1. 引言
主要参考:
- Bitcoin Bridges: Cure or Curse?
2. 为何需关注Bitcoin bridge?
当前的Bitcoin bridge,其所谓bridge,实际是deposit:
在其它链上的BTC情况为:
尽管当前约有43.7万枚BTC在其它链上,但其去中心化程度不足0.3%。
3. Bitcoin bridge 101
Bitcoin bridge的目标是:
- 将BTC存入某appchain(“application chain”)内
- 在appchain内,将BTC用作某原生资产
- 将BTC赎回到Bitcoin
- 用户体验(UX,User Experience):与在中心化交易所内使用BTC一样
- 安全性(Security):总是能拿回你的BTC
但是需注意:
- 在Bitcoin和appchain上,二者的信任模型是有差异的
Bitcoin链上的BTC | 其它appchain上的BTC | |
---|---|---|
所需资源? | Bitcoin钱包 | Bitcoin钱包、appchain钱包、bridge BTC的方式 |
所需信任? | Bitcoin网络是安全的、钱包未损坏 | Bitcoin网络是安全的、appchain网络是安全的、钱包未损坏、(可能是中心化的)bridge未损坏 |
如何检查? | 开源代码 | 开源代码、中心化bridge的声誉 |
3.1 Wrapping
BTC仅存在于Bitcoin链上。
所谓Wrapping,是指:
- 在另一条链上,创建1:1的BTC原生token表示。
在计算机科学属于中:
- 获取某UTXO state的write lock,并确保在该write lock释放之前,在其它链上完成(applied) 该 updates。
3.2 为何bridge如此难?
这是一个好的、老的公平交易问题:
- Alice有BTC,Bob有苹果,如何确保二者交易总是公平的?
在数字世界中,总是有某人先做动作,为确保所有情况下的100%公平性:
- 需引入可信第三方
这与bridge的关系为:
- Wrapping:将BTC,替换为,wrapped BTC
- Unwrapping:将wrapped BTC,替换为,BTC
即,需有人在Bitcoin链上做BTC的锁定和解锁。
bridge的难点在于:
- 如何确保在锁定的同时,同步,在appchain上mint wrapped BTC?即保证整个bridge操作的原子性。
bridge的挑战在于:
- 选择合适的custodian(监护人)
- 中心化实体
- 委员会/联盟
- 第三方网络的共识
- 所关联链的共识
3.3 bridge最好情况:链共识
bridge最好情况:链共识,即继承目标链的安全性/去中心化。
如:
- 以太坊,验证,Bitcoin SPV proof
- Bitcoin,验证,以太坊SPV proof
- 需有一个在线方负责relay proofs
但这需要引入新的Bitcoin opcode,来验证其它网络/系统的lock/unlock。
3.4 当今的BTC bridge:hard模式
希望能实现的目标为:
- 根据其它链上的事件,来lock/unlock Bitcoin链上的BTC
问题在于:
- Bitcoin链并不知道其它链上的事件。
因此,需要有人来处理BTC的lock/unlock。
当前大多数(中心化)BTC bridge的mint和redeem操作流程为:
但是,这样的中心化bridge,没有防盗/扣押/审查/丢失保护。
3.5 如何在不改变Bitcoin的情况下,实现去中心化bridge?
如何在不改变Bitcoin的情况下,实现去中心化bridge?
可采用如下措施:
- 1)支持任何人成为operator/custodian。
- 2)意识到情况更糟……则将BTC发送给网络上的随机用户。
- 3)使用与Bitcoin相同的工具来解决:
- 激励措施:operator锁定抵押
- 惩罚:若operator行为不端,则slash抵押(且 补偿受害者)
如interBTC:
- 1)任何人都可在interlay网络注册运行vaults,并存入抵押
- 2)若用户锁定BTC,其锁定值应小于抵押值(即要求过度抵押)
- 3)则interlay网络为用户mint iBTC。
- 4)若用户想要赎回BTC,Good Vault情况下,则:
- 用户先返还iBTC,
- 然后Vault将BTC返还给用户,
- Vault的抵押解锁
- 5)若用户想要赎回BTC,Bad Vault情况下,则:
- 用户先返还iBTC,
- 然后Vault fails,
- 用户被偿付(或,尝试不同的Vault)
其中,可采用如下方式来验证Bitcoin payment:【用于验证BTC锁定,以及BTC赎回完成】
- 将Bitcoin light client (SPV) 作为智能合约部署
- 可跟踪所有Bitcoin区块头
- 可验证Bitcoin交易
- 其安全模型为:若在Bitcoin主链上存在,则必须有效(与任何手机钱包一样)
- 需有人负责持续更新该light client为最新
总之,interBTC bridge中: - issuer为智能合约
- 任何人可参与的,由Vaults组成的无需许可的网络
- 作为安全保证,Vaults需过度抵押
- 验证:SPV light client
- 安全假设:总是能拿回BTC,或者被偿付。
在此,忽略了: - 抵押管理和流动性
- Vault抵押市值可能会下降
- 与lending协议一样,会top up或被清算
- 如何获得BTC报价?
- 需要oracle
- 可混合中心化交易所和去中心化交易所报价
还存在其它扩展:
- Vault模式
- Single key
- Vault = multisig (plain, musig, MPC threshold sig,…)
- Free for all vs pre-defined group vs one big Vault
- 抵押类型及金额
- Full / partial
- Diversified (USDC, ETH,…) vs native token (risky)
- 安全假设
- Pessimistic / optimistic
- 验证类型
- Light client / 3rd party oracle / coinvote(共同投票)
4. 现有Bitcoin bridge方案对比
现有Bitcoin bridge方案对比为:
BTC保管/安全模型 | 是否抵押? | |
---|---|---|
RSK | 由第三方群体组成的多签 | 否 |
Stacks xBTC | 中心化第三方保管 | 否 |
Stacks sBTC | 由STX质押者组成的多签,会轮换 | 是,但仅抵押STX token |
tBTC v2 | 由大量(50/100)第三方组成的多签,会轮换 | 否 |
Liquid | 由侧链(联盟系统)operators组成的多签。 | 否 |
Fedmint | 由mint(联盟系统)operators组成的多签。 | 否 |
Cashu | Single Key,为mint(保管系统)operator。 | 否 |
Interlay iBTC | 由抵押过的第三方保管人组成的去中心化网络 | 是(多种抵押物) |
5. 其它bridge模式
5.1 miners强化的bridge
所谓miners强化的bridge,是指:
- 由Bitcoin miners验证bridge,确保locking/unlocking处理正确。
如:
- BIP300:基于很长一段时间,miners对peg-in和peg-out交易进行投票。
- 缺点是:需要硬分叉
更多细节,可参看:
- https://layertwolabs.com/(https://github.com/LayerTwo-Labs)
5.2 基于zkRollup实现的bridge
所谓基于zkRollup实现的bridge,是指:
- Bitcoin通过检查cryptographic proof,来验证appchain上的lock/unlock是否正确。
如:
- 将appchain上状态的验证编码为一个opcode。验证ZK proofs是非常高效的(创建ZK proofs是昂贵的)。
- 缺点是:需要分叉
- 需要ZK技术的成熟
更多细节,可参看:
- Validity Rollups on Bitcoin(https://github.com/john-light/validity-rollups)
6. 总结
Bridge问题,等价为,安全保管问题。
Cure(治愈):
- 更多应用场景和BTC使用,不对Bitcoin造成安全风险。
- 若使用安全bridge,客观上比中心化交易所更安全。
Curse(诅咒):
- 99%的BTC bridge是中心化的,且错误营销的
- 去中心化很难,而且是有代价的(资本效率)
- 其他链上增加手续费,而不是Bitcoin
6.1 走向非保管bridge
完全的non-custodial bridge是不可能的。
可能的是:为专有应用设置的non-custodial bridge。
如:
- Lending:
- 用户BTC与第三方多签管理
- 仅当用户贷款时,第三方才能获得其BTC
具体实现方式为:
- DLC(discrete log contracts):基于交易汇率,编码不同的outcomes。
- 另一 第三方:oracle基于outcome签署交易(理想情况下,应使用“blind”盲签名)。
但是:
- 这需要信任oracle。“但是”大多数去中心化的金融应用程序都是这样。
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-830292.html
参考资料
[1] Interlay合伙人Alexei Zamyatin Bitcoin Bridges: Cure or Curse?文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-830292.html
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