DeFi 盛宴下基於比特幣 ERC 20 eBTC的跨鏈解決方案

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defi的崛起帶動eth需求猛增,價格也是一路向上,defi的成功對主流加密貨幣是一種侵略性的資產轉入,帶動新專案一路高歌,也許市場不能沒有大哥btc的關注與人氣,橫空出現基於比特幣的無需信任 erc 20 代幣ebtc ,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,因為該系統中投入的每個 btc 可以為超過 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,可以擴充套件至其它區塊鏈中。

隨著自動做市商 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 年變得尤為強勁。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「不太智慧」的區塊鏈(撰寫本文時,全球加密貨幣市值約為 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,主要因為以下缺點:

· 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慧合約中的非 btc 抵押品作為後盾。為了減輕(而不是消除)波動和行為不當的風險,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?這裡有一些想法:

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路上的 btc;

2. 作為底層資產的 btc 必須安全地儲存在某處。為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,行為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 個保管人儲存,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為。

請注意,將這些保管人分為 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,要在比特幣網路上使用一個多籤地址由 10,000 個保管人儲存,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。

為了平衡大型群組提供的安全性和小型群組提供的可訪問性,decus 引入了基於重疊群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群組任務。

假設有六名保管人劃分為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。

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,而透過腐蝕兩個保管人,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,總抵押物為 3 個 btc,對抗 1/3 的對手,因為發起攻擊獲得的利潤不超過抵押物。

當然,上面的簡單案例是為了說明問題,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。

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,透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,這意味著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。我們透過這一功能推出了 ebtc,這是基於比特幣、由 btc 1:1 支援的去中心化跨鏈 btc 代幣,抵押率低且真正以 btc 作為抵押。

在 ebtc 中,保管人按照 decus 模式被分配到重疊群組中,其中每個組是一個多籤 btc 地址,每個保管人都屬於多個組。具體分為三個流程:

鑄幣:想要鑄造 ebtc 的使用者首先向以太坊上的 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 將被髮送到使用者的以太坊賬戶。

贖回:想要將其 ebtc 兌換回 btc 的使用者首先將 ebtc 連同贖回請求一起傳送給以太坊中的 ebtc 合約,請求中包含使用者的 btc 地址。然後該合約選擇一個保管組,透過將 btc 從多籤 btc 地址傳送到使用者的 btc 地址,來執行贖回請求。一旦傳送 btc,贖回請求即告完成,並且相應的 ebtc 將被焚燬。

仲裁 : 一旦有保管人行為不軌,不軌行為的簡單支付驗證(spv)證據可以提交給以太坊上的 ebtc 合約,然後行為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,因為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,並且行為不軌在區塊鏈上很容易被發現。


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