B²Network與Babylon強強聯手，打造最安全的二層和比特幣質押

2024-03-26 22:03:09

BTC 是目前市值最高的數字資產，但絕大多數仍處於闲置狀態。基於此，Babylon 團隊提出了 BTC 質押的概念，允許 BTC 持有者將他們闲置的 BTC 質押，以增強 PoS 鏈的安全性。而 B² Network 團隊建議通過模塊化設計來打造比特幣的執行層，讓 BTC 持有者能夠將 BTC 存入比特幣的執行層（通常稱為 Layer-2 s）進行各種 DApp 操作，從而提高 BTC 的流動性。B² Network 與 Babylon 將對此展开密切合作，建立基礎設施和服務，利用 Rollup 作為受比特幣網絡保護的執行層。

B² Network 的核心組件 B² Hub 將通過集成 Babylon 的 BTC 質押來增強其安全性。同時，B² Network 還計劃在 B² Rollup 中集成 BTC 質押功能，支持 B² Rollup 的 BTC LSD 和 BTC 再質押場景。

B² Network 的模塊化設計

由於 BTC 自身存在存儲和交易負載方面的限制，以及 Script 的非圖靈完備（non-Turing）設計，導致它無法獨立實現網絡的可擴展性。

為了支持 Bitcoin 的可擴展性，B² Network 採用了模塊化的區塊鏈設計架構。

我們認為可擴展的區塊鏈網絡分為：執行層、數據可用性層和共識層。在這三層中，執行層可以通過 Rollup 解決方案實現無限水平擴展；數據可用性層通過 B² Hub 實現 DAS（數據可用性抽樣），結合分散式存儲，在比特幣上記錄最終數據索引和證明，因此這一層可以確保執行層中交易和狀態的可用性、安全性和去中心化；共識層通過承諾和挑战機制統一進行執行層中狀態轉換的驗證，具有足夠的安全性和去中心化。

B² Network 的發展分為兩個階段：

第一階段從 B² Network 在 B² Hub 上運行自己的 B² Rollup 开始，通過 B² Hub 在比特幣上運行，完成了第一個在 B² Hub 上運行的比特幣 ZK-Rollup。
第二階段支持在 B² Hub 上啓動任何 ZK-Rollup，通過 B² Hub 完成在比特幣上的數據可用性和狀態轉換的證明。

第一階段：B² Hub 為 B² Rollup 服務

B² Network 的第一階段分為 Rollup 層和 DA 層。

Rollup 層採用 ZK-Rollup 技術，我們目前正與 Polygon 合作，通過 zkEVM 構建 ZK-Rollup。在 Rollup 層，數據和證明通過 Sequencer 和 Aggregator 分別發送到 DA 層和共識層。

B² Hub 充當核心樞紐，接收來自 ZK-Rollup 的數據和證明。一方面，它將 Rollup 層的交易和詳細數據存儲在 B² Hub 的 DAS 協議和分布式存儲協議中，並將數據證明寫入 Tapscript 提交到 Bitcoin，確保數據可用性；另一方面，它驗證 ZK-Rollup 的 ZK 證明，生成驗證過程的 commitment，提交到 Bitcoin，允許挑战者基於這些 commitment 進行挑战，最終完成狀態轉換的驗證。

第二階段：B² Hub 為多個 Rollup 服務

B² Network 的第二階段將通過 B² Hub 為更多的 ZK-Rollups 提供服務。

B² Hub 將匯總不同 Rollups 提交的數據：

不同 Rollups 的交易詳細數據和證明將儲存在 B² Hub 的 DAS 協議和分布式存儲協議中，然後進行匯總，並最終提交到 Bitcoin。
來自不同 Rollups 的 ZK 證明數據將通過 STARK 遞歸匯總成單一的 ZK 證明數據，經驗證後生成提交給 Bitcoin 的 commitment，以支持挑战。

Babylon 協議的 BTC 質押

Babylon 是一套可擴展的比特幣安全協議，旨在確保去中心化經濟的安全。其中一種協議是 Babylon 的比特幣質押協議。該協議允許用戶在比特幣網絡上質押他們的 BTC。這些質押的 BTC 隨後可以用來保護其他外部網絡，例如 PoS 系統。質押過程是無需信任且非托管的，意味着用戶無需將他們的比特幣轉移到第三方比特幣地址，這是比特幣橋協議通常要求的。相反，用戶可以遠程自主保管他們的 BTC，並將其質押到比特幣區塊鏈上的一個比特幣腳本中。如果檢測到任何惡意行為，這些質押資金可以被遠程處罰。Babylon 的 BTC 質押類似於 ETH 質押，但是可以保護其他外部網絡，例如 PoS 鏈，使得 Babylon 的 BTC 質押類似於以太坊 ETH 質押的 2.0 版本，並具有類似於 Eigenlayer 的再質押的功能。

摘自 Babylon 比特幣質押白皮書

( https://docs.babylonchain.io/papers/btc_staking_litepaper(EN).pdf ）

比特幣質押者的流程：(a) 樂觀情況：Alice 質押，驗證 PoS 鏈，請求解除綁定，並在 3 天內撤銷質押；(b) 非樂觀情況：Alice 質押，向 PoS 鏈提交安全違規行為，然後她的比特幣被銷毀。

由於比特幣上 Script 的非圖靈完備設計，任何人都無法提供可直接在比特幣上驗證的安全違規證據。Babylon 比特幣質押協議引入了一種機制來應對安全違規行為，促使切割行為發生。該機制涉及到質押比特幣的時間鎖定以及每當質押者或委托的驗證器在 PoS 鏈上雙重籤名（類似於雙重支付）時，控制鎖定比特幣的祕密密鑰暴露。Babylon 採用可提取的一次性籤名（EOTS）來實現可追責的斷言，其中使用相同的祕密密鑰在相同高度籤署不同區塊會導致祕密密鑰泄露。Babylon 在基礎共識協議之後引入了一個額外的籤名輪次，稱為最終輪次。只有當一個區塊收到來自超過 2/3 比特幣質押的 EOTS 籤名時，才被認為已經最終確定。在這一輪中，所有共識的安全違規行為都可以減少到雙重籤名。如果在這個修改後的協議中發生了安全違規行為，那么一些比特幣質押已經使用 EOTS 在相同高度籤署了兩個區塊。這導致了與這些質押者相關的祕密密鑰的提取。EOTS 籤名方案可以通過 Schnorr 籤名來實現，這在比特幣中原生支持。因此，這些提取的祕密密鑰可以用於切割質押的比特幣。

B² Hub 由 Babylon 保障安全

B² Hub 是一個 PoS 區塊鏈網絡，通過已質押資產（BTC 和 B² 代幣）的驗證者來確保 B² Hub 的安全，並通過 B² Hub 的驗證者保證 Rollup 的數據可用性以及狀態轉換的有效性。

B² Hub 的共識機制需要一個有效的驗證者集合在一個 Epoch 期間對區塊進行 BFT 共識，包括提議和投票。然後，每個區塊通過 Babylon 的比特幣質押協議由質押比特幣的最終提供者進行 EOTS 投票。同時，在 B² Hub 中，下一個 Epoch 會檢查前面的區塊，通過 Babylon 的比特幣時間戳協議成為一個檢查點。B² Hub 中的區塊的最終確認需要經過兩個檢查點。

訪問 B² Hub 的 Rollup 有兩次確認：

通過 B² Hub 的驗證後，Rollup 完成第一次確認；
B² Hub 提交 DA 證明和狀態轉換驗證承諾到比特幣，經過挑战期後，Rollup 完成最終確認。

B² Network 通過 Babylon 比特幣質押協議使 B² Hub 的共識確認更加安全。此外，B² Network 通過 Babylon 的比特幣時間戳協議避免了長程攻擊。

長程攻擊使得 PoS 鏈無法切割，而且不夠安全。這種攻擊是根本性的，無法通過修改共識協議來解決，除非有額外的信任來源。為了緩解這種威脅，一些 PoS 鏈採取了 social 共識的方式，其中利益相關者定期對最新高度的正確區塊進行线下決策，並忽略其他潛在的分叉。然而，這種方法將鏈的安全性與參與者的主觀意見聯系在一起。這種方法也被稱為弱主觀性，違背了去中心化原則。此外，由於 social 共識需要時間，因此大多數 PoS 鏈規定了非常長的解除質押時間，可能長達幾周之久。

為了防止 PoS 鏈受到長程攻擊，Babylon 可以將 PoS 鏈的區塊作為 BTC 的檢查點，並使用較早的比特幣時間戳實現分叉選擇規則。這樣，要么攻擊分叉將在比特幣規範鏈中具有較晚的時間戳，永遠不會被任何人選擇，要么為了被選擇，攻擊者將不得不創建一個非常長的比特幣分叉，在其中攻擊的 PoS 分叉具有較早的時間戳，這在經濟上是不切實際的。因此，通過 BTC 時間戳，長程攻擊得到了解決。

在 B² Hub 的 POS 機制中，一個區塊在最終確認之前需要經過兩個檢查點。因此，在 B² Hub 的共識機制中，當通過第二個檢查點後，我們會將區塊信息和相應的驗證者籤名信息提交給最終性提供者。最終性提供者是需要質押 BTC 的節點，如果它們使用 EOTS 在同一高度籤署了兩個區塊，就可能被切割。最終性提供者隨後將其提交給 B² Hub 的驗證者以收集最終性投票。驗證節點將收集到的最終性投票籤名信息存儲在一個內存池中，並廣播給 B² Hub 的輕量級客戶端。一旦收集到 2/3 的最終性投票籤名，就可以認為 B² Hub 上的區塊已經最終確認。

通過 Babylon 比特幣質押和比特幣時間戳，B² Hub 能夠有效地避免長程攻擊，為不同的 Rollup 提供高的安全性。