作者：日月小楚

对于btc生态的潜力，本质是因为BTC是第一大资产。一条公链的生态的天花板是由这条公链的市值决定的。最容易理解的是借贷，BTC持有者总会有抵押借款的需求，即使是10%的资金量，那就是1200亿美金。而如果是一条10亿市值的公链，50%的资金量也只有5亿美金，这是天花板的差距。再比如抵押生成稳定币，那肯定是抵押本资产规模大，稳定币赛道的潜力就大。

从这个角度看，btc的市值是以太坊的4倍，其生态的潜力肯定是远高于以太坊的。但是实际情况正好相反，btc生态现在总体规模比以太坊相差太远。根本原因是btc作为公链的性能太低以及可编程性太差，不具备图灵完备性。那么解决方案就是模仿以太坊的架构，使用layer2的方式。layer2要TPS有TPS，要编程性有编程性。

采用layer2的方式是现在大部分btc生态的策略，但是存在着急需解决的问题，那就是安全性。如果想要btc持有者安心的将资金放入layer2，那必须保证btc的安全性。首先安全性非常重要，毕竟谁也不想检了芝麻丢了西瓜。其次btc的链本身又与以太坊不同，无法借鉴以太坊的安全性设计。

那么，我们的主角出场了。babylon提供原生BTC的安全保障，是其它BTC layer2的基础。

babylon的架构逻辑

1. 各种PoS 链，包括BT
   ●这里包括了BTC layer2 ，也可以是其它的公链。数据层由各个 PoS 链组成，这些链希望利用比特币增强其安全性并愿意为其支付收益。
   ●除了执行正常的共识协议功能，例如生成和验证区块，PoS 链上的验证者还负责在最终性小工具上签署最终性签名。

2. 控制层：Babylon 链
   ●控制层是连接比特币网络和 PoS 链的桥梁，由一个名为 Babylon 链的 Cosmos-SDK 链实现。
   ●Babylon 链作为控制平面，负责以下关键功能：
   提供比特币时间戳服务： Babylon 链将 PoS 区块哈希和验证者集记录在比特币链上，确保 PoS 链和比特币网络之间的一致性，并实现快速安全的解绑。
   充当交易市场： Babylon 链匹配比特币质押者和 PoS 链，促进两者之间的交易。
   跟踪抵押和验证信息： Babylon 链记录 EOTS 密钥注册和更新等信息，确保质押过程的安全性和透明度。
   记录 PoS 链的最终性签名： Babylon 链存储 PoS 链的最终性签名，确保协议的安全性。

3. 底层安全层：比特币网络
   ●比特币网络是整个架构的基石，为系统提供底层安全保障。
   ●比特币网络的安全性和去中心化特性确保了质押的比特币资产的安全，并防止恶意行为。

在Babylon用户可以不把比特币转出自己的地址的情况下，实现安全的 Staking。这样比特币持有者无需桥接到Pos链。并且不需要对质押比特币进行封装、托管等。

由于比特币本身不支持图灵完备的智能合约，Babylon 协议巧妙地利用了比特币现有的脚本语言和 UTXO 模型来实现抵押合约的功能。协议设计了四种类型的交易：抵押交易、解押交易、削减交易和解押交易。这些交易通过特定的脚本逻辑，限定了比特币的转移路径，从而实现了类似智能合约的功能。

1. 抵押交易 (Staking Transaction):

• 抵押交易是用户参与比特币质押的第一步，它将用户的比特币锁定在一个特殊的 UTXO 中，该 UTXO 只能通过两种方式解锁：用户在满足解押条件后发起的解押交易，或者在发生安全违规行为时发起的削减交易。

• 通过这种方式，抵押交易将用户的比特币承诺给 PoS 链，作为其参与验证和维护网络安全的保证金。

2. 解押交易 (Unbonding Transaction):

• 当用户希望退出比特币质押时，可以发起解押交易。

• 解押交易需要满足一定的条件，例如经过一段时间的锁定，以防止用户频繁地进出质押，影响网络的稳定性。

3. 削减交易 (Slashing Transaction):

• 当用户在 PoS 链上进行恶意行为，例如双重签名或试图破坏网络共识时，将会触发削减交易。

• 削减交易会将用户的抵押比特币发送到一个不可花费的地址，即销毁这些比特币，作为对恶意行为的惩罚。

• Babylon 协议通过可问责断言和最终性小工具技术，确保在发生安全违规时，作恶者的私钥会被泄露，并自动触发削减交易。

4. 解押交易 (Unstaking Transaction):

• 解押交易用于在解押交易的相对时间锁定到期后，将用户的比特币从锁定状态中释放出来。

• 这个过程确保了用户在正常退出质押时能够及时收回其比特币，同时防止恶意用户在解押过程中进行攻击。

惩罚机制

对于上面的4种交易类型，需要配套防止作恶的机制。Babylon 的 Slash 技术机制是通过使用先进的密码学、共识协议创新和优化的 Bitcoin 脚本语言来实现的

1. 可问责断言

可问责断言是一种密码学技术，其核心思想是使用可提取的一次性签名（EOTS）来确保作恶者的私钥会在特定情况下被泄露。在 Babylon 协议中，当验证者进行双重签名等恶意行为时，协议会自动提取其私钥，并将其公开，使得任何人都可以使用该私钥来执行削减交易，惩罚作恶者。

由于当初质押者进行UXTO质押的时候，使用了一起签名。如果Ta想作恶，在质押结束之前进行转账签名，就会触发可问责断言，私钥便被公开。

2. 最终性小工具

最终性小工具是在现有的 PoS 共识协议之上添加的一层额外机制，用于增强安全性。Babylon 协议中使用了一种EOTS 最终性小工具，要求验证者在区块最终确定后使用 EOTS 进行额外签名。

这个额外签名的作用在于将所有安全违规行为都转化为对同一区块高度的可问责断言的抵触，从而使得可问责断言机制能够有效地发挥作用。

Babylon 的一个关键方面是其 BTC 时间戳协议。它将其他区块链的事件时间戳到比特币上，使这些事件能够像比特币交易一样享受比特币的时间戳。这有效地借用了比特币作为时间戳服务器的安全性。BTC 时间戳协议实现了快速权益解绑、可组合的信任、降低安全成本, 以最大限度地提高比特币持有者的流动性。协议被设计成模块化插件，可用于多种不同的 PoS 共识算法之上，并提供了可构建重置协议的基础。

比特币时间戳服务

比特币时间戳协议是一种时间证明技术，其允许将任意数据发送到Babylon 来生成比特币时间戳，为POS链生成时间戳，从而提其升完整性和安全性，如抵御长程攻击

长程攻击是POS链比较头疼的问题。POS链的验证节点需要质押代币，作为作恶的惩罚。但是，当节点代币提款，变无法对他们的行为进行约束。由于POS构建链的成本比较低，多个验证者可以构建一条假的链。长程攻击指的是从创世区块开始，创建一条比原主链还要长的链，并篡改全部交易历史，来代替原来的主链。比如说，作恶的验证者在伪造链中依然拥有自己选择的代币。

新加入的节点或者长期不在线的节点在同步新的区块数据时，并不能很清楚的知道哪条链是真正的主链，很有可能出现加入伪造链，而真正的主链被篡位。

为了防止长程攻击，很多 PoS 链要求新加入的客户端和验证者需要识别规范链上的检查点区块。所有受信任的对等节点可能需要数天或数周才能就检查点达成一致。这是因为在区块链上，没有中心的信任方，验证者都是同等信任。如果出现有伪造的链而产生了分歧，验证者需要一定的时间进行沟通确认。

这也是为什么POS的采用一个很长的质押解锁期。

由于BTC是Pow链，采用最长链为主链原则。要对BTC进行攻击，需要集中51%的全网算力。代价极其大，可以基本确认为不可能。所以BTC可以认为是最安全的公链。

1. 比特币时间戳服务就是可以将PoS 链的验证者将 PoS 区块的哈希值和为该区块投票的验证者集统一打包作为交易提交到比特币链上。这些交易信息会被记录在比特币区块中，从而实现将 PoS 区块信息“锚定”到比特币链上。

由于PoS 区块上的检查点会被提交到btc主网上，PoS的验证者只需要根据BTC主网上的检测点进行同步即可。当验证者的提款申请的时间戳被记录在btc上，仿造链需要生成更早的BTC时间戳才能让其它验证者相信自己并没有进行提款。但是这种行为相当于对BTC进行攻击。

所以，使用BTC时间戳的POS链可以实现快速的解压，往往可以只需要1天的等待时间甚至几个小时。

比特币时间戳服务是一种利用比特币网络的安全性来增强 PoS 链安全性和实现快速解押的技术。由于比特币区块内空间不足，无法直接在比特币上对 PoS 区块进行检查，Babylon 作为单独的 PoS 链聚合 PoS 链所发送的检查点，并代表它们发布到比特币。并且Babylon的比特币时间戳服务作为模块化设计，方便集成。

综上所述，Babylon协议通过将比特币的安全性与Layer 2解决方案相结合，提供了一种创新的方式来增强BTC生态的可扩展性与安全性。尽管比特币在性能和可编程性方面面临挑战，Babylon的架构设计有效地解决了这些问题，使比特币持有者能够安全地参与质押，而无需将资产转移。这不仅提升了比特币的生态潜力，也为未来的公链和DeFi项目提供了重要的安全保障。随着这一协议的发展，我们有望看到比特币生态的进一步壮大和多样化。