作者：日月小楚

對于btc生態的潛力，本質是因為BTC是第一大資產。一條公鏈的生態的天花板是由這條公鏈的市值決定的。最容易理解的是借貸，BTC持有者總會有抵押借款的需求，即使是10%的資金量，那就是1200億美金。而如果是一條10億市值的公鏈，50%的資金量也只有5億美金，這是天花板的差距。再比如抵押生成穩定幣，那肯定是抵押本資產規模大，穩定幣賽道的潛力就大。

從這個角度看，btc的市值是以太坊的4倍，其生態的潛力肯定是遠高于以太坊的。但是實際情況正好相反，btc生態現在總體規模比以太坊相差太遠。根本原因是btc作為公鏈的性能太低以及可編程性太差，不具備圖靈完備性。那么解決方案就是模仿以太坊的架構，使用layer2的方式。layer2要TPS有TPS，要編程性有編程性。

采用layer2的方式是現在大部分btc生態的策略，但是存在著急需解決的問題，那就是安全性。如果想要btc持有者安心的將資金放入layer2，那必須保證btc的安全性。首先安全性非常重要，畢竟誰也不想檢了芝麻丟了西瓜。其次btc的鏈本身又與以太坊不同，無法借鑒以太坊的安全性設計。

那么，我們的主角出場了。babylon提供原生BTC的安全保障，是其它BTC layer2的基礎。

babylon的架構邏輯

各種PoS 鏈，包括BT●這里包括了BTC layer2 ，也可以是其它的公鏈。數據層由各個 PoS 鏈組成，這些鏈希望利用比特幣增強其安全性并愿意為其支付收益。●除了執行正常的共識協議功能，例如生成和驗證區塊，PoS 鏈上的驗證者還負責在最終性小工具上簽署最終性簽名。

控制層：Babylon 鏈●控制層是連接比特幣網絡和 PoS 鏈的橋梁，由一個名為 Babylon 鏈的 Cosmos-SDK 鏈實現。●Babylon 鏈作為控制平面，負責以下關鍵功能：提供比特幣時間戳服務： Babylon 鏈將 PoS 區塊哈希和驗證者集記錄在比特幣鏈上，確保 PoS 鏈和比特幣網絡之間的一致性，并實現快速安全的解綁。充當交易市場： Babylon 鏈匹配比特幣質押者和 PoS 鏈，促進兩者之間的交易。跟蹤抵押和驗證信息： Babylon 鏈記錄 EOTS 密鑰注冊和更新等信息，確保質押過程的安全性和透明度。記錄 PoS 鏈的最終性簽名： Babylon 鏈存儲 PoS 鏈的最終性簽名，確保協議的安全性。

底層安全層：比特幣網絡●比特幣網絡是整個架構的基石，為系統提供底層安全保障。●比特幣網絡的安全性和去中心化特性確保了質押的比特幣資產的安全，并防止惡意行為。

在Babylon用戶可以不把比特幣轉出自己的地址的情況下，實現安全的 Staking。這樣比特幣持有者無需橋接到Pos鏈。并且不需要對質押比特幣進行封裝、托管等。

由于比特幣本身不支持圖靈完備的智能合約，Babylon 協議巧妙地利用了比特幣現有的腳本語言和 UTXO 模型來實現抵押合約的功能。協議設計了四種類型的交易：抵押交易、解押交易、削減交易和解押交易。這些交易通過特定的腳本邏輯，限定了比特幣的轉移路徑，從而實現了類似智能合約的功能。

抵押交易 (Staking Transaction):

抵押交易是用戶參與比特幣質押的第一步，它將用戶的比特幣鎖定在一個特殊的 UTXO 中，該 UTXO 只能通過兩種方式解鎖：用戶在滿足解押條件后發起的解押交易，或者在發生安全違規行為時發起的削減交易。

通過這種方式，抵押交易將用戶的比特幣承諾給 PoS 鏈，作為其參與驗證和維護網絡安全的保證金。

2. 解押交易 (Unbonding Transaction):

當用戶希望退出比特幣質押時，可以發起解押交易。

解押交易需要滿足一定的條件，例如經過一段時間的鎖定，以防止用戶頻繁地進出質押，影響網絡的穩定性。

3. 削減交易 (Slashing Transaction):

當用戶在 PoS 鏈上進行惡意行為，例如雙重簽名或試圖破壞網絡共識時，將會觸發削減交易。

削減交易會將用戶的抵押比特幣發送到一個不可花費的地址，即銷毀這些比特幣，作為對惡意行為的懲罰。

Babylon 協議通過可問責斷言和最終性小工具技術，確保在發生安全違規時，作惡者的私鑰會被泄露，并自動觸發削減交易。

4. 解押交易 (Unstaking Transaction):

解押交易用于在解押交易的相對時間鎖定到期后，將用戶的比特幣從鎖定狀態中釋放出來。

這個過程確保了用戶在正常退出質押時能夠及時收回其比特幣，同時防止惡意用戶在解押過程中進行攻擊。

懲罰機制

對于上面的4種交易類型，需要配套防止作惡的機制。Babylon 的 Slash 技術機制是通過使用先進的密碼學、共識協議創新和優化的 Bitcoin 腳本語言來實現的

1. 可問責斷言

可問責斷言是一種密碼學技術，其核心思想是使用可提取的一次性簽名（EOTS）來確保作惡者的私鑰會在特定情況下被泄露。在 Babylon 協議中，當驗證者進行雙重簽名等惡意行為時，協議會自動提取其私鑰，并將其公開，使得任何人都可以使用該私鑰來執行削減交易，懲罰作惡者。

由于當初質押者進行UXTO質押的時候，使用了一起簽名。如果Ta想作惡，在質押結束之前進行轉賬簽名，就會觸發可問責斷言，私鑰便被公開。

2. 最終性小工具

最終性小工具是在現有的 PoS 共識協議之上添加的一層額外機制，用于增強安全性。Babylon 協議中使用了一種EOTS 最終性小工具，要求驗證者在區塊最終確定后使用 EOTS 進行額外簽名。

這個額外簽名的作用在于將所有安全違規行為都轉化為對同一區塊高度的可問責斷言的抵觸，從而使得可問責斷言機制能夠有效地發揮作用。

Babylon 的一個關鍵方面是其 BTC 時間戳協議。它將其他區塊鏈的事件時間戳到比特幣上，使這些事件能夠像比特幣交易一樣享受比特幣的時間戳。這有效地借用了比特幣作為時間戳服務器的安全性。BTC 時間戳協議實現了快速權益解綁、可組合的信任、降低安全成本, 以最大限度地提高比特幣持有者的流動性。協議被設計成模塊化插件，可用于多種不同的 PoS 共識算法之上，并提供了可構建重置協議的基礎。

比特幣時間戳服務

比特幣時間戳協議是一種時間證明技術，其允許將任意數據發送到Babylon 來生成比特幣時間戳，為POS鏈生成時間戳，從而提其升完整性和安全性，如抵御長程攻擊

長程攻擊是POS鏈比較頭疼的問題。POS鏈的驗證節點需要質押代幣，作為作惡的懲罰。但是，當節點代幣提款，變無法對他們的行為進行約束。由于POS構建鏈的成本比較低，多個驗證者可以構建一條假的鏈。長程攻擊指的是從創世區塊開始，創建一條比原主鏈還要長的鏈，并篡改全部交易歷史，來代替原來的主鏈。比如說，作惡的驗證者在偽造鏈中依然擁有自己選擇的代幣。

新加入的節點或者長期不在線的節點在同步新的區塊數據時，并不能很清楚的知道哪條鏈是真正的主鏈，很有可能出現加入偽造鏈，而真正的主鏈被篡位。

為了防止長程攻擊，很多 PoS 鏈要求新加入的客戶端和驗證者需要識別規范鏈上的檢查點區塊。所有受信任的對等節點可能需要數天或數周才能就檢查點達成一致。這是因為在區塊鏈上，沒有中心的信任方，驗證者都是同等信任。如果出現有偽造的鏈而產生了分歧，驗證者需要一定的時間進行溝通確認。

這也是為什么POS的采用一個很長的質押解鎖期。

由于BTC是Pow鏈，采用最長鏈為主鏈原則。要對BTC進行攻擊，需要集中51%的全網算力。代價極其大，可以基本確認為不可能。所以BTC可以認為是最安全的公鏈。

1. 比特幣時間戳服務就是可以將PoS 鏈的驗證者將 PoS 區塊的哈希值和為該區塊投票的驗證者集統一打包作為交易提交到比特幣鏈上。這些交易信息會被記錄在比特幣區塊中，從而實現將 PoS 區塊信息“錨定”到比特幣鏈上。

由于PoS 區塊上的檢查點會被提交到btc主網上，PoS的驗證者只需要根據BTC主網上的檢測點進行同步即可。當驗證者的提款申請的時間戳被記錄在btc上，仿造鏈需要生成更早的BTC時間戳才能讓其它驗證者相信自己并沒有進行提款。但是這種行為相當于對BTC進行攻擊。

所以，使用BTC時間戳的POS鏈可以實現快速的解壓，往往可以只需要1天的等待時間甚至幾個小時。

比特幣時間戳服務是一種利用比特幣網絡的安全性來增強 PoS 鏈安全性和實現快速解押的技術。由于比特幣區塊內空間不足，無法直接在比特幣上對 PoS 區塊進行檢查，Babylon 作為單獨的 PoS 鏈聚合 PoS 鏈所發送的檢查點，并代表它們發布到比特幣。并且Babylon的比特幣時間戳服務作為模塊化設計，方便集成。

綜上所述，Babylon協議通過將比特幣的安全性與Layer 2解決方案相結合，提供了一種創新的方式來增強BTC生態的可擴展性與安全性。盡管比特幣在性能和可編程性方面面臨挑戰，Babylon的架構設計有效地解決了這些問題，使比特幣持有者能夠安全地參與質押，而無需將資產轉移。這不僅提升了比特幣的生態潛力，也為未來的公鏈和DeFi項目提供了重要的安全保障。隨著這一協議的發展，我們有望看到比特幣生態的進一步壯大和多樣化。