缺陷。如果Babylon的目標是利用比特幣的安全性，那么首先必須排除引入第三方信任假設的中心化解決方案。在剩余的選項中，Runes和閃電網絡（受到極其緩慢的开發進度的限制）目前僅具有資產發行能力。這意味着Babylon需要設計自己的“擴展解決方案”，以實現原生比特幣質押的從無到有。

細分目前比特幣可用的基本元素，基本上有以下幾個：（1）UTXO模型，（2）時間戳，（3）各種籤名方法，（4）基本操作碼。鑑於比特幣有限的可編程性和數據承載能力，Babylon的解決方案基於極簡主義原則。在比特幣上，只需要完成質押合約的基本功能，這意味着BTC質押、罰沒、獎勵和贖回都在主鏈上處理。一旦實現了從無到有，Cosmos Zone就可以處理更復雜的需求。然而，仍然存在一個關鍵問題：如何將PoS鏈數據記錄到主鏈上？

4、遠程質押

UTXO（未花費交易輸出）是中本聰爲比特幣設計的交易模型。其核心思想非常簡單：交易只是資金的進出，所以整個交易系統可以用輸入和輸出來表示。UTXO代表已進入但未完全支出的一部分資金，因此是未花費的交易輸出（即未支付的比特幣）。整個比特幣账本本質上是UTXO的集合，記錄每筆UTXO的狀態，以管理比特幣的所有權和流通。每筆交易都會花費舊的UTXO並生成新的UTXO。由於其固有的擴展潛力，UTXO天然成爲許多原生擴展解決方案的出發點。例如，利用UTXO和多重籤名爲閃電網絡創建懲罰機制和狀態通道，或者綁定UTXO來實現半同質化代幣（SFT），如銘文（inscriptions）和runes，所有這些都源於這個關鍵的出發點。

Babylon還需要利用UTXO來實現質押合約（Babylon稱之爲遠程質押，其中比特幣的安全性通過中間層遠程傳遞給PoS鏈）。合約的實現巧妙地結合了現有操作碼，可以分爲四步：

第一步：鎖定資金

用戶將資金發送到由multisig控制的地址。通過OP_CTV（OP_CHECKTEMPLATEVERIFY，它支持創建預定義交易模板，確保交易只能按照特定的結構和條件執行），合約可以指定這些資金只能在某些條件下使用。一旦資金被鎖定，就會生成一個新的UTXO，表明這些資金已經被質押。

第二步：條件驗證

通過調用OP_CSV（OP_CHECKSEQUENCEVERIFY，它支持根據交易序列號設置一個相對時間鎖，表明某UTXO只能在一定的相對時間或區塊數量之後被花費）可以實現時間鎖。結合OP_CTV，可以實現質押、撤銷質押（允許質押者在質押期滿後花費鎖定的UTXO）和罰沒（如果質押者實施惡意行爲，則會強制將UTXO花費轉移到鎖定地址，使其不可花費，類似於黑洞地址）。

第三步：狀態更新

每當用戶質押或提取質押資金時，都涉及到創建和花費UTXO。新的交易輸出生成新的UTXO，舊的UTXO則被標記爲已花費。這樣，每筆交易和資金流動都被准確地記錄在區塊鏈上，確保了透明度和安全性。

第四步：獎勵分配

合約根據質押額和質押時間來計算獎勵，並通過生成新的UTXO進行獎勵分配。一旦達到特定標准，這些獎勵就可以通過腳本條件解鎖和支出。

5、時間戳

在建立了一個原生質押合約之後，自然會考慮從外部鏈記錄歷史事件的問題。在中本聰的白皮書中，比特幣區塊鏈引入了由PoW支持的時間戳概念，爲事件提供了不可逆轉的時間順序。在比特幣的原生用例中，這些事件指的是在比特幣账本上執行的各種交易。如今，爲了增強其他PoS鏈的安全性，比特幣還可以用於外部區塊鏈上的事件時間戳。每次發生這樣的事件時，它都會觸發發送給礦工的交易，然後礦工將其插入比特幣账本，從而爲事件添加時間戳。這些時間戳可以解決區塊鏈的各種安全問題。向母鏈上的子鏈中的事件添加時間戳的概念稱爲“checkpointing（檢查點）”，用於添加時間戳的事務稱爲檢查點事務。具體來說，比特幣區塊鏈中的時間戳具有以下重要特徵：

• 時間格式：時間戳記錄從UTC時間1970年1月1日00:00:00开始的秒數，這種格式稱爲Unix時間或POSIX時間。

• 目的：時間戳的主要目的是標記區塊生成時間，幫助節點確定區塊的順序，輔助網絡的難度調整機制。

• 時間戳和難度調整：比特幣網絡大約每兩周或每2016個區塊調整一次挖礦難度。時間戳在這個過程中起着至關重要的作用，因爲網絡根據最近的2016個區塊的總生成時間來調整難度，以確保大約每10分鐘生成一個新區塊。

• 有效性檢查：當一個節點接收一個新區塊時，它會驗證時間戳。新區塊的時間戳必須大於之前幾個區塊的中位數時間，並且不得超過網絡時間120分鐘（未來2小時）。

時間戳服務器是Babylon定義的一種新原語，它可以通過PoS區塊中的Babylon檢查點分配比特幣時間戳，確保時間排序的准確性和不可變性。該服務器在整個Babylon架構的最頂層，是信任需求的核心來源。

6、Babylon的三層架構

如圖所示，Babylon的整體架構可以分爲三層：作爲時間戳服務器的比特幣、作爲中間層的一個Cosmos Zone——Babylon，以及作爲需求層的PoS鏈。Babylon將後兩者稱爲Control Plane（Babylon本身）和Data Plane（各種PoS消費鏈）。

了解了Babylon協議基本的無需信任實現之後，讓我們深入研究Babylon本身是如何使用Cosmos Zone連接兩端的。根據斯坦福大學Tse實驗室對Babylon的詳細解釋可知，Babylon可以接收來自多個PoS鏈的檢查點流，並將這些檢查點合並發布到比特幣上。通過使用來自Babylon驗證者的聚合籤名，檢查點規模可以最小化，並且通過限制Babylon驗證者每epoch只能進行一次更新來控制這些檢查點的頻率。

來自不同PoS鏈的驗證者下載Babylon區塊，檢查PoS檢查點是否包含在比特幣檢查的Babylon區塊中。這使得PoS鏈能夠檢測到偏差，例如，Babylon驗證者創建一個由比特幣驗證的不可用塊，並謊報其中包含PoS檢查點。協議的主要組成部分如下：

• 檢查點：一個Babylon epoch只有最後一個區塊才會被比特幣驗證。檢查點由區塊的哈希值和一個BLS聚合籤名組成，改籤名對應爲獲取最終確定性已籤署區塊的三分之二多數驗證者籤名。Babylon檢查點還包括epoch編號。PoS塊可以通過Babylon檢查點分配比特幣時間戳。例如，前兩個PoS塊由Babylon區塊設置檢查點，然後由時間戳爲t_3的比特幣區塊設置檢查點。因此，這些PoS塊將被分配比特幣時間戳t_3。

• 規範PoS鏈：當PoS鏈發生分叉時，時間戳較早的鏈被認爲是規範PoS鏈。如果兩個分叉具有相同的時間戳，則傾向於在Babylon上具有更早檢查點的PoS區塊。

• 提款規則：想要提現，驗證者需要向PoS鏈發送提款請求。包含提款請求的PoS區塊隨後由Babylon設置檢查點，然後由比特幣設置檢查點，並爲其分配時間戳t_1。一旦時間戳爲t_1的比特幣區塊達到區塊深度k，就會在PoS鏈上授權提款。如果一個持有提款質押的驗證者試圖進行遠程攻擊，那么攻擊鏈上的區塊只能被分配一個晚於t_1的時間戳。這是因爲時間戳爲t_1的比特幣區塊一旦達到區塊深度k，就無法回滾。通過觀察比特幣上這些檢查點的順序，PoS客戶端就可以區分規範鏈和攻擊鏈，然後忽略後者。

• 罰沒規則：如果驗證者在檢測到攻擊後沒有提取他們的質押，他們就可能會因爲擁有雙重籤名衝突的PoS區塊而遭削減。惡意的PoS驗證者知道，如果他們等到提款請求被批准後再發起遠程攻擊，他們就無法欺騙可以參考比特幣來識別規範鏈的用戶。所以，他們可能會分叉PoS鏈，同時將比特幣時間戳分配給規範PoS鏈上的區塊。這些PoS驗證者與惡意的Babylon驗證者和比特幣礦工串通，將Babylon和比特幣分叉，將時間戳爲t_2的比特幣區塊替換爲時間戳爲t_3的另一個區塊。在後來的PoS客戶端的眼中，這會將規範的PoS鏈從頂部鏈更改爲底部鏈。雖然這是一次成功的安全攻擊，但也導致了惡意PoS驗證者的質押被罰沒，因爲他們在沒有提取質押的情況下擁有雙重籤名對衝突區塊。

• 不可用PoS檢查點的暫停規則：PoS驗證者必須在Babylon上觀察到不可用的PoS檢查點後立即暫停其PoS鏈。不可用PoS檢查點被定義爲由三分之二PoS驗證者籤名的哈希值，據稱該哈希值對應無法觀察到的PoS區塊。如果PoS驗證者在觀察到一個不可用的檢查點後沒有立即停止PoS鏈，那么攻擊者可能會暴露先前不可用的攻擊鏈，更改面向後來的客戶端的規範鏈。這是因爲較晚顯示的影子鏈的檢查點較早地出現在Babylon上。上面的暫停規則解釋了爲什么我們要求作爲檢查點發送的PoS區塊哈希值由PoS驗證者集籤名。如果這些檢查點未籤名，任何攻擊者都可以發送任意哈希值，並聲稱它是Babylon上不可用的PoS區塊檢查點的哈希值。PoS驗證者必須在檢查點處暫停。請注意，創建一個不可用的PoS鏈是具有挑战性的：需要至少三分之二的PoS驗證者籤署PoS區塊，而不向誠實的驗證者提供數據。然而，在上面假設的攻擊中，惡意攻擊者暫停了PoS鏈，但沒有攻擊任何一個驗證者。爲了防止此類攻擊，我們要求PoS檢查點由三分之二的PoS驗證者籤名。因此，除非三分之二的PoS驗證者被攻擊，否則Babylon上不會有不可用的PoS檢查點，因爲攻擊PoS驗證者同時不影響其他PoS鏈或Babylon本身的成本極高，所以三分之二的PoS驗證者被攻擊的情況基本不可能出現。

7、BTC中的EigenLayer

就目的而言，雖然Babylon與EigenLayer相似，但它遠非EigenLayer的簡單“分叉”。鑑於目前無法在BTC主鏈上原生使用DA，Babylon的存在就顯得非常重要。該協議不僅爲外部PoS鏈帶來了安全性，而且對BTC內部生態系統的振興也至關重要。

用例

Babylon具有的潛在用例有很多，其中一些已經實現，或者將來可能有機會實現：

（1）減少質押周期，增強安全性：PoS鏈通常需要社會共識（社區、節點操作員和驗證者之間的共識）來防止遠程攻擊。這些攻擊包括重寫區塊鏈歷史，以操縱交易記錄或控制鏈。遠程攻擊在PoS系統中尤其嚴重，因爲與PoW不同，PoS系統不需要驗證者消耗大量的計算資源。攻擊者可以通過控制早期參與者的密鑰來重寫歷史。爲了確保區塊鏈網絡共識的穩定性和安全性，通常需要較長的質押周期。例如，Cosmos需要21天的解綁期。然而，有了Babylon，PoS鏈的歷史事件可以包含在BTC時間戳服務器中，可以使用BTC作爲信任源來取代社會共識。這可以將解綁時間縮短到一天（相當於大約100個BTC區塊時間）。此外，PoS鏈可以通過原生代幣質押和BTC質押來實現雙重安全性。

（2）跨鏈互操作性：通過IBC協議，Babylon可以從多個PoS鏈接收檢查點數據，實現跨鏈互操作性。這種互操作性允許不同區塊鏈之間的無縫通信和數據共享，從而提高區塊鏈生態系統的整體效率和功能。

（3）整合BTC生態系統：目前BTC生態系統中的大多數項目（包括Layer 2、LRT和DeFi）都缺乏足夠的安全性，並且通常依賴於第三方信任假設。這些協議還在其地址中存儲了大量的BTC。未來，Babylon可能會與這些項目共同开發一些高度兼容的解決方案，互利共贏，最終形成一個類似於以太坊內EigenLayer的強大生態系統。

（4）跨鏈資產管理：Babylon協議可用於跨鏈資產的安全管理。通過在跨鏈交易中添加時間戳，可確保不同區塊鏈之間資產轉移的安全性和透明度。這種機制有助於防止雙花攻擊和其他跨鏈攻擊。

8、巴別塔

巴別塔的故事出自《聖經·創世記》第 11 章 1-9 節，這是一個經典故事，講述了人類試圖建造一座通往天堂的塔，卻被上帝挫敗。這個故事象徵着人類的團結和爲共同的目標奮鬥。Babylon協議旨在爲各種PoS鏈建立一個類似的塔，將它們統一在一個屋檐下。在敘事方面，它似乎不亞於以太坊的捍衛者Eigenlayer。但它在實踐中如何才能站得住腳呢？

到目前爲止，Babylon測試網已經通過IBC協議爲50個Cosmos Zone提供安全保障。除了Cosmos生態系統，Babylon還集成了一些LSD（流動性質押衍生品）協議、全鏈互操作性協議和比特幣生態系統協議。然而，在質押方面，Babylon目前仍落後EigenLayer，EigenLayer可以在以太坊生態系統中重用質押和LSD。然而，從長遠來看，大量在錢包和協議中休眠的比特幣尚未被完全喚醒，這只是1.3萬億美元冰山的一角。Babylon需要與整個比特幣生態系統形成積極的共生關系。

（1）龐氏質押困境的唯一解決方案

如前所述，Eigenlayer和Babylon都在快速發展，未來趨勢表明它們將鎖定大量核心區塊鏈資產。即使這些協議本身是安全的，多層質押是否會讓質押生態系統陷入死亡螺旋，導致另一個類似於美國加息的大崩潰？自以太坊過渡到PoS機制以及EigenLaeyr出現以來，當前的質押領域確實經歷了非理性繁榮。各項目通常通過大量的空投預期和分層回報來吸引高TVL用戶。ETH可以通過原生質押、LSD和LRT，被疊加五、六層。這種套娃式操作增加了風險，因爲只要一個協議出現題都可能直接影響到所有相關協議，尤其是那些位於質押鏈末端的協議。如果採用這種模式，擁有衆多中心化解決方案的比特幣生態系統將面臨更大的風險。

然而，需要注意的是，Eigenlayer和Babylon從根本上是關於引導質押飛輪走向真正的效用，創造真實的需求來抵御風險。因此，雖然這些“共享安全”協議可能間接或直接加劇不良行爲，但它們也是避免分層質押龐氏回報的唯一途徑。現在更緊迫的問題是，“共享安全”協議的商業邏輯是否真正可行。

（2）真正的需求才是關鍵

在Web3中，無論是公共鏈還是協議，底層邏輯通常涉及匹配特定需求的买賣雙方。這方面做得好的項目可以“贏得世界”，因爲區塊鏈技術確保了匹配過程是公平、真實和可信的。從理論上講，共享安全協議可以進一步補足蓬勃發展的質押和模塊化生態系統。然而，供給會遠超需求嗎？在供應端，有許多項目和主鏈能夠提供模塊化安全。在需求端，既有PoS鏈可能不需要或不愿意爲了面子而租用這種安全性，而新的PoS鏈可能難以支付大量BTC和ETH產生的利息。爲了使EigenLayer和Babylon形成一個封閉的商業循環，所產生的收入必須能夠平衡協議內質押代幣所產生的利息。即使實現了這種平衡，並且收入遠遠超過了利息支出，這些新的PoS鏈和協議仍然可能枯竭。因此，如何平衡經濟模式，避免空投預期催生的泡沫，健康推動供需關系，將是至關重要的。