比特幣生態就像一個曾經被遺忘的遠古大陸，上面都是未開墾的處女地，更多的潛力等著被發掘。
作者：岳小魚
封面： Babylon
巴比倫是四大文明古國之一，當時人類聯合起來興建了一個希望能通往天堂的高塔，名叫巴別塔，其像徵著人類可以打破一切隔閡、團結努力、創造奇蹟的勇氣。
巴別塔一直閃耀著人類文明的光輝。
如今，有一個叫 Babylon 的項目，同樣在建造著比特幣生態的巴別塔，期望利用比特幣這一高價值資產將比特幣網路和其他生態公鏈連接起來。
透過 Babylon，質押者可以在比特幣鏈上質押比特幣，由此將比特幣網路的安全性共享給其他 PoS 機制的公鏈，其他公鏈提高了安全性，而質押者則獲得了一定的收益。
這裡有幾個關鍵字：
（1）原生質押：無須將比特幣轉移到其他公鏈上，質押的比特幣未離開比特幣鏈，因此安全性極高；
（2）共享安全性：這是一個已經被驗證過的市場，而比特幣安全性的體積是區塊鏈世界中最大的；
（3）質押收益：比特幣從一種非生息資產成為了一種生息資產，這本質上改變了比特幣的資產屬性；
Babylon 到底是怎麼做到這幾個關鍵特性的呢？
本文將對 Babylon 計畫進行深度剖析，詳細描述其運作機制，由此了解「比特幣巴別塔」的奇蹟之處。
PoS 機制的原生問題
質押的概念出現於區塊鏈的 PoS 共識機制（Poof of Staking，權益證明）。
目前主要有兩個主流的共識機制：PoW（Poof of Work，工作量證明）和 PoS（Poof of Staking，權益證明）。
區塊鏈世界的始祖比特幣就是採用的 PoW 共識機制，而萬鏈之王以太坊則在 2022 年從 PoW 轉為了 PoS。
PoW 是透過算力佔比來取得記帳權，PoS 是透過資產佔比來取得記帳權。
PoS 比 PoW 似乎有更多的優勢：少得多的資源消耗（無需像 PoW 消耗大量電力來算數學題）、相對更去中心化（PoW 的挖礦門檻非常高）以及使得原生代幣成為生息資產（質押原生代幣可以獲得收益）。
但任何事物都有兩面性，PoS 同樣有一些隱藏的原生問題，主要有兩個：長程攻擊、啟動困難。
很多問題，直到出現的那一天，大家才會意識到它們的存在與嚴重性。
1. 長程攻擊
長程攻擊也叫做長距離攻擊，由於 PoS 的早期質押者們在完成出塊後，如果不想質押了，就會提取自己質押的資產，然後簽名區塊的私鑰就沒有什麼用了，而攻擊者可以低價收集到這些私鑰。
有了舊私鑰之後，攻擊者就可以偽造跟以前的鏈一模一樣的鏈條，所有的交易都可以重播一遍，所有的簽名都可以重新放上去一遍。
當攻擊者收集歷史區塊的簽名私鑰數量達到一定閾值佔比後，攻擊者就可以利用這些私鑰從一個非常早期的區塊，重新對當時的區塊進行簽名，甚至出一些空塊，快速簽名建構出一條新的分叉鏈。
一旦分叉鏈高度超過原始鏈，根據最長鏈原則，誰最長誰就是原始鏈，攻擊就成功了，攻擊者成功控制了這條鏈。
為了預防這個問題，PoS 鏈的應對方案是引入 “社會共識”，也就是說，鏈上機制已經無法自行解決這個問題，此時需要引入外部的力量來平衡和修正。
要達成外部社會共識需要一定時間，這就是為什麼 PoS 鏈的解除質押時間一般都很長，超過 14 天時間，甚至在 21 天。
在這個時間裡，這條鏈的所有節點會對最新的區塊進行檢查，並對誰是當前「合法」的鏈進行通訊並達成社會共識。
簡單說，就是大家一起來確認下誰是當前「合法」的最長鏈。
但是，這個解決方案也是有問題的，也就是攻擊者也可以在達成社會共識的過程中進行攻擊，誰能說誰是最權威的發布者和判定者？例如創始人 V 神和以太坊基金會也可能 “叛變”，因此，外部社會共識也並不是可靠的。
2. 啟動困難
PoS 新公鏈起步其實很困難，因為需要吸引大量的資金來進行質押，維護公鏈的安全。
用戶為什麼要來質押？ PoS 機制給予的誘因方式是質押收益。
質押收益從哪裡來？一般有兩種，鏈上交易費用和代幣通膨。
由於新公鏈的鏈上活躍很低，交易費用無法為質押者帶來足夠高的收益率，因此不得不透過對公鏈的原生代幣進行通膨，將憑空發出來的幣獎勵給質押者作為收益。
這就造成了新公鏈的原生代幣的通膨率一般都很高。
高通膨的經濟模型會出問題，尤其是一個剛起步的小鏈，高通膨會對代幣經濟模型很大的影響。
另一方面，即便是提供高通膨，但是代幣的總市值比較小，鏈的安全性依舊不夠，那麼大資產不敢在鏈上鎖太多資產，這就變成了一個雞生蛋還是蛋生雞的問題。
當鏈上沒有高 TVL 時，也就是沒有大量鎖倉金額時，該公鏈的原生代幣的價值就會很低，那麼公鏈的安全性就沒有足夠保障。
當一條新公鏈的安全性不夠時，大資金也不敢進入這條鏈，TVL 就一直上不去，由此形成了死循環。
沒有高 TVL，鏈安全性不夠，鏈安全性不夠，TVL 就很難提高。
此時就需要外部力量推動，打破這個僵局。
PoW 機制的原生問題
基於 PoW 機制的比特幣網路已經成功運行了 15 年，可以說是經歷了足夠久的時間的考驗。
但是目前 PoW 機制下的比特幣也同樣存在著許多問題，其中最大的問題是原生代幣的被閒置，資金利用率低。
1. 資產閒置
PoW 鏈的代幣被挖出後，無法為自身的安全性直接提供保障，只能靠代幣升值來吸引更多人來挖礦，從而提升整體算力，最典型的就是比特幣。
由於比特幣網路的昂貴和緩慢，缺乏使用場景，比特幣的稀缺性這一特性被顯著放大，使得其已經從一種電子支付工具演化成了價值儲存手段，被稱為「數位黃金」。
很多人購買比特幣以後就會存放在錢包中，一般情況下不會去使用，只會在需要現金時提出來賣掉。
這就導致大量的比特幣其實被閒置了，人們只靠其價格的上漲而獲利。
2. 跨鏈安全性低
有許多人和專案在想盡各種辦法將比特幣這種高價值資產的流動性釋放出來，引入其他生態。
其中，最常見的就是資產跨鏈，將比特幣跨到其他鏈上，然後在其他鏈上進行各類金融操作，例如抵押貸款借貸、流動性挖礦等。
一般情況下，是將比特幣鎖定或傳送給跨鏈橋專案方，專案方在其他鏈上發行 1 比 1 映射的資產。
例如，你將你的一個 BTC 發送給 Bitgo，Bitgo 會在以太坊鏈上給你發送一個 WBTC；贖回時，你將 WBTC 還給 Bitgo，然後 Bitgo 會將 BTC 還給你。
這類專案最大的風險是，專案方本身的風險。
由於你無法掌控自己的質押資產，你並不知道專案方會拿你的比特幣做什麼事情，也不知道專案方會不會增發其他鏈上的映射資產。
一旦專案方暴雷、跑路或被駭客攻擊，你拿到的映射資產將一文不值，而珍貴的比特幣則會損失掉。
Babylon 的解決方案
Babylon 到底是怎麼解決 PoS 鏈以及 PoW 鏈的這些痛點問題呢？
Babylon 有兩個核心協議，透過比特幣時間戳協議解決 PoS 鏈的長程攻擊問題，透過比特幣質押協議解決 PoS 鏈的啟動困難問題以及 PoW 鏈的原生代幣閒置問題。
1. 比特幣時間戳協議
什麼是時間戳呢？
時間戳，英文叫 timestamp ， 最早指的就是一個物理的橡膠戳，扣到一個文件上表示這個文件的發布要早於時間戳上的當前時間，現在指的是數字時間戳。
在區塊鏈裡，時間戳指的是區塊時間戳，其儲存在區塊鏈上每個區塊中的一小段數據，表示了該區塊創建的時間，按順序記錄交易發生的時間。
時間戳服務是比特幣的一個非常重要的創新，原來的時間戳服務都是由中心化的政府或機構來提供的，但是比特幣的時間戳是去中心化的，每個區塊的時間戳依賴前面區塊中記錄的時間。
時間戳可以用於確保區塊鏈中各個區塊按正確的順序排列，以及防止在同一時間出現雙重支付。
對於 PoW 鏈來說，很難進行長程攻擊，因為從一個早期區塊重新生成一條新的鏈，需要超過原有鏈幾倍的算力去出塊，否則速度永遠趕不上原有的鏈，不像 PoS 鏈僅需要簽名出塊即可。
這是一種非常強的資源限制。
所以，我們可以看到在 PoW 鏈上實施長程攻擊的成本和難度都非常高，幾乎難以完成。
Babylon 正是將比特幣的時間戳服務提供給其他 PoS 鏈，進而幫助其他 PoS 鏈抵禦長程攻擊。
Babylon 允許將包括 PoS 鏈上區塊的哈希值和簽名等數據作為交易提交並記錄到比特幣鏈上，以獲得比特幣時間戳，然後依靠比特幣鏈上的安全性來對抗長程攻擊，解決 PoS 鏈上可能出現的分岔問題。
將 PoS 區塊的哈希值與簽名作為交易提交並記錄到比特幣鏈上，這給 PoS 區塊提供了一層額外的排序層，可在 PoS 鏈出現分叉時用以打破僵局。
我們上文說過，PoS 鏈是依賴社會共識來打破僵局，社會共識運行時間超過 14 天，甚至要 21 天，因此解質押的時間也要這麼久。
有了比特幣的時間戳服務之後，解質押的時間能夠縮短到 1 天。
另一方面，基於比特幣時間戳進行驗證，是一個更客觀、準確的驗證手段，遠強於社會共識的「主觀性」和「不確定性」。
2. 比特幣質押協議
PoS 鏈需要自己的原生代幣進行質押，但是使用 Babylon 可以引入比特幣資產進行質押，不但可以解決原生代幣的高通膨問題和起步困難問題，而且可以為質押的比特幣提供收益，將比特幣變成生息資產。
因為 BTC 是一種高價值資產，總市值目前超過 1 兆美元，即使有 1% 的 BTC 參與質押，也可以對外提供上百億美元的安全性。
因此，其他 PoS 鏈透過 Babylon 引入高市值的 BTC 作為質押資產，使得安全性達到使用本幣難以達到的高度，這可以說服用戶放心地將資產放在鏈上，快速提高 TVL，最終實現正向循環。
對於比特幣來說，目前沒有任何可靠收益，所有 BTC 收益都需要持有者將 BTC 轉給第三方，第三方在其他鏈上給予一個存款憑證進行金融操作。這樣是非常不安全的，需要質押者相信第三方，質押者對自己的幣沒有控制。
但 Babylon 提供的比特幣質押協議是將質押的比特幣鎖定在比特幣主網中而不是橋接至其他鏈，同時可以實現對作惡者的比特幣進行罰沒。
其他 PoS 鏈真的出現問題，比特幣鏈上質押的資產依舊不會受到損失，這是非常安全可靠的質押方式。
可罰沒性是質押資產的核心特質，只有可罰沒才能成為質押資產。
我們知道，比特幣可程式性非常弱，沒有智慧合約能力，那怎麼實現比特幣可以鎖定在比特幣主網上且可以被罰沒呢？
Babylon 使用了比特幣網路幾個非常原生的特性和技術，包括 UTXO（Unspent Transaction Output ，未消費的交易輸出）、時間鎖、EOTS（Extractable one-time signatures，可提取的一次簽名方案）。
我們可以將 UTXO 比做真實世界裡實體錢包中的一張張鈔票，一個用戶擁有多少 BTC，就需要對他的地址上所有 UTXO 進行求和。
BTC 的交易也類似真實世界中的鈔票支付，你想花 5 塊錢，但是只有一張 10 元的鈔票，你就將 10 元鈔票給對方，對方會再找零給你 5 元的鈔票。
在這個過程中，交易的輸入就是 10 元的 UTXO，交易的輸出是對方手中的 5 元 UTXO 和你手中拿回的 5 元 UTXO。
我們大概了解什麼是 UTXO 之後，可以再看下怎麼在 UTXO 上做文章。
雖然 BTC 沒有智能合約，但是還是有一定微弱的程式設計能力，就是在交易過程中，透過使用比特幣腳本中的部分操作碼對 UTXO 指定花費資金的條件。
整體的過程是：
（1）質押者需要將其持有的 BTC 鎖定在特定的地址中；
（2）Babylon 會創造一個質押交易：輸入是質押者地址中的 UTXO，輸出則有兩個場景，分別是解質押和罰沒；
（3）正常解質押：此交易可以在對應時間鎖（timelock）到期後，才花費解綁交易的輸出；
（4）罰沒：Babylon 會將質押交易的「輸出」花費到一個銷毀地址上，將其變成不可花費的交易輸出；
其中，罰沒機制使用了 EOTS（Extractable one-time signatures，可擷取的一次簽章方案）。
參與 PoS 鏈質押的用戶，除了需要參與 PoS 鏈上共識協議的區塊產生和驗證之外，還需完成 Babylon 上的 EOTS 簽名輪。
一個區塊需要先經過 PoS 鏈上基本共識協議的確認，然後還需要收集到超過 2/3 質押者的 EOTS 簽名才能被最終確認。如果當中有超過 1/3 的簽名被用於違規區塊（即有質押者簽署了兩個相同高度的區塊），那麼就意味著他們的行為對系統安全產生了威脅，這些質押者的私鑰就將洩漏了。
簡單說，就是當簽署者只對某一訊息進行一次簽名時，該私鑰是安全的，但當他使用了相同的私鑰對兩條不同的訊息進行了簽署（例如雙花操作）時，系統就會對這種簽章進行比對並提取訊息，這樣就導致簽署者的私鑰洩漏。
3.Babylon 的系統架構
上面提供的兩個協定是 Babylon 的核心，我們再從全域看下 Babylon 的系統架構，主要分為三層：比特幣網路、控制平面、資料平面。
比特幣網路就是提供安全性的源頭，資料平面則是安全性的具體使用者，而 Babylon 則充當中間的控制平面，作為兩邊的連接點進行整體控制和調度。
Babylon 也是一條鏈，以鏈的形式實現，可確保其去中心化、安全、抗審查和可擴展。
Babylon 在中間提供幾個關鍵功能：
（1）為 PoS 鏈提供基於比特幣的時間戳服務，使 PoS 鏈與比特幣鏈同步；
（2）運行市場，作為交易中介，匹配比特幣質押和 PoS 鏈，並追蹤質押和驗證資訊；
（3）記錄 PoS 鏈的終局性簽名
這種架構還帶來另外的一種好處：網路效應。
Babylon 作為中間節點，不只是連接了比特幣鍊和其他 PoS 鏈，不同 PoS 鏈之間同樣可以進行結算。
總的來說，Babylon 的業務模式是建立了一個雙邊平台，買賣雙方在平台上交易比特幣安全性，而在買方市場中又形成了網路效應，實現了不同買方之間的結算。
同類專案橫向對比
共享安全性不是 Babylon 先提出來的創新概念，其實由來已久，已經有許多專案進行了不同方向的嘗試，目前比較典型的有兩個專案：EigenLayer 和 Cosmos。
1.EigenLayer
EigenLayer 和 Babylon 的角色定位其實非常相似，但是它們一個立足在以太坊上，另一個立足在比特幣上，由於兩個公鏈的技術特性和生態不同，使得兩個項目存在較多差異。
首先是實作邏輯不同。
由於以太坊支援智能合約，因此，Eigenlayer 本質上是由一組智能合約構成，且可以實現複雜的邏輯進行管理和罰沒；而比特幣不支援智能合約，Babylon 只能基於比特幣腳本語言實現相對簡單的鎖定和罰沒邏輯，主要透過一條獨立的鏈來完成各類複雜的處理工作。
其次是服務對像不同。
Eigenlayer 這個基於以太坊的智慧合約還可以於生態中的其他項目產生可組合性，能夠為更廣泛的項目提供安全性；但是 Babylon 的公鍊是基於 Cosmos SDK 構建的，因此目前與 Cosmos 生態的項目相容性較好，具有一定限制。
最後是市場空間不同。
Eigenlayer 共享了以太坊的安全性，而 Babylon 共享了比特幣的安全性。以太坊的市值目前是比特幣市值的三分之一左右，那麼可以釋放的安全性也可能會低於比特幣。
總的來說，Babylon 和 Eigenlayer 兩者是差異化競爭，底層實現邏輯、面向的服務對像以及市場空間都有顯著差異。
2.Cosmos
Cosmos 類似手機的安卓系統，可基於 Cosmos 組件一鍵發鏈，同時又能直接分享 Cosmos 的安全性。
但問題在於，Cosmos 目前總市值較低，透過質押原生代幣 ATOM 獲得的安全性不足，因此 Cosmos 生態有很強的需求引入外部安全性。
而基於 Cosmos SDK 構建的 Babylon，恰好可以天然適配 Cosmos 生態，為 Cosmos 生態引入比特幣安全性，突破了 Cosmos 生態自身的安全性天花板。
目前，Cosmos 生態相對比較豐富了，湧現出了許多有影響力的公鏈，例如 Celestia、Osmosis 等，這些公鏈都可以輕鬆的接入 Babylon 鏈，獲取比特幣的安全性。
因此，我們可以看到 Babylon 與 Cosmos 不是競爭關係，而是合作共贏的關係，兩者的供需比較契合。
最後，Babylon 與 Cosmos 以及 Eigenlayer 有一個重要區別：
在 Cosmos 和 Eigenlayer 中，原生代幣已經被質押保證原有鏈的安全，再質押之後可能會導致過度槓桿的風險，資產被多次質押或嵌套質押，收益會更高，但是風險也被累積了多層。
而比特幣質押不會有這個問題，因為比特幣網路的安全性不用比特幣資產來保證，而是透過 PoW 機制的算力來保證，引入了真實世界的外部因素，所以比特幣資產被質押提供安全性後，不會損害比特幣網路本身的安全性。
總結
本文從 PoS 和 PoW 的自身問題出發，詳細描述了 Babylon 出現的背景和解決方案，同時又和市面上同類型項目進行了比較。
我們可以看到，Babylon 基於比特幣原生技術進行了一定創新，目標正是其願景所說：What happens on Bitcoin stays on Bitcoin（生於比特幣，用於比特幣，留於比特幣）。
Babylon 的後續發展將對比特幣生態產生非常大的影響。
這一輪牛市的主要敘事之一就是比特幣生態，比特幣生態的文藝復興起源於 Ordinals 協議出現後的銘文熱潮，大家發現可以在比特幣鏈上發行資產。有了更多的資產之後，又有了資產交易和應用的需求，進而出現了比特幣二層網路以及各類衍生金融工具一系列的項目。
Babylon 的出現恰逢其時，正在解決了另一個重要的命題：如何將比特幣變成生息資產？
在傳統金融市場，生息資產佔總資產的 90% 以上，因此我們可以看到生息資產對金融市場的重要性。
就例如以太坊，以太坊從 PoW 機制轉到 PoS 機制後，由於質押場景，以太幣可以獲得質押收益，使得以太幣變成了生息資產，這就催生了以太坊生態一系列的金融玩法，出現了流動性質押、再質押、流動性再質押等一系列的創新金融產品，吸引了更多的流動性進入這個生態，帶了極強的財富效應。
而比特幣生態也需要這樣的生息資產作為底層資產，這樣才能出現更多新玩法，加速煥發發生態的生機。
比特幣生態就像一個曾經被遺忘的遠古大陸，上面都是未開墾的處女地，更多的潛力等著被發掘。
此時，這塊遠古大陸，需要一座巴別塔，將比特幣生態聯合起來，並和其他生態形成連接，去閃耀加密世界的奇蹟和光輝。
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