Defi 再现创新——DeCus 跨链 BTC,eBTC 抵押低于 100% 是如何实现的 ?

金融,是离钱最近的地方。

Defi 是币市永远的热点。

从出现至今,Defi 在币市掀起了一次又一次浪潮。

第一波,2019 年下半年,Defi 的概念被提出,Staking 经济爆火,各种模仿、蹭热点的 Staking 出现。

第二波,2020 年 6 月,COMP 开启了借贷平台挖矿,Defi 再次成为热点。

第三波,2020 年 7 月,AMPL 将算法稳定币的概念推上高潮。

第四波,2020 年 9 月,YFI 和 Sushi,前者是聚合 Defi 平台,后者是做市挖矿。

第五波,2021 年 3 月,UNI 和 Sushi 把 DEX 和流动性挖矿再次推向了高潮。

Defi 的创新依旧没有结束……

刚需:跨链 BTC

没有 Defi 之间,各个公链各自为政,支付结算也好、游戏也好、其他类型的应用也好,每个公链上各自有着独立的生态。

然而,在 Defi 兴起以后,跨链成为了刚需。

不同公链上的代币需要彼此建立关联。例如不同公链上的代币可以在 DEX 中建立交易池、参与做市,抵押或存款代币到其他公链上贷款或参与挖矿……

显然,大部分智能合约公链各自具有 Defi 生态。但是,BTC 作为币王,作为共识最强、价值最高、受认性最强的币种,是不支持智能合约公链的,在 BTC 公链上无法建立 DEX、也无法参与存款贷款。

毫无疑问,BTC 跨链是 Defi 生态中最强的刚需。

现状:风险与效率

BTC 跨链原理

BTC 的本质是在 BTC 区块链上去中心化账本中的数据,所以只有 BTC 公链上的 BTC 才是获得大众共识认可的 BTC。

并不能直接把 BTC 转移到其他公链上。BTC 跨链的本质是,在 BTC 链上锁定 BTC,然后在需要跨链的公链上等量铸币。BTC 链上的是原生 BTC,跨链铸币发行的是跨链 BTC、或者称其为锚定 BTC、合成 BTC。

中心化跨链铸币

在 BTC 跨链铸币的过程中,原生 BTC 的保管至关重要。

中心化铸币,是由中心化的兑换商负责保管用户的原生 BTC、并且发行跨链 BTC。

WBTC、imBTC 和 HBTC 就是这样中心化币的跨链 BTC:

WBTC 是由 Kyber,Ren 和 BitGo 共同发行的跨链 BTC。

imBTC 是由 Tokenlon (去中心化交易所)发行的跨链 BTC。

HBTC 是由火币平台发行的跨链 BTC。

去中心化跨链铸币

去中心化铸币,是由多人、以去中心化的方式参与原生 BTC 保管与跨链 BTC 铸币的。

renBTC 和 tBTC 就是这样去中心化铸币的跨链 BTC:

renBTC 是通过 RenVM 协议来执行 BTC 跨链铸币和原生 BTC 托管。

tBTC 是通过多签的形式来执行 BTC 跨链铸币和原生 BTC 托管。

BTC 跨链的中心化风险

BTC 跨链的风险就在于,原生 BTC 的保管。

毕竟,原生 BTC 才是真正的 BTC。

中心化铸币是由中心化机构发行跨链 BTC,发行的基础是信用。

WBTC 的发行基础是 Kyber,Ren 和 BitGo 的信用;imBTC 的发行基础是 Tokenlon 的信用;HBTC 发行的基础是火币平台的信用。

所以,中心化铸币发行的跨链 BTC,本质上是信用货币。

这个原理类似 USDT。

既然是信用货币,自然是面临着信用风险:

第一,跑路的风险。如果中心化保管者带着用户的原生 BTC 跑路……后果不堪设想。当然,这些大机构的信用度还是很高的,这种风险的损失极大、但是风险发生的概率较低。

第二,资金被挪用风险。用户跨链时支付的原生 BTC 被中心化铸币者保管。如果中心化铸币者挪用用户的原生 BTC,如果经营不擅会导致用户无法收回自己的 BTC。类似上一种风险,这些机构和平台的信用度较高,这种风险的损失较大、但是风险发生的概率较低。

第三,监管的风险。还记得去年 OKex 不能提现的那段时间吗?因为 OKex 私钥负责人被监管机构带走,结果导致用户无法提现。虽然大部分中心化铸币也是通过智能合约来执行跨链的,但是原生 BTC 的保管终究是中心化的方式,即使是由通过多重签名来保管,3 个签名终究仍然是中心化的。这种风险有一定的概率发生。

第四,价值操纵风险。中心化铸币者,有机会在锁定原生 BTC 数量的基础上,铸造更大数量的跨链币。那么就会导致市场上的 BTC 数量虚增,一方面是影响 BTC 的价格上升,另一方面是用虚增的跨链 BTC 可以在跨链生态中操纵市场。USDT 大概也许可能就是这样做的。这种风险的损失是隐性的,发生的概率也不大,毕竟跨链 BTC 和 USDT 不同,原生 BTC 的数量在链上是可见的。市场对这种行为会有一定的敏感度。

第五,被攻击的风险。中心化铸币,资金保管比较集中,因此有被攻击的可能。虽然 WBTC 将原生 BTC 保存在冷钱包中,但是为了满足用户的跨链需求,总有一部分 BTC 会在热钱包中,所以仍然会面临着被攻击的风险。除了钱包以外,中心化铸币由少量铸币者执行跨链程序,一旦受到攻击,用户的跨链需求可能会短时间无法满足、甚至损失资金。这种风险发生应该是暂时的、小范围的、损失不会太多,但是发生的概率很高。

BTC 跨链的非中心化风险

多重签名风险

tBTC 在管理用户原生 BTC 时,具有一定的随机性。当用户发出跨链请求后,tBTC 系统分随机分配 3 名铸币者 (即多签者),生成一个多签地址接受用户的原生 BTC。3 名铸币者 (即多签者) 全部签名才可以支配这个多签地址中的原生 BTC。

问题来了,如果若干名铸币者 (即多签者) 联手作恶,当随机分配到同一组以后,便可以占用这部分本属于用户的原生 BTC。

不仅如此,在 tBTC 多签机制中,如果某一名铸币者 (即多签者) 出现问题,或者是网络阻滞、或者是程序崩溃、或者就是恶意攻击,迟迟不进行签名,那么用户的请求可能会卡在这里、无法执行。

流动性风险

虽然 renBTC、tBTC 几乎不存在中心化风险,但是由于它们在合成时、以抵押 ren、ETH 为基础,因此而形成了波动性风险。

例如,在今年 5 月 19 日,币价集体跳水,ETH、ren 价格发生大跌时,ren 代币的总市值一度低于用户托管的原生 BTC 的总价值。

原本用于保障系统安全的超额抵押不复存在。此时对于 renBTC 的铸币者 (即多签者) 而言,放弃抵押的 ren,占有用户托管的原生 BTC 可以获得更大的利益。虽然 renBTC 是去中心化的,但是所有的铸币者 (即多签者) 在 ren 价格下跌时,有可能不约而同的选择这样的“策略”,那么跨链用户的将会遭受巨大的损失。

资金效率问题

正是因为去中心化跨链铸币仍然存在风险,以往的去中心化跨链铸币的需要抵押发行,准确的说是——超额抵押。

这个原理类似 DAI。

和 DAI 铸币一样,以去中心化合成 BTC 在铸币时,需要超额抵押。

在去中心化跨链铸币过程中,为了防止铸币者作恶,需要铸币者提供资金抵押。

每铸造 1 枚 renBTC,铸币者需要抵押价值≥3BTC 的 ren 代币

每铸造 1 枚 tBTC,铸币者需要抵押价值≥1.5BTC 的 ETH

这里的问题是资金效率问题,为了合成 BTC,要抵押过多的资金,导致资金利用效率低下。

经过对比,我们可以发现跨链 BTC 的两种形式各有优劣,中心化跨链铸币的风险更高,但是效率也更高;而去中心化跨链铸币方式,中心化的风险更低、但是同样具有非中心化的风险,多签中存在风险、在抵押币种价格下跌时,面临着危险的流动性风险,并且资金利用效率也更低。

创新:DeCus 与 eBTC

DeCus:背景与实力

DeCus 是一个高资本效率的跨链托管系统,致力于将比特币跨链到其他公链之中,从而使 BTC 可以参与各大公链的 Defi 生态。

根据天眼查信息,DeCus 获得了 Conflux,SevenX,DODO,dForce Labs,FBG 资本 ,Parallel ventures,MCDEX 几个机构或社群的投资。排在最前面的就是 Conflux。

应该是由于中国的监管原因,团队的具体成员没有公开。但是,根据 DeCus 官网资料和 DeCus 社群的确认,DeCus 核心技术团队来源于清华姚家班。DeCus 的技术模型是源于 Conflux 研究总监杨光博士公开于 arXiv 的论文,论文内容是关于安全高效的托管模型。

eBTC:安全与高效

eBTC 是 DeCus 系统的第一款产品,以太坊公链上的去中心化的跨链 BTC。相对于以往的跨链 BTC,eBTC 具有一定的安全性以及更高的资金利用效率。如同杨光博士论文的主题——安全与高效。

去中心化跨链铸币

首先,eBTC 是一种去中心化的跨链铸币。

下图是 DeCus 官网上关于 eBTC 跨链流程的说明,小蜜蜂翻译一下中文:

由若干保管员,以去中心化的方式来保管多重签名地址,只有超过二分之一的签名,才能执行转账请求。接受跨链请求、铸币和发送 eBTC 则是由以太坊智能合约来执行。

由智能合约执行铸币,由多人以去中心化的方式保管用户的原生 BTC。所以,eBTC 几乎不存在前面讨论的中心化风险问题。

抵押 BTC

可以看出,在跨链过程中,铸币是通过智能合约执行的,不存在中心化风险。

而用户转入的原生 BTC,则是由若干 BTC 保管员共同保管,这才是 eBTC 的关键所在,是去中心化铸币的关键。

担任 eBTC 保管员,必需要抵押 BTC。如果保管员作恶,那么其抵押的 BTC 将会被没收。

多重签名

DeCus 通过多重签名的方式,分组保管原生 BTC,只有超过二分之一的保管员签名,才能支配其中的 BTC。

假设有 6 个保管员保管原生 BTC,每 3 人一组,每组共同保管多重签名地址。通过多重签名的方式来保管其地址中的原生 BTC,只有 2 个签名才能执行转账,如果只有 1 人签名,签名数达不到二分之一,则无所转账,所以只有 1 人作恶,完全无法影响 DeCus 系统安全。

BTC 保管员重叠分组

那么,如果有 2 个人联手作恶呢?

DeCus 为 eBTC 设计了一个科学而巧妙的去中心化技术模型——重叠分组。

为了方便记录,将 6 个保管员用 ABCDEF 来代表,每 3 人分一组,并且每一个保管员可以重叠加入不同的组别。

于是,这 6 个人就会形成这样 20 个分组:

ABC ABD ABE ABF

ACD ACE ACF

ADE ADF

AEF

BCD BCE BCF

BDE BDF

BEF

CDE CDF

CEF

DEF

假设在这 6 个保管员中,有 2 人 AB 联手作恶,那么只有 2 个人都参与的组才能被控制。也就是 ABC ABD ABE ABF 这 4 个组会被二人联手攻击,也就是只有这 4 个组保管的多重签名地址被攻击。

智能合约在接受跨链请求时,会根据各个分组的 BTC 保管情况,为用户分配一个多重签名地址,最终会保持各个保管员小组保管的 BTC 数量持平。

假设每个小组保管 BTC 数量相同,那么 AB 联手作恶,可以支配 20 个小组中的 4 个小组,即 1/5 原生 BTC 被 AB 联手盗取。但是,别忘了 AB 作为保管员还抵押了 BTC,一共 6 个保管员,AB 二人抵押的 BTC 占 1/3,盗用的 BTC 只有 1/5。

假如保管池中共有 30 枚 BTC,那么 AB 联手盗用了 30/5=6 枚 BTC

那么为了防止 AB 联手作恶,二人抵押资产不能少于 6BTC,所以 6 个保管员一共抵押的资产不能少于 18BTC

于是,我们看见,抵押 18 枚以上的 BTC,保管着 30 枚 BTC、即发行了 30 枚 eBTC。抵押率≥60%,远远小于 renBTC 和 eBTC 的抵押率。

事实上,在 DeCus 系统实际上也不是只有 6 个保管员。和前面的计算一样,下面增加保管员总数来计算一下安全抵押率(其中用到高中数学排列组合就不细说了):

如果有 9 个保管员,每 3 人一组,共可以分 84 个组,如果 2 人联手作恶可以控制 7 个组、盗取 7/84 的 BTC,抵押资产占比是 2/9。此时需要安全抵押率≥37.5%。

如果有 50 个保管员,每 3 人一组,共可以分 19600 个小组,如果 2 二人联手作恶,可以控制 48 个组、盗取 48/19600 的 BTC,而此二人的抵押资产占比是 2/50,此时需要的安全抵押率≥6.13%。

当然,在 DeCus 系统中,每个分组保管的 BTC 数量不可能完全相等,所以 DeCus 系统实际上的抵押率会比模型计算出来的高一些。

可以确定的是,保管员越多,安全抵押率越低。

当然,当保管员足够多时,也可以增加小组容量,不一定是 3 人一个小组,也可以是 5 人、7 人……根据 DeCus 官方公布的资料,DeCus 的抵押率可以低至 20%。

所以我们看见,在保证安全的前提下,eBTC 具有更低的抵押率和更高的资金利用效率。

质疑与展望

小蜜蜂研究了一下 DeCus 模型。这个模型的设计有一个假设是每个多重签名小组保管的 BTC 数量相等。在现实中,每个小组保管的 BTC 数量是不可能相等的。这就需要智能合约在收到用户跨链请求时,分配好保管小组,尽量让每个小组保管的 BTC 数量保持在接近的水平,如果出现大额跨链请求时,小蜜蜂猜测用户需要向多个多签地址转账。那么,这几个多签小组保管的 BTC 地址列表是保存在哪里?在中心化服务器上还是写入以太坊区块链?如果 DeCus 在以太坊虚拟机中运行,安全性较高,否则在为跨链用户分配保管小组时,仍然存在被攻击的可能。

当然,在清华姚班的技术实力下,小蜜蜂极有可能是多虑了。但是总之,小蜜蜂认为,DeCus 还需要一个代码安全审计,来具体的确认其中的安全性。

如果 DeCus 代码安全审计通过,DeCus 会是一个设计很巧妙的跨链系统,而 eBTC 在以太坊生态中也必将占有一席之地。

写在最后

DeCus 系统可以理解成是跨链协议、锚定 BTC 的稳定币系统、以 BTC 为基础的合成资产。Defi 板块,在经历过借贷平台、算法稳定币、聚合 Defi、流动性挖矿等热点以后,跨链 Defi 或合成资产能否引爆新一轮热点?

这个问题,尚没有答案。但是,跨链 BTC 一定是 Defi 生态必不可少的重要环节。

相对于其他跨链 BTC,eBTC 的设计具有比较明显的优势。

相对于 WBTC、imBTC、HBTC 这样的中心化跨链铸币,renBTC 和 tBTC 以去中心化的方式跨链铸币,减少了中心化风险。

然而,renBTC 和 tBTC 的超额抵押,使跨链铸币过程中的资金利用效率更低,且在抵押币种价格下跌时存在流动性风险。

DeCus 系统的 eBTC,同样是去中心化跨链铸币。使用 BTC 作为抵押因此消除了抵押资产波动形成流动性风险。其最大的创新是使用了重叠分组来进行多重签名保管原生 BTC,因此在保证安全的前提下,可以减少抵押率、提高资金的利用效率。

DeCus 最大的创新是——使用了重叠分组算法,保管员重叠归属于不同的小组、从而保管 BTC 多重签名地址。因此使 eBTC 在保证安全性的前提下,具有更低的抵押率、更高的资金利用率。

更低的抵押率,会吸引更多投资者竞争 DeCus 的保管员,参与 eBTC 铸币,所以 eBTC 在以太坊 Defi 生态中,可能会具有较强的竞争力。

而更高的资金利用率,最终也会给 Defi 市场带来价值回馈。参与铸币的人们,可以把更多的资金用于买币、做市等场景,从而获得更多的获利机会。

© 版权声明
THE END
喜欢就支持一下吧
点赞0
分享
评论 抢沙发