三分钟读懂无需超额抵押的跨链锚定比特币 eBTC

相比超额抵押跨链方案,DeCus 团队基于杨光博士的 论文,设计了一种抵押效率更高,且能保持同等安全性的去中心化跨链解决方案。

原文标题:《什么是 eBTC?去中心化跨链 BTC 入门指南?》
撰文:杨光,本科毕业于清华大学姚班、清华大学交叉信息研究院获得计算机科学博士

eBTC 是基于比特币的无需信任 ERC 20 代币,其设计目的是将 BTC 流动性带入多家 DeFi 协议。BTC 可以以 1:1 汇率与 eBTC 双向兑换。

摘要:

  • eBTC 是首个没有超额抵押负担及结算风险的去中心化跨链 BTC 解决方案;
  • 可以实现 5-15 倍抵押效率,因为该系统中投入的每个 BTC 可以为超过 5 BTC 提供托管(分别铸造 5 个 eBTC);
  • 在新兴去中心化托管机制 DeCus 推动下, eBTC 拥有跨链互操作性,可以扩展至其它区块链中。

随着自动做市商 AMM 和其他 DeFi 应用的兴起,跨区块链移动加密资产的需求在 2020 年变得尤为强劲。然而全球超过 2/3 的加密资产被拒之于 DeFi 的盛宴之外,例如诸如比特币之类「不太智能」的区块链(撰写本文时,全球加密货币市值约为 5300 亿美元,而仅比特币就占据其中 3500 亿美元市场份额)。

实际上跨链可便携资产的想法已经提出多年,而目前仍是这样尴尬的局面。以太坊上的 BTC 代币,例如 wBTC、renBTC、tBTC 仍然面临重大的结算风险,主要因为以下缺点:

  • 中心化:部分跨链 BTC 代币是由中心化组织发行的,例如 wBTC 和 HBTC 是由发行机构发行,因此一旦该中心机构破产或遭审查,就会造成这些代币无法兑换的窘境。
  • 抵押品利用率低:以去中心化方式发行的跨链 BTC 代币,例如 tBTC 和 renBTC,归根结底需要锁定在智能合约中的非 BTC 抵押品作为后盾。为了减轻(而不是消除)波动和行为不当的风险,当前解决方案采用的方式要求超额抵押。例如,每个铸造的 tBTC 代币要求抵押品的价值≥1.5 BTC,而每个 renBTC 要求抵押品的价值≥3 BTC。这种超额抵押将大大增加使用跨链 BTC 代币的成本。

因此,当前的跨链 BTC 代币远未保留原始 BTC 的实质。如何实现尽可能原汁原味保留 BTC 本质、同时实现去中心化跨链 BTC?这里有一些想法:

  1. 每个铸造的跨链 BTC 代币必须与 BTC 按 1:1 汇率锚定,否则不能保证可以将这类 BTC 代币能兑换回比特币网络上的 BTC;
  2. 作为底层资产的 BTC 必须安全地保存在某处。为了提高可靠性和安全性,BTC 资产应由许多托管人以去中心化的方式保管;
  3. 抵押品是必要的,行为不端的保管人要接受惩罚并赔偿损失。此外,抵押品应足以防止一小部分保管者用其抵押品交易受托管的 BTC。

可能有人会说,第三点证明了超额抵押的必要性。但情况并非如此,从以下简单但不切实际的解决方案可以清楚地看出这一点。

假设 BTC 资产在一个多签地址中由 10,000 个保管人保存,每笔交易都需要至少 5001 个签名。只要多数保管人是诚实的,对手就无法窃取任何被托管的 BTC。在这种情况下,最低额抵押品足以强制执行保管人的正确行为。

请注意,将这些保管人分为 1000 个组(每 10 个参与者组成一个组),这种做法是无法奏效的。由于对手只需要破坏每一个保管人组(其中有 10 名保管人)中的多数参与者,即可将该组保管的 BTC 拿走,这比腐蚀整个系统中的 5,001 个保管人要容易得多。
但是,要在比特币网络上使用一个多签地址由 10,000 个保管人保存,每笔交易都需要至少 5001 个签名,那就太昂贵了,而要完成包含 5,001 个签名的交易,对所有保管人之间的协调工作提出了相当高的要求。

为了平衡大型群组提供的安全性和小型群组提供的可访问性,DeCus 引入了基于重叠群组任务的去中心化托管方案。下面的玩具示例将说明其工作原理。下面的示例直观地说明了重叠群组任务。

假设有六名保管人划分为两个分别由三名保管人组成的多签小组。对手在一个小组中腐蚀两名保管人,就可以完全控制一组资产,占到托管资产总额的 1/2。

或者,让我们列举从 6 个保管人中抽取的所有 2-3 的多签小组。总共有 20 个组,而通过腐蚀两个保管人,敌手只控制了 4 个组(每个腐蚀组由两个被腐蚀的保管人和另一个诚实的保管人组成)。因此,同样的 1/3 部分敌手只控制了所有组的 4/20=1/5。换句话说,新方案能够安全地保管 5 个 BTC,总抵押物为 3 个 BTC,对抗 1/3 的对手,因为发起攻击获得的利润不超过抵押物。

当然,上面的简单案例是为了说明问题,但没有达到非常惊人的抵押品效率。我们可以渐进地估计抵押品与托管总资产的比例,如下所示。

基于以上分析,DeCus 实施了去中心化的托管方案,托管人小组减少了,并实现了令人印象深刻的低抵押率,例如,通过素数域的多项式设计,保管人 n = 121 时,DeCus 能够实现效率因子 η = A/C 高达 20 的惊人效率,这意味着抵押品少于托管资产总额的 5%!

基于上述结果,还可以将抵押物与其他资产一起保管。我们通过这一功能推出了 eBTC,这是基于比特币、由 BTC 1:1 支持的去中心化跨链 BTC 代币,抵押率低且真正以 BTC 作为抵押。

在 eBTC 中,保管人按照 DeCus 模式被分配到重叠群组中,其中每个组是一个多签 BTC 地址,每个保管人都属于多个组。具体分为三个流程:

铸币:想要铸造 eBTC 的用户首先向以太坊上的 eBTC 合约提交铸造请求,并得到指定托管人组的 BTC 地址。收到铸币请求中所需的 BTC 后,相应数额的 eBTC 将被发送到用户的以太坊账户。

赎回:想要将其 eBTC 兑换回 BTC 的用户首先将 eBTC 连同赎回请求一起发送给以太坊中的 eBTC 合约,请求中包含用户的 BTC 地址。然后该合约选择一个保管组,通过将 BTC 从多签 BTC 地址发送到用户的 BTC 地址,来执行赎回请求。一旦发送 BTC,赎回请求即告完成,并且相应的 eBTC 将被焚毁。

仲裁 : 一旦有保管人行为不轨,不轨行为的简单支付验证(SPV)证据可以提交给以太坊上的 eBTC 合约,然后行为不轨的保管人被踢出,其抵押品立即被扣除,以完全赔偿相应的损失。这始终是可行的,因为一小部分恶意保管人所带来的损害不会超过其全部抵押品,并且行为不轨在区块链上很容易被发现。

来源链接:decus.medium.com

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