原文作者： @cmdefi
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核心觀點：利用 Bitcoin 的經濟安全性和 Cosmos IBC 跨鍊通信技術，允許 BTC 持有者在保持資産自主權且不離開 Bitcoin 網絡的情況下，通過特有的質押機制為其他 PoS 區塊鍊提供一個額外的安全層，并換取收益。利用工作量證明（PoW）的某些優勢來對權益證明（PoS）提供安全性補充。
- 「遠端質押」使質押的 BTC 保留在 Bitcoin 主網上。
- 在 Bitcoin 上建立定制化質押合約，Babylon 通過使用 Bitcoin 腳本和限制條款（covenants）來定制 UTXO 的操作，建立一種特殊的交易類型來完成質押鎖定功能。
- 利用 Cosmos IBC 跨鍊通信協定在 Bitcoin 和其他區塊鍊之間無縫地聚合、傳遞消息和資料。
- 額外安全層。通過将 PoS 區塊鍊的一些關鍵資料（如交易哈希、重要決策或狀态更新）的哈希值記錄到 Bitcoin 區塊鍊上，設立「檢查點」。Babylon 能夠為這些資料提供不可篡改的時間戳證明，相當于将 PoS 鍊狀态的快照，定期錨定到 Bitcoin 區塊鍊上。
方案分析
作為市值第二高的資産，以太坊完成了第一階段的使命成為目前最大的智能合約平台。現在正在通過 EigenLayer 的「Restaking」概念目标成為其他網絡和的安全層。
在 PoS 共識機制中，區塊鍊的主要安全來源之一是通過可質押的資産來吸引大量資本，逐漸建立經濟安全，越龐大的網絡，就需要越理想的、共識越強的資産，而創造如此高共識的資産的難度就越大。目前共識足夠強大的兩種資産隻有 BTC 和 ETH，為了解決這個問題，像 EigenLayer 這樣的項目利用了 ETH 的安全性來保護其他區塊鍊或 AVS，而不是通過高成本的代币發行來引導它。
截至目前，EigenLayer 取得了巨大成功，已經吸引了超過 150 億美元的 TVL，那麼 Bitcoin 作為共識最強、安全性最強、唯一的 PoW 鍊，也存在為其他區塊鍊提供安全服務的可能，同時這也将對 PoS 共識機制提供很好的 PoW 安全補充，無需再争論 PoW 更好還是 PoS 更勝一籌。
Babylon 緻力于建立 BTC 質押，允許 BTC 持有者在不離開 Bitcoin 網絡本身的情況下與其他網絡共享超過 1.3 萬億美元的經濟安全，以換取質押收益。在方案上，Babylon 通過遠端質押、定制化質押合約、時間戳、EOTS（可提取一次性簽名）實作了對 PoS 鍊送出的關鍵資料的記錄和驗證，但我們需要清楚 Bitcoin 其本身架構無法驗證複雜的運算邏輯以及智能合約，是以 PoS 鍊内部仍然有基礎的邏輯運算，而 Babylon 提供的 Bitcoin 的 PoW 安全性是一個「額外的安全層」，是一種對 PoS 安全性的補充，也可以說是促使了 PoS 和 PoW 在安全層面的融合。同時由于 Babylon 和 Eigenlayer 最底層的共識機制不同，兩個産品在服務對象、協定目标等方面存在差異。這一點将在講解完 Babylon 的核心原理之後進行展開讨論。
Babylon 架構
- Bitcoin 主網
- Babylon 聚合層
- IBC 通信協定
- PoS 消費鍊（目标 PoS 區塊鍊）
Babylon 本質上是一個聚合層，用于在任何 PoS 區塊鍊和 Bitcoin 之間建構安全性，如果一個 BTC 持有者想要質押他們的資産，他們可以去 Babylon 選擇他們想要質押的合格網絡，然後在 BTC 主網上鎖定他們的 BTC，在 Babylon Chain 這個聚合層上将對 PoS 的關鍵資料進行聚合，并定期通過 IBC 發送至 Bitcoin 網絡建立「檢查點」，最終使用者可以領取目标 PoS 網絡的收益。
這樣一來，質押者可以繼續持有他們的 BTC，同時賺取額外的收益，而 PoS 網絡付出一些成本則繼承了 Bitcoin 的經濟安全性。
遠端質押 Remote Staking
遠端質押是一種允許資産持有者在不将資産移出其原生鍊的情況下，為其他網絡提供質押驗證服務來獲得收益的方式。Remote Staking 的關鍵是保持資産的自主要制權，避免通過第三方中介（如托管服務或橋接服務）來實作。
在 Babylon 項目中，Bitcoin 持有者通過 Remote Staking 的方式，可以将使用者的 BTC 質押在 Bitcoin 網絡上，而不是傳統的通過轉移到其他鍊或通過中心化的服務。這是通過改進的 Bitcoin 腳本和特定的交易類型來實作的「定制化質押合約」。
Bitcoin 定制化質押合約
由于 Bitcoin 不支援複雜的智能合約，Babylon 必須在 Bitcoin 現有的腳本語言範圍内實作質押功能。Bitcoin 與 Ethereum 不同，其使用的是 UTXO（未花費交易輸出）模型，即每個交易輸出可以成為另一個交易的輸入。
Babylon 通過使用 Bitcoin 腳本和限制（covenants）來定制 UTXO 的操作，簡單去了解就是通過一種工具來定制 Bitcoin 交易的行為，建立特定的合約邏輯，它支援使用者可以将他們的 Bitcoin 鎖定一段時間，隻有在鎖定期結束後，使用者才能使用他們的私鑰來贖回這些資産。通過這種「定制化的質押合約」來代替了通過智能合約實作的質押合約。
送出資料和驗證
資料送出：PoS 區塊鍊上的節點生成一些重要的資料并轉為哈希，如交易或區塊資訊。
發送到 Bitcoin 網絡：Babylon Chain 負責收集這些哈希并将它們聚合打包，通過 IBC，打包後的哈希集合将在一個特定的交易中被送出到 Bitcoin 區塊鍊。
生成時間戳：一旦這些哈希在 Bitcoin 區塊鍊上被記錄下來，它們就獲得了來自 Bitcoin 區塊鍊的時間戳。這就生成了「檢查點」，它繼承了 Bitcoin 網絡的安全性，是全球公認且不可更改的。這意味着任何人都可以檢視這個比特币交易，并根據時間戳确認這些資料在何時被送出。
使用時間戳：PoS 區塊鍊可以利用這些時間戳來驗證其資料的正确性和時效性。例如，在處理交易或驗證區塊的真實性時，它們可以引用這些時間戳。
時間戳的使用有助于防止一些安全問題，如重播攻擊（在其中舊交易被重新送出以欺騙網絡）和長程攻擊（通過建立一個從舊狀态分叉的替代鍊）。
安全和懲罰機制
雖然 Babylon 通過定制化特殊的 UTXO 操作來實作了基本的質押功能，但其本身距離智能合約仍然有一定差距，比如無法通過智能合約的邏輯運算來執行懲罰，是以 Babylon 通過自己的方式設計了懲罰和削減機制。
在 Babylon 的設計中，采用了 2 種簽名來保證所有機制的順利運轉。
Schnorr 簽名提供了一種高效（聚合）和安全的方式來處理 Bitcoin 質押者的簽名。
EOTS 則用于在質押者試圖對網絡進行雙重支付攻擊時，允許從惡意行為産生的簽名中自動提取私鑰并進行自動化的 Slashing。
Schnorr 簽名是在比特币 2021 年的 Taproot 更新中被引入的，主要是為了解決傳統簽名的一些限制，以實作一個更加高效和簡潔的簽名方式，主要特點就是允許将多個簽名聚合為一個，這對于多簽名交易和複雜腳本交易非常有用，同時它還可以顯著減少交易大小和費用。
在安全性方面，由于 Bitcoin 腳本的表達能力有限，它無法直接實施類似 PoS 區塊鍊中複雜的懲罰機制（如 Slashing），是以 Babylon 通過一種巧妙的設計實作了 Slashing 機制。
如果一個 Bitcoin 質押者的私鑰被用于在相同時間内簽署兩個不同的區塊，這種行為會被認為是一次雙重支付攻擊的嘗試，他們的私鑰會被公開，在這種情況下，現在任何人都可以假裝是質押者，并将削減交易發送到 Bitcoin 鍊并燒毀質押者正在質押狀态的 BTC。
這是通過 EOTS（可提取一次性簽名）來實作的，它與 Schnorr 簽名相容。這是一種特殊的加密形式，確定了區塊簽名的完整性并懲罰不當行為。該過程涉及一個額外的共識層，稱為「終結輪」，這在消費鍊的基本共識協定功能之後發揮作用。隻有在收集到超過三分之二涉及 BTC 質押的 EOTS 簽名後，區塊才達到最終确定狀态。如果任何驗證者試圖通過在同一區塊高度簽署兩個不同的區塊來攻擊協定，EOTS 系統将確定其私鑰被洩露。
該系統還解決了在像 Bitcoin 這樣缺乏對智能合約和複雜交易類型的原生支援的區塊鍊上執行懲罰的挑戰。
BTC 質押者的旅程
BTC 質押者 Alice 的旅程：
(a) 幸福之路：Alice 質押，驗證 PoS 鍊，請求解除綁定，并在 3 天内解除質押。
(b) 不幸的道路：Alice 進行質押，對 PoS 鍊犯了安全罪行，然後她的 BTC 被燒毀。
市場空間
根據 DefiLlama 的資料，目前 Bitcoin 單币收益市場中大部分收益率在 0.01%-1.5% 之間，有能力擷取到 5%-10% 之間收益率的規模非常有限。
BTC 的市值目前達到 1260B (1 BTC= $64000)，WBTC 的市值為 10B，而目前正在 DeFi 中積極獲得收益的 BTC 不到 5B，這與幾個方面有關：
- 大多數 BTC 持有者不願意讓 BTC 離開 Bitcoin 網絡
- 對于 WBTC、tBTC 等包裝資産安全性的擔憂
- 收益過低
- 一部分 BTC 處于沉睡狀态（根據 Coinshares 的資料，25% 的 BTC 供應量已閑置超過 5 年，67% 已閑置超過 1 年）
一個可參考的資料，2021 年，Celsius 通過向 BTC 持有者提供競争性的 8% 收益率吸引了 43000 BTC，目前價值近 30 億美元。可以推測，閑置 BTC 持有者有需求在其資産上獲得收益，但目前主要的摩擦點是收益低、信任假設集中化和風險。
是以假設通過 Babylon 的質押能夠捕捉接近 8% 的收益，那麼這就有可能達到 30 億美金的規模，結合 Babylon 的去中心化特性、原生 BTC 的質押無需離開 Bitcoin 網絡，将有可能向百億市場沖擊。
解決了什麼問題
根據目前的項目資料來看，Babylon 解決了 4 個問題：
- BTC 在 Bitcoin 網絡上的原生質押，并提供更高的收益機會
- 使 PoS 鍊的安全預算降低，降低吸引質押者的代币排放
- 為 PoS 鍊提供 PoW 的安全補充 - 緩解「長程攻擊」
- 為 PoS 鍊提供 PoW 的安全補充 - 提高活躍性攻擊門檻值
長程攻擊
先來了解一下什麼是「長程攻擊」，它也被稱為長距離攻擊（Long-Range Attack），是權益證明（PoS）區塊鍊面臨的一種特定安全風險。這種攻擊涉及到質押者在解綁（即取回質押資金）後利用他們的質押代币在區塊鍊曆史的某個早期點上建立一個分叉。這種攻擊嘗試利用過去的質押狀态來重寫區塊鍊的曆史記錄。
攻擊過程
1. 攻擊起點：攻擊者選擇區塊鍊曆史中的某個早期點，這通常是在他們的質押仍然有效的時間點。然後，他們開始在這個點上秘密建構一個私有的分叉鍊。
2. 建構分叉鍊：攻擊者在自己的分叉鍊上建構區塊，可能包括無效或欺詐性交易。由于他們在這個曆史時間點有足夠的質押權，他們可以影響哪些區塊被加入到這個分叉鍊上。
3. 釋出分叉：一旦分叉鍊足夠長，覆寫了主鍊上的同期區塊，攻擊者可以将其釋出出來。由于 PoS 協定通常會接受最重（即積累最多質押權或最長鍊）的鍊作為有效鍊，攻擊者的分叉可能會被網絡接受為正統曆史。
在 PoS 系統中，由于不需要像 PoW 那樣進行大量計算，重組舊的區塊（即區塊鍊重組）相對容易。攻擊者隻需要在私有鍊上展示一個比主鍊更長或在某些系統中更有「權重」的鍊，就可能說服網絡接受其鍊為有效鍊。
這種攻擊通常涉及到網絡節點較少、監控和安全措施較弱的新興或較小的 PoS 鍊，因為這樣的網絡更容易受到少數質押大戶的影響。
為了緩解長程攻擊，一般的 PoS 鍊會設定一個最低解綁期，通常為 7 天、14 天、21 天不等，這就是為什麼當你向節點贖回資産（比如 ATOM）時，要等待一個固定的周期才能拿到質押的資産。設定解綁期意味着一旦驗證者決定解綁他們的資金，這些資金不會立即可用。在這個期間内，他們的質押仍被視為網絡安全的一部分，但他們不能将這些質押用于驗證新的區塊或參與共識決策，這會大大增加其發起攻擊的成本和複雜性。
Babylon 是如何緩解「長程攻擊」的？
Babylon 通過在 Bitcoin 區塊鍊上标記時間戳設定檢查點來聚合 PoS 鍊的「解綁」操作，這樣做的好處是利用 Bitcoin 的強共識特性為 PoS 鍊提供一個外部的安全驗證點，這樣為大幅減少解綁所需時間提供可能，從幾周縮短到幾小時，這樣可以顯著提升資金的流動性和效率。
活躍性攻擊
其次了解一下什麼是活躍性攻擊，它是指少數驗證者（如三分之一）可能嘗試審查或阻塞某些交易或操作，進而影響鍊的正常運作。例如，驗證者故意不包含某些交易，這可能是出于自身利益或外部激勵。
Babylon 如何提高活躍性攻擊門檻值？
Babylon 利用 Bitcoin 區塊鍊的安全性建立檢查點。這些檢查點是 PoS 鍊狀态的快照，定期錨定到比特币區塊鍊上。 這種方法通過比特币區塊鍊的不可篡改性來增強 PoS 鍊的安全性，為 PoS 鍊上的重要決策或狀态提供一個可信的、外部驗證的記錄。
另外 Babylon 通過在 Bitcoin 區塊鍊上建立額外的安全層，提高了攻擊者對 PoS 實施活躍性攻擊的經濟和技術成本。（可能包括破壞 Bitcoin 的強共識）
與 Eigenlayer 對比的綜合分析
限制：沒有智能合約無法實作更進階的安全性支援
業内通常将 Babylon 與 Eigenlayer 相比較，Eigenlayer 是通過編寫智能合約來協調 AVS 和 Restaker 再質押者之間的需求，理論上隻要能夠寫出來智能合約，Eigenlayer 就能夠勝任該任務，比如支援 ETH Restaking 和協定代币 Staking 的雙質押需求，并設定比例參數可調，為現有中間件提供一層額外的以太坊級别的安全保護，也可以直接建設新中間件的共識層。雖然智能合約風險也同樣被引入，但其能夠支援的業務更加廣泛。
Babylon 目前主要實作的是通過在 Bitcoin 鍊上定期快照 PoS 鍊的狀态，設立「檢查點」，以此為受保護的 PoS 鍊提供基于強共識的可信的、外部驗證的記錄。它雖然通過定制化的 UTXO 實作了 BTC 的原生質押鎖定，但其仍然不具備智能合約級别的功能，無法處理和協調複雜的需求和邏輯。
限制：受限于 IBC
Babylon 利用 IBC 來聚合資料并在 Bitcoin 和任何 PoS 區塊鍊之間進行通信。這是 BTC 質押、通過時間戳設立檢查點的一個必要前提。使用 IBC 的原因是它具有無縫傳遞不同鍊之間的任意資料和驗證者消息的能力。目前，Babylon 目前可尋址的市場是 91 個原生支援 IBC 的 Cosmos 鍊。不過，基于 IBC 的擴充協定正在逐漸建構起來，比如 Composable 正在建立對其他網絡如以太坊、Polkadot、Solana、NEAR 和 TRON 的 IBC 支援。
優勢：閑置 BTC 的市場空間很大
相比較于 Eigenlayer，Babylon 瞄準的底層資産是 BTC，而根據在【市場空間】部分的讨論，目前閑置的 BTC 數量非常巨大，同時不離開 Bitcoin 主鍊的基本需求已經實作，那麼理論上一旦有更多的合作方接入 Babylon，為 BTC 質押提供可觀的收益，那麼市場的增長會非常迅速。
相同點：經濟安全的支援
與 Eigenlayer 相同的地方在于 Babylon 也為一些早期的小規模的 PoS 鍊提供了經濟安全上的支援，增加攻擊者對小規模 PoS 鍊攻擊的經濟成本和技術成本。
不同點：服務對象和目标
Babylon 在緩解長程攻擊、縮短 PoS 資産質押的鎖定期等方面可能更加有效，比如 Osmosis 如果與 Babylon 合作則可能在解除質押 OSMO 時僅需要 1 天甚至更短（為 14 天），這是相對明确的需求。當然 Babylon 将 BTC 的 PoW 強共識帶到了 PoS，随着協定的成熟可能解鎖更多可能。
而 Eigenlayer 則依靠以太坊的龐大生态，通過智能合約 + 再質押，将以太坊的安全性輻射到各個角落和中間件。是以 Eigenlayer 在擴充性上完全得到了智能合約的天生優勢，在服務對象和功能實作上更加多元化。