如何用去中心化的方式把比特幣引入以太坊：讀懂tBTC資產跨鏈方案與漏洞補救_tBTC:BTCY

編者按：本文來自鏈聞ChainNews，撰文：潘致雄，鏈聞研究總監，星球日報經授權發布。以去中心化實現比特幣資產跨鏈的方案中，tBTC是近期最受矚目的項目。當BTC可以安全且無需信任地遷移到以太坊網絡之后，相當于BTC能享受到圖靈完備的智能合約，想象空間更大。比如，這樣以來，比特幣資產可以應用在去中心化金融生態中——畢竟比特幣擁有最多的用戶、最高的市值、最顯著的網絡效應。tBTC是由Thesis公司旗下KeepNetwork開發的一個子項目，這甚至有點像是他們「不務正業」推出的實驗項目。原本KeepNetwork是一個為以太坊提供隱私層的方案，利用鏈下的容器存放隱私數據；而tBTC則是一個比特幣跨鏈方案，聽起來好像與Keep本身的方向毫無關聯。不過，兩者還是存在一些交集的，比如利用了相同的代幣KEEP和多簽名機制等。

另外Summa和Cross-ChainGroup也是tBTC項目的參與方。按照介紹，這些合作方是這樣分工的：Keep將ECDSA門限簽名運用在比特幣去中心化托管的邏輯中，且tBTC的原生代幣使用的是KEEP；Summa專注跨鏈解決方案，也就是tBTC協議中負責如何在以太坊區塊鏈中驗證比特幣交易的部分；Cross-ChainGroup則負責跨鏈技術的研究、設計和實施。Keep的投資者包括了數家美國的主流機構，如PolychainCapital、a16z、DraperAssociates、FabricVentures、DistributedCapitalPartners等。其中a16z還是多家DeFi協議的投資者，包括穩定幣協議Maker、借貸協議Compound、交易協議dYdX等，這三家也是目前DeFi協議中的頭部項目，如果他們后續能集成tBTC，或許是一個雙贏的策略：比特幣可以支持DeFi，DeFi可以使用比特幣。

人民日報整版闡釋如何加快數字化發展建設數字中國：加強區塊鏈等關鍵數字技術研究:金色財經報道，《人民日報》2021年10月29日 09 版整版闡釋如何加快數字化發展，建設數字中國，其中提到堅持創新驅動，全面推動區塊鏈等數字技術融入政務服務全流程。夯實技術創新基礎，加強區塊鏈等關鍵數字技術研究，夯實技術創新升級基礎。[2021/10/29 6:18:58]

目前集成tBTC的項目在tBTC之前，加密資產的跨鏈、尤其是比特幣資產的跨鏈方案，絕大多數都是通過中心化機構托管方式實現的，比如WBTC、imBTC或HBTC。雖然這些方案也考慮到了安全性和透明度，但對于加密貨幣社區而言，人們更想要一個完全去中心化、非托管、無準入門檻、無需許可的資產跨鏈基礎設施。畢竟，資產從一個地方挪到另一個地方是一個很基礎的權利，不應該牽扯到其他因素、不應該增加額外風險、也不應該犧牲隱私。雖然tBTC已完成審計并上線主網，但項目仍處于早期階段，仍有很多未知風險等待早期用戶探索。而且tBTC的整套機制也存在一些爭議，比如引入了預言機這個外部不可控的因素。此外，tBTC網絡的參與者的質押率較高資金效率較低，這也會帶來參與者的參與動機較弱。不過tBTC項目還是有機會對這些現有的問題進行優化和調整的。總體而言，tBTC的兩個最重要的優勢為：由原資產抵押：由于tBTC通過質押比特幣而跨鏈生成的等價TBTC代幣，所以不會產生額外的比特幣。相反的，像Synthetix這類資產合成協議，是通過其他代幣鑄造出「模擬」比特幣價值的代幣sBTC，事實上增加了比特幣的流通量。由去中心化協議托管：在tBTC協議內的比特幣資產是被去中心化的協議托管的，而且也設置了一系列的安全機制確保整個流程無法作惡。從上述兩個角度來看，目前與tBTC類似的項目可以這么分類：

數據：谷歌搜索“如何購買NFT”興趣值達到100 全球對NFT興趣在八月飆升426%:金色財經報道，根據區塊鏈中心對谷歌趨勢數據的分析顯示，2021年8月，全球對非同質化代幣(NFT)的興趣增加了426%。2021年8月1日，谷歌搜索關鍵字“如何購買NFT”的次數為19，但到2021年8月29日，該數字已經上升到100。谷歌的搜索興趣以點數來衡量，100分最高，0分最低。由于谷歌搜索“如何購買NFT”興趣值已達到100，這表明創下了2021年迄今為止的最大搜索量。另外根據國家區塊鏈，對數字藝術作品興趣最高的是新加坡，谷歌搜索值為100，澳大利亞以86分位居第二，尼日利亞緊隨其后（70分）。（finbold）[2021/9/8 23:10:29]

tBTC是如何運作的？

像穩定幣協議Maker為了維持價格所設計的各種機制一樣，tBTC在整套方案中也考慮到了各種可能會對系統安全帶來的特殊情況，如果將這些模塊一一拿出解釋或輔以案例說明，可能是一篇論文的長度，或不亞于白皮書。畢竟對于大多數tBTC系統或者是TBTC代幣的使用者而言，并不需要接觸到這么多繁雜的邏輯。只有對于系統的深度參與者或者原生代幣的交易者而言，才應該徹底了解整個系統的運作機制，就算很費時間也需要仔細讀一讀他們的白皮書。不過，在此之前，也可以將本文作為了解tBTC的入門手冊，以快速建立起對tBTC協議的概念和系統運作的核心工作流程。簡而言之，這里主要解答的是這個問題：為什么tBTC可以安全且去中心化地進行資產跨鏈？先做一些說明和解釋：tBTC是這個項目和協議的名稱，而TBTC是由比特幣跨鏈后在以太坊上流通的代幣名，也就是TBTC=BTC。在tBTC的方案中，涉及到這幾方：存款人：希望把BTC挪到以太坊上的用戶；驗證人/簽署人：維護tBTC網絡安全且能賺取收益的用戶；贖回者：希望把以太坊上的TBTC換成真正BTC的用戶。BTC->TBTC鑄造流程

掌柜調查署 | Matrixport如何實現0息借貸:4月23日18:00，金色財經將邀請Matrixport高級副總裁林榕做客「掌柜調查署」。本期調查署將針對Matrixport推出的“0息借貸”進行深入“拷問”，帶大家一起了解Matrixport如何做到0息借貸惠澤大眾。詳情見原文鏈接。[2020/4/23]

對于比特幣與以太坊的資產跨鏈解決方案，兩個主要的挑戰是：用戶如何確保抵押的資產不會被盜：tBTC選擇的方案是將資產保存在由3人共同保管的多簽名地址中，沒有任何一個人可以挪動資產，且需要抵押超額資產。如何在以太坊的鏈上確認比特幣的交易和所有權：tBTC采用了由Summa設計的SPV技術實現跨鏈的交易驗證。所以，從BTC換成TBTC的流程分為兩大步驟：1.存款人申請資產跨鏈，在tBTC協議的分配下由驗證人輔助負責資產托管，然后存款人將比特幣轉至由三個人共同托管的比特幣地址中。

2.轉賬至比特幣托管地址的6個區塊后，存款人向協議提交已完成轉賬的證明，然后就可以鑄造相應數量的TBTC了。

簡單介紹一下TDT：tBTC系統為了記錄不同存款人不同的托管數量或者時間，在鑄造TBTC之前還會發行一枚非同質化代幣，稱為TDT。雖說叫代幣，但其實類似于一張「憑證」，不可分割且獨一無二，后續贖回BTC需要用到這張憑證。當然，在協議的設計中還需要考慮其他可能的問題以及相應的處理方式，最常見的是如果ETH價值相比BTC價值貶值后，可能會產生驗證人抵押不足的情況，導致驗證人就有動機作惡了，所以tBTC設計了相應的清算模塊以應對。tBTC協議包含了預清算和強制清算兩個階段，和其他的清算系統的設計目標類似，在強制清算階段將會啟動拍賣流程，將ETH以折扣價拍賣給TBTC的持有者以保證抵押品ETH價值大于TBTC的價值。而如果清算后還有剩余資金，則根據不同的情況進行收益分配。BTC->TBTC贖回流程

動態 | 電腦安全軟件公司：揭示朝鮮黑客如何利用惡意軟件入侵加密貨幣交易:據BeinCrypto消息，電腦安全軟件公司Objective-See發布報告，揭示了加密貨幣交易被朝鮮一個新的惡意軟件入侵的細節。這種新的惡意軟件由朝鮮黑客組織Lazarus APT集團操作，以一種叫做“JTM交易軟件”的客戶端交易軟件為幌子，主要通過電子郵件分發給毫無戒心的受害者，在被安裝后竊取私鑰和訪問詳細信息。[2019/10/16]

贖回流程相比較而言簡單一些，當用戶希望將持有的TBTC換回BTC時，只需將TBTC以及一小筆「費用」提交給以太坊的智能合約，同時附上收款的比特幣地址，三位驗證人就必須共同簽署一筆比特幣鏈上交易，將BTC轉至規定的地址。如果有驗證人不配合呢？那抵押的ETH就只能被清算了。也正因為驗證人提供了聯合的托管業務，并付出了ETH抵押資產，所以贖回者需要支付一小筆額外的費用給他們作為經濟激勵。所以作為驗證人，可以將tBTC系統作為一種收益穩定的資產管理工具。據白皮書計算，驗證人的年化收益約為1.875%，考慮到150%的抵押率，真實的年化收益約為1.25%。這是讓社區中不少人吐槽tBTC的地方：很多人認為目前設定的收益率較低，可能會導致驗證人的參與動機不足。當然，這也就意味著目前參數設定，對于存款人和贖回者更友好一些。KEEP代幣：付出勞動才能獲得回報

在tBTC的系統里，原生代幣KEEP是一種工作型代幣，這也就意味著持有KEEP不能帶來任何收益，但是在持有KEEP的同時又付出勞動，才能因此獲得收益。回顧一下鑄造TBTC的環節，在「步驟2」中，tBTC系統需要從包含一群驗證人的池子中抽取其中的三個，是以什么作為依據抽取的？沒錯，就是按照KEEP代幣持有量作為依據的。舉個例子，持有1000枚KEEP的人是持有100枚KEEP的人被抽中概率的十倍，也就是如果放在一個很長的時間跨度中，前者干活的數量是后者的十倍。持有更多KEEP意味著驗證人可以更多的參與托管BTC，也就有機會獲得更多的潛在收益。上線兩天就被發現的Bug，怎么回事？

陳偉星再次回懟朱嘯虎，ofo最大的機會是如何區塊鏈化:今日，陳偉星再次針對朱嘯虎的言論進行回應：金融是一個系統工程，全世界的資產泡沫促使了貧富懸殊。任何新技術的發展，都需要一個完善的過程，每一個問題，都是創造者為世界做出貢獻的大機會。優秀的方案是競爭出來的，從劣質到優質，走向美好的結果。ofo最大的機會是如何區塊鏈化，而不是朱嘯虎以為的賠錢還虛報的訂單，我們要的是解決世界重大問題的機會，去揮灑我們激情的青春。[2018/2/24]

在tBTC上線的兩天后，官方發現了一個協議的嚴重問題，于是按下了之前預留的全局開關，將整個系統的充值功能暫停10天。在此之前需要先介紹一個背景知識，比特幣在10多年的發展過程中，隨著技術的演進誕生了多種地址類型，由不同類型的腳本生成：最初的比特幣地址以「1開頭」，這類腳本稱為P2PKH；后來誕生了由「3開頭」的地址，這類腳本稱為P2SH，功能比較強大，支持多簽以及可以和后來的隔離見證組合；最后誕生的是原生隔離見證地址，由「bc1開頭」，這類腳本稱為P2WPKH，也會被稱為Bech32。最初tBTC在協議設計時，限定并強制要求贖回的地址必須是P2WPKH。但是到了今年2月，tBTC的工程負責人提交了一個變更，放松了這個限制，也就是支持了P2WPKH之外的腳本。這個調整可以提升用戶體驗，贖回者可以以任意地址贖回，畢竟Bech32的普及程度并不高。據txstats的數據顯示，目前儲存在Bech32中的BTC數量約3%。但tBTC的系統卻沒有因為增加支持其他腳本而做相應的調整。不過這樣也不一定會產生問題，軟件開發中設置的測試流程，就是為了及早發現這樣的問題，但他們表示，測試用例中竟然沒有覆蓋到「非P2WPKH」腳本。雖然后來在測試網中總算測試了P2SH地址，但是又由于贖回DApp流程中的前端漏洞，導致團隊誤認為該測試通過了。問題未被發現的一整個流程為：tBTC協議設計中僅支持P2WPKH地址—>臨時決定放松對P2WPKH限制—>但系統未做相應調整—>測試用例未覆蓋—>其他功能漏洞導致誤認為測試通過了。這些問題堆積在一起，導致了tBTC帶著漏洞上線主網。后續如何改進？

在該事件的回顧報告中，tBTC項目表示將優化他們工作流程，還將與安全團隊TrailofBits合作，為tBTC規劃更多的自動化集成測試和系統測試。隨后，為了進一步減少項目的整體風險，tBTC重新定義了他們的軟件發布流程。原來上線主網的tBTC「正式版」將回退至「發布候選版」，版本號為RC0，所以下一個版本是RC1。補充一下，軟件開發流程中，在發布某個正式版之前，通常會先發布數個版本稱之為「發布候選版」，如果未發現任何漏洞，最后一個Releasecandidates就會成為最終的正式版，比如比特幣的下一個大版本0.20.0就已經發布了兩個RC版本。tBTC認為，另外一個可以有效降低項目風險的機制是限制整個系統的容量。也就是他們限制了BTC可以換成TBTC的最大數量，這樣就算出現嚴重問題，損失的也就是可控范圍內的比特幣或以太坊。具體來說，在RC1版本中，第一個月的系統容量被設定為100BTC，之后按月增加，分別是250BTC、750BTC、1000BTC，這些邏輯也都是按照智能合約預設的執行即可。5個月后，該限制將自動解除，而且如果12個月后未發生事故，團隊將禁用緊急暫停按鈕，也就是保護了這次系統沒有受到更多損失的預留「后門」。

最后，tBTC還表示除了ConsenSys和TrailofBits的安全審計外，還將組織第三次安全審計，專門針對涉及BTC交易和跨鏈通信的部分。同時，tBTC還將漏洞賞金計劃的最高獎勵提高了10倍，至100萬個KEEP代幣。激勵初始化流動性：「質押空投」

考慮到很多潛在的驗證人可能暫時沒有KEEP代幣，tBTC發起了一個為期6至12個月的「質押空投」活動，為項目進行額外的激勵，促進項目的初始化和流動性。活動中將分發KEEP代幣總量的20%，期間用戶可以僅依靠質押ETH成為tBTC網絡的驗證人，為資產跨鏈提供去中心化托管服務，而活動結束后，就會按照之前的方案，以KEEP代幣作為抽簽依據。所以對于驗證人而言，這個期間內將獲得除了1.25%年化收益率之外的KEEP代幣獎勵，而數量要參考參與tBTC網絡的具體表現，更多細節后續也會公布。值得長期觀察

雖然tBTC在機制設計、協議治理以及開發流程還有很大的改進空間，比如：改用去中心化預言機、通過系統治理調整參數等，但他們設計的去中心化跨鏈解決方案依舊是目前比較完整的，且產品的實現速度也較快。再加上該項目由三個團隊合作推進各司其職，以及背后投資方有強大的資源支持，未來該協議的普及應該不是問題，被加到各種DeFi協議內也是遲早的事情。更何況tBTC的未來將不僅限于以太坊。采用了Keep和Summa技術的開放式區塊鏈項目，或許都可以實現比特幣的資產跨鏈，因為這將是各個區塊鏈之間互聯互通的重要基礎設施。因此，tBTC這類資產跨鏈項目值得長期關注。

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