比特币时间戳
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Babylon比特币时间戳协议允许任何提交到Babylon的任意数据获得比特币网络时间戳。随着时间的推移,这些时间戳的不可篡改性的安全级别会逐渐提高,这得益于未来会有更多的数据被添加到这些时间戳上。该协议的一个主要用途是为PoS区块链设置时间戳,以完善其完整性和安全性,如抵御远程攻击。该协议包括比特币网络的时间戳服务、用于检查点聚合 (checkpoint aggregation) 和数据可用性 (data availability) 服务的Babylon区块链,以及经济安全方案采用方的其他PoS区块链。
这种安全性支持多种用例:
快速解质押 (Fast Unbonding): PoS区块链需要社区共识来避免远程攻击,这会导致较长的解质押周期。比特币安全性取代了社区共识,并将解质押周期缩短至几小时。
新链助力:比特币安全性可以用于助力那些原生代币估值较低的新链。
保护重要交易:比特币安全性可用于保护重要交易,同时常规交易可快速获得最终确定性 (finality)。
抗审查性:被审查的交易可以使用Babylon作为备份进入账本 (ledger)。
比特币质押:比特币时间戳协议是Babylon比特币质押协议的构建模块,由它提供PoS区块链和比特币网络之间的同步。
此外,通过CosmWasm,可以开发兼顾任何数据验证规则的时间戳服务。
接下来,我们将深入探讨比特币时间戳协议的用例。
对于PoS区块链,这里特指采用拜占庭容错机制 (BFT) 的PoS链,其需要验证者 2/3 的多数投票才能确认区块。 PoS链不应该分叉,当分叉发生时,链就会受到攻击:为了让两条分叉链都获得 2/3 的多数投票,至少需要 1/3 的验证者通过签名两个分叉链进行双重投票,这是被共识协议所禁止的行为。
下图展示了假设对名为“Rugpull”的PoS链进行分叉攻击。
为了阻止此类攻击,大多数PoS链只允许质押了一定数量的原生代币的账户作为验证者。这样,如果验证者被发现双重签名,其质押权益可能会被两个分叉中的共识协议罚没,从而该恶意验证者会造成经济损失。
这种罚没威慑似乎大幅提高了PoS链的安全性。然而,这需要其余验证者在恶意验证者仍然质押时便察觉到两个分叉链。但是为了避免被罚没,恶意验证者可以第一时间在第一个分叉链解除质押,然后从他们仍然拥有验证者角色的区块高度创建第二个分叉链。这样,恶意验证者就不会在第一个分叉链中被罚没,因为他们已经解除质押权益。更糟糕的是,一旦攻击发生,PoS链的新用户无法判断他们应该遵循哪个分叉链
这种攻击称为远程攻击,它使得PoS链不可被罚没且不安全。这种攻击是根源性的,如果没有额外的信任来源,就无法通过修改共识协议来解决。为了减轻这种攻击威胁,一些PoS链诉诸于社区共识,利益相关者定期在最新高度的正确区块上做出链外决策,并忽略任何其他潜在的分叉。然而,这种方法将链的安全性与利益相关者的主观意识联系在一起。这种做法也被称为弱主观性,违背了区块链去中心化原则。此外,由于社区共识需要时间,大多数PoS链都制定了很长的解除质押时间 (几周左右)。
为了保障PoS链免受远程攻击,我们可以将PoS链的区块检查点 (checkpoint) 迁移到比特币网络,并为拥有较早比特币时间戳的分叉链采取分叉选择规则。这样一来:
攻击者的分叉链将在比特币标准链中具有较晚的比特币时间戳,并且永远不会被任何人选择。
或者为了被选中,攻击者必须创建一个最长链比特币分叉,使其PoS分叉链拥有较早的时间戳,但考虑经济成本,这是无法实现的。
因此,远程攻击可以通过比特币时间戳来避免。
除了解决远程攻击问题,PoS链区块采用不可逆的比特币时间戳,还能为PoS链带来以下安全优势:
没有弱主观性:比特币时间戳是客观的,从而可以消除PoS链对社区共识和弱主观性的依赖。
更短的解质押时间:通过取代社区共识,比特币时间戳可以将PoS链的质押权益解除时间从几周缩短至一天。
新链助力:原生代币估值较低的新PoS链更容易受到分叉攻击,比特币时间戳可以保护其发展。
状态同步和快照验证:由比特币提供的关于PoS链的客观真实性,使得PoS链的验证者能够从P2P网络下载全链状态或快照全节点。
保护重要交易:比特币时间戳可用于进一步确认重要的PoS交易,但代价是更长的确认延迟。
抗审查性:比特币时间戳可通过将受审查的交易发布到比特币网络来对抗PoS链中的交易审查。
然而,受限于比特币网络有限的区块空间和昂贵的交易费用,直接在比特币网络设置检查点是困难且不可扩展的。此外,比特币网络无法验证检查点数据。这激发了Babylon的诞生,其以可验证的安全性克服了所有困难。
如果没有Babylon,任何区块链都很难直接在比特币网络设置检查点,因为会面临可扩展性、成本、代码修改和安全性方面的问题。