작가 : 하재현
번역: 현지 블록체인
요약
현재 비트코인 보유자와 PoS 체인은 각각 문제에 직면해 있습니다. 비트코인 보유자는 자산을 효율적으로 활용(즉, 수익 창출)하기 위해 노력하는 반면, PoS 체인은 부트스트래핑, 낮은 생존 가능성 탄력성 및 긴 스테이킹 잠금 해제 주기와 같은 보안 관련 문제에 직면합니다.
양면 시장인 바빌론은 비트코인을 스테이킹하여 PoS 체인을 보호하는 데 도움이 되는 다리 역할을 합니다. Babylon의 원격 스테이킹 프로토콜은 타임스탬프 프로토콜, 최종 상태 가젯 및 채권 계약을 결합한 새로운 구현을 통해 소비자 체인(PoS 체인) 및 공급자 비트코인 보유자에게 강력한 보안을 제공합니다.
모듈 설계로 인해 Babylon의 비트코인 스테이킹 프로토콜은 소비자 체인에서 사용되는 다양한 합의 프로토콜에서 구현될 수 있습니다. 프로토콜 외에 비트코인의 보안과 유동성을 활용하려는 모든 블록체인 네트워크는 Babylon의 이점을 누릴 수 있습니다. 유망한 사용 사례에는 DeFi , 포크 포크 레이어 2 롤업 업그레이드 및 오라클이 포함됩니다 .
1. 소개
비트코인 자산은 유휴 상태인 반면 PoS 체인에는 자본이 필요합니다. 그들의 결합된 잠재력을 발휘해 보는 것은 어떨까요?
종종 "디지털 금"이라고 불리는 비트코인은 세계에서 가장 가치 있고 안전한 암호화폐입니다. 그 강점은 단순성과 보안을 우선시하는 탈중앙화 형 P2P 디지털 통화 라는 핵심 목적에 있습니다. 비트코인의 스크립팅 언어 는 의도적으로 제한되어 있으며 복잡한 계산을 수행하거나 루프를 생성할 수 없으므로 취약점과 공격의 리스크 크게 줄어듭니다. 비트코인 원장의 적법성은 공격자가 체인을 쉽게 파괴할 수 없도록 채굴자가 엄청난 양의 컴퓨팅 성능을 투자해야 하는 작업 증명(PoW) 프로토콜을 통해 보장됩니다. 단순성과 보안에 대한 확고한 추구가 바로 비트코인이 디지털 금으로 간주되는 이유입니다.
그러나 비트코인의 이러한 장점에는 프로그래밍 가능성과 유용성에 한계가 있습니다. 차세대 지분 증명( PoS ) 블록체인과 달리 비트코인은 스테이킹 과 같은 수익 창출 활동 에 사용하기가 어렵습니다 . 따라서 비트코인 보유자(암호화폐 커뮤니티의 HODLer)는 자신의 현물 가치 평가에 의존하는 것 외에는 움직일 여지가 거의 없습니다. 오늘날의 금융 환경에서는 단순히 자산을 보유하는 것만으로도 재투자를 통해 추가 수익을 창출할 수 있는 추가 기회를 제공하는 경우가 많습니다. 따라서 시총 이렇게 큰 디지털 자산이 이와 관련하여 충분히 활용되지 않는다는 것은 안타까운 일입니다.
말이 나와서 말인데, PoS 체인에 대해서도 언급해야 합니다. 이더 2.0 및 Solana와 같은 최신 블록체인에서 채택한 PoS 메커니즘은 검증인이 암호화폐를 잠그도록(즉, 스테이킹 ) 요구하며, 이는 악의적인 행동이 감지될 경우 삭감될 수 있습니다 . 더 많은 토큰을 스테이킹 체인의 암호경제적 보안이 높아집니다. 비트코인과 달리 PoS는 수익 창출 활동에 참여할 수 있는 더 많은 기회를 제공합니다. 개인은 온체인 에 토큰을 검증인으로 스테이킹 만 하면 혜택을 받을 수 있으며 유동성(LP) 또는 DeFi 차용을 제공하여 자산에 가치를 추가할 수도 있습니다. 또한 PoS는 채굴 통해 합의 보안을 유지하기 위해 검증자가 필요하지 않기 때문에 에너지를 절약하고 효율적입니다. 이러한 장점을 감안할 때 지난 몇 년 동안 주류는 PoW에서 PoS로 전환되었습니다.
그러나 PoS 의 장점에도 불구하고 PoS 프로토콜의 근본적인 한계로 인해 보안 및 사용자 경험이 어느 정도 저하됩니다. 가장 명백한 문제 중 하나는 시작 문제입니다. 코스모스 존과 같은 신흥 PoS 블록체인은 낮은 토큰 가치로 인해 스테이킹 위한 충분한 자본을 유치하는 데 어려움을 겪고 있으며, 이로 인해 보안이 취약하고 고부가가치 탈중앙화 애플리케이션 프로젝트를 유치하기가 어렵습니다. 또한, PoS 프로토콜 자체의 한계로 인해, 축소할 수 없는 장거리 공격에 대한 저항력이 충분하지 않고, 외부 신뢰 소스 없이 낮은 생존 탄력성 등 몇 가지 추가적인 보안 문제가 있습니다.
즉, 비트코인은 막대한 자본을 보유하고 있지만 이러한 자산을 활용할 수 있는 방법이 부족합니다. PoS 체인은 자산을 활용할 수 있는 풍부한 방법을 제공하지만 보안을 보장하려면 충분한 자본과 외부 신뢰 소스가 필요합니다. 이러한 통찰력을 결합하여 비트코인과 PoS 체인은 완벽한 보완책을 형성할 수 있습니다. 그렇다면 공동 잠재력을 발휘할 수 있는 프로토콜을 만들어 보는 것은 어떨까요?
이것이 바로 바빌론의 비트코인 스테이킹 프로토콜 의 핵심 아이디어입니다 . 즉, 비트코인 자산을 사용하여 PoS 체인 에 보안을 제공하는 동시에 비트코인 보유자에게 수익을 창출하는 것입니다. 매우 멋있게 들리지만, 동시에 강력한 보안이 보장되는 "우수한 비트코인 스테이킹 프로토콜"을 구축하는 데는 많은 어려움이 있습니다. 이 보고서에서 우리는 "좋은 비트코인 스테이킹 프로토콜"을 구축하는 요소, 구현 시의 과제, 바빌론이 기술 발전을 통해 이러한 문제를 해결하는 방법을 살펴보겠습니다.
그림 1: 비트코인과 PoS 체인 간의 상보성
2. PoS 체인의 문제점 설명
이 섹션에서는 PoS 체인 및 비트코인과 관련된 문제를 조사하고 문제 설명을 명확하게 공식화합니다. 먼저 PoS 프로토콜에 내재된 세 가지 주요 보안 제한 사항을 다룬 다음 비트코인을 수익 창출 활동에 통합하는 데 따른 어려움에 대해 논의합니다.
1) 문제 설명 1: 시작 문제
PoS 체인의 시작 문제는 새로운 체인이 처음 출시된 후 내재된 보안 문제로 인해 자본 및 검증자 유치에 어려움을 겪는 것을 의미합니다. PoS 체인이 처음 출시될 때 기본 토큰은 일반적으로 가치가 낮고 시총 낮기 때문에 네트워크가 다양한 공격에 취약해 PoS 프로토콜의 무결성이 손상됩니다.
토큰의 가치가 낮기 때문에 개인이나 그룹이 상대적으로 저렴하게 대량 의 토큰을 구매할 수 있으며 이는 스테이킹 의 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다 . 이러한 중앙 집중화는 거래 검열이나 체인 롤백과 같은 보안 공격의 가능성을 높입니다 . 또한, 공격자가 직면하는 최대 처벌은 스테이킹 토큰(새로 출시된 네트워크에서는 가치가 낮음)으로 제한되므로 공격자는 프로토콜 위반으로 인해 스테이킹 토큰이 삭감되더라도 잠재적인 손실을 허용할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 악의적인 행동에
이러한 위험은 새로운 PoS 체인 리스크 입증된 보안 및 신뢰성 기록 부족과 결합되어 잠재적 검증인이 자금 투자를 방해하는 경우가 많습니다. 그들은 네트워크 장애나 공격으로 인한 잠재적인 손실에 대해 걱정할 수 있습니다. 이 문제를 완화하기 위해 PoS 체인은 높은 초기 스테이킹 보상을 제공하거나 잘 알려진 단체와 파트너십을 구축하는 등 검증인 참여를 유도하는 전략을 채택하는 경우가 많습니다. 그러나 이러한 방법은 높은 인플레이션율과 스테이킹 권한의 중앙화로 이어질 수 있으며, 이로 인해 단기적으로는 체인 사용량이 크게 증가할 수 있지만 장기적으로는 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.
2) 문제 진술 2: 낮은 활동 탄력성 문제
PoS 프로토콜이 직면한 생존 탄력성 문제는 악의적인 검증자가 대면 때 트랜잭션을 계속 확인하는 프로토콜의 능력을 나타냅니다. 다양한 PoS 프로토콜은 악의적인 행동 대면 하여 다양한 수준의 탄력성을 보여줍니다. 예를 들어 Snow White 및 Ouroboros와 같은 프로토콜은 높은 활성 탄력성을 가지며 악의적인 검증자의 비율을 최대 1/2까지 허용할 수 있습니다.
그러나 Tendermint 및 Gasper와 같은 프로토콜은 책임 있는 보안을 갖추고 있더라도 악의적인 검증자의 비율이 1/3을 초과하면 여전히 활동을 보장할 수 없습니다. 책임 있는 보안은 프로토콜이 온체인 상태의 일관성을 유지할 뿐만 아니라 슬래싱 메커니즘(다음 섹션에서 자세히 설명)을 통해 잘못된 행동을 하는 검증자를 식별하고 처벌하는 것을 의미합니다. 이 1/3 제한은 이러한 프로토콜 보안의 기초가 되는 BFT(Byzantine Fault Tolerance) 모델에서 비롯됩니다. BFT 이론에 따르면 보안과 활동을 유지하기 위한 전제 조건은 정직한 검증인의 2/3 이상이 있어야 한다는 것입니다. 검증인의 3분의 1 이상이 악의적인 경우, 충돌하는 블록에 투표하거나 투표를 거부하여 이러한 절대 다수결이 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 프로토콜의 진행을 효과적으로 지연시켜 앞으로 나아갈 수 없는 지점까지 만들 수 있습니다.
3) 문제점 3: 스테이킹 언번들 기간이 너무 긴 문제
책임 있는 보안을 갖춘 PoS 체인에서도 가장 중요한 문제는 여전히 긴 스테이킹 기간입니다. 블록이 몇 초 또는 몇 분 안에 확인된다는 PoS 체인의 장점과 달리 스테이킹 번들 스테이킹 에는 며칠에서 몇 주가 걸리는 경우가 많습니다. 이 긴 언본딩 기간은 스테이킹 이 기간 동안 PoS 프로토콜에 참여할 수 없고 스테이킹 자산이 잠겨 스테이킹 보상을 받을 수 없기 때문에 사용자 경험을 감소시킵니다 . 이는 스테이킹 잠재적 수익 손실을 초래할 뿐만 아니라 PoS 시스템의 전반적인 유동성을 감소시킵니다.
그림 2: PoS 체인의 스테이킹 언번들링 기간
(1. "Bitcoin-Enhanced Proof-of-Stake Security: Possibilities and Impossibilities (Oakland '23)" 논문의 저자가 D. Park과 A. Asgaonkar가 제안한 약한 주관성 분석 모델을 사용하여 계산한 내용에 따르면, PoS 이더 목표 검증인 수는 130K 검증인의 평균 보유량이 32 ETH이므로 계산됩니다.
그렇다면 스테이킹 언본딩 기간으로 인한 불편함에도 불구하고 대부분의 PoS 체인이 여전히 긴 언본딩 기간을 유지하는 이유는 무엇일까요? 그 대답은 PoS 체인이 후기 단계 부패 공격(즉, 장거리 공격)으로부터 보호해야 한다는 사실에 있습니다. 이를 완전히 이해하려면 포크 선택 규칙 및 약한 주관성과 같은 용어에 어느 정도 익숙해야 합니다. 이러한 개념을 더 자세히 살펴보겠습니다.
Bob이 오랫동안 운영되어 온 탈중앙화 노드로 가입하고 참여하기를 원한다고 가정해 보겠습니다. 이런 종류의 블록체인에는 법적 체인을 각 클라이언트에게 배포하는 중앙 서버가 없습니다. 대신, 각 노드는 합법적이라고 생각하는 체인 버전을 다른 노드에 전파하고, 각 클라이언트는 합의 규칙에 따라 따를 체인을 결정합니다. 그렇다면 Bob은 어떤 체인을 따라야 하는지 어떻게 알 수 있을까요? 대답은 실제로 매우 간단합니다. 그는 종종 "사토시 나카모토 합의" 또는 "가장 긴 체인 규칙"이라고 불리는 가장 큰 계산 노력을 기울인 체인만 선택하면 됩니다.
밥이 100개의 서로 다른 체인을 받더라도 걱정할 필요가 없습니다. 그는 온체인 해시를 다시 계산하여(각 블록의 해시와 nonce가 온체인 에 기록되므로) 이러한 체인의 적법성을 독립적으로 확인한 다음 작업량을 비교하여 그를 선택할 수 있습니다.
그림 3: Bob(새로 가입한 노드)은 어느 것이 정식 체인인지 식별할 수 있습니까? ——비트코인
그러나 Bob이 지분 증명( PoS ) 체인에 참여하기를 원한다면 상황은 좀 더 복잡해집니다. 이전 시나리오와 유사하게 Bob이 여러 개의 충돌하는 체인을 받은 경우 올바른 체인을 어떻게 선택합니까?
PoS 체인에서는 합의에 도달하는 방식이 작업 증명(PoW) 체인의 방식과 다릅니다. PoS 체인은 보유하고 있는 암호화폐의 양( 스테이킹 자산)을 기준으로 선택 되고 해당 자산을 담보로 제공하려는 검증자를 통해 합의를 달성합니다. 검증인은 블록을 제안하고 투표하며 , 체인의 유효성은 검증인의 단체협약에 따라 결정됩니다.
이더 2.0을 예로 들면, 검증인은 최근 투표 결과를 바탕으로 누적 가중치가 가장 높은 체인을 따르고 투표하여 보상을 받습니다(즉, 정식 체인 선택). 검증인이 모순된 투표를 하는 경우 페널티(슬래시)가 부과되고 스테이킹 자산의 일부가 몰수됩니다. 이 메커니즘에서 검증자는 정식 체인을 따르고 네트워크와 일관성을 유지하도록 권장됩니다. 이론적으로 이러한 규칙은 심각한 포크 발생하는 것을 처음부터 방지해야 합니다. 누군가가 보안 공격을 시도하면 자신에게 해를 끼칠 뿐입니다.
실제로 이더 의 reorg 깊이 데이터를 보면 1을 초과하는 깊이는 매우 드물다는 것을 알 수 있습니다(즉, 심각한 포크 거의 발생하지 않습니다).
이러한 규칙에도 불구하고 PoS 체인은 여전히 심각한 위협에 직면해 있으며 이는 늦은 부패 공격입니다. 이 공격에서 공격자는 합의에 참여한 과거 검증인의 개인 키를 획득합니다. 그렇게 함으로써 공격자는 제네시스 블록에서 포크 블록체인의 전체 기록을 다시 작성함으로써 잠재적으로 네트워크에 큰 피해를 입힐 수 있습니다. 우리는 PoS 시스템의 감소 메커니즘으로 인해 이 공격이 효과적이지 않다고 언급했습니다. 그러면 어떻게 이런 일이 일어날 수 있었습니까?
이러한 공격이 가능한 이유는 검증인의 스테이킹 이미 잠금 해제되었기 때문에 슬래싱 메커니즘을 통해 공격자를 처벌할 수 없기 때문입니다. 이 경우 공격자는 구매 또는 심지어 해킹을 통해 언스테이킹된 오래된 스테이킹 인의 개인 키를 얻을 수 있습니다. PoS 시스템은 블록체인을 생성하는 데 대량 계산 작업이 필요하지 않기 때문에 이러한 개인 키를 사용하면 가짜 체인(그림 4)을 쉽게 만들 수 있습니다. 또한, 정식 체인의 블록 타임스탬프는 공개되어 있으므로 공격자는 온체인 에 이러한 타임스탬프를 복사하여 더욱 합법적인 것처럼 보이게 할 수 있습니다.
그림 4: Bob(새로 가입한 노드)은 어느 것이 정식 체인인지 식별할 수 있습니까? ——PoS 체인
Bob이 이 PoS 체인에 새로 합류했을 때 그는 어떤 체인이 정식 체인인지 구별하는 방법이라는 큰 과제에 직면했습니다. 그의 관점에서 보면 두 체인 모두 합법적인 검증인이 서명하고 일관된 타임스탬프를 가지며 정기적인 검증인 순환을 보여주기 때문에 합법적인 것처럼 보입니다. 이 경우 Bob은 올바른 체인을 식별하기 위해 외부 신뢰 소스(예: 블록체인 익스플로러, 노드 운영자 그룹)에만 의존할 수 있습니다. 이러한 외부 소스를 참조하여 소위 약한 주관성 지점인 신뢰할 수 있는 체크포인트를 찾음으로써 Bob은 해당 지점에서 체인 동기화를 시작하고 다른 노드와 인터페이스할 수 있습니다.
약한 주관성은 PoS 체인이 일반적으로 스테이킹 릴리스 기간을 길게 설정하는 주요 이유입니다. 약한 주관성 지점은 궁극적으로 외부 신뢰 소스의 사회적 합의에 의존하기 때문에 이러한 합의의 형성에는 일반적으로 시간이 걸리며 Discord 또는 Telegram 과 같은 채널을 통해 발생할 수 있습니다 . 따라서 PoS 체인은 이러한 연장된 스테이킹 기간을 시행 해야 합니다 . "Bitcoin Enhanced PoS Security: Possibility and Impossibility"(바빌론의 기본 논문) 논문의 저자는 외부의 도움 없이는 PoS 체인이 후기 부패 공격(예: 슬래싱 메커니즘)으로부터 완벽하게 보호되는 것이 이론적으로 불가능하다고 주장합니다. 신뢰 보안의 출처).
4) 비트코인 보유자를 위한 문제점 설명
비트코인은 기존 암호화폐 자산 중 가장 큰 시총(2024년 8월 기준 약 1조 2000억 달러)을 보유하고 있으며 전체 암호화폐 시장의 56 % 이상을 차지해 업계 체인의 선두 블록이 되고 있습니다. 블록체인으로서 비트코인은 확장성이 부족하지만 탈중앙화 및 보안 측면에서 탁월합니다. 탈중앙화 측면에서 보면 신흥 PoS 체인과 달리 비트코인의 토큰은 초기 투자자나 재단 회원들에게 대량 으로 배포되지 않고, 오랜 운영 역사를 통해 전 세계에 분산된 채굴자들이 보유하게 된다. 중앙 집중화이지만 새로운 PoS 체인보다 낫습니다). 보안 측면에서 체인 재구성은 작업 증명 기반 특성으로 인해 경제적으로 실현 가능한 경우가 거의 없습니다. 여러 연구에 따르면 비트코인의 오버레이 네트워크와 네트워크 계층을 사용하여 네트워크를 조각화하는 것은 비용이 매우 많이 들고 비트코인을 다른 체인보다 훨씬 더 안전하게 만드는 것으로 나타났습니다.
블록체인으로서의 비트코인의 성능은 매우 견고하지만, 비트코인 보유자들은 약간의 불만에 직면해 있습니다. 이더 및 Solana와 같은 다른 주류 PoS 기반 블록체인과 달리 수익 창출 활동에 참여할 수 있는 기회는 매우 제한적이며 대부분의 자산은 유휴 상태입니다. DeFi 차입 및 대출 과 같은 수익 창출 활동 에 참여하려면 비트코인 보유자는 일반적으로 비트코인 을 다른 온체인 에 연결하고 이를 래핑된 비트코인(wBTC)으로 전환해야 합니다. 그러나 wBTC는 주로 담보로 사용되며, 담보자산은 일반적으로 변동성이 적기 때문에 보유나 대출에 따른 수익률이 다른 자산에 비해 낮은 경향이 있습니다. 실제로 에이브(Aave), 컴파운드(Compound), 블록체인닷컴(Blockchain.com) 등 DeFi 플랫폼에서 wBTC의 연간 수익률(APY)은 일반적으로 1% 미만으로 상당한 수익을 얻기 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 2024년 8월 현재 wBTC의 시총 약 90억 달러로 비트코인 시총 의 약 0.77%를 차지하고 있으며, 이는 대부분의 비트코인 자산이 여전히 유휴 상태임을 의미합니다.
5) 요약
PoS 체인과 비트코인 보유자의 문제점은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.
PoS 체인 의 세 가지 주요 문제점:
A. PoS 체인의 부트스트래핑 문제: 새로운 체인이 출시되면 낮은 토큰 가치와 시총 으로 인해 스테이킹 권한이 집중되고 악의적인 활동을 예방할 수 있는 충분한 억제력이 부족하여 네트워크가 취약해질 수 있습니다. 검증인의 참여를 공격하고 방해합니다.
B. 낮은 활동 탄력성 문제: 책임 있는 보안을 갖춘 PoS 프로토콜은 검증자의 1/3 미만이 악의적인 경우에만 프로토콜의 활동을 보장할 수 있습니다.
C. 긴 스테이킹 릴리스 기간 문제: PoS 체인은 차후 부패 공격을 방지하기 위해 외부 신뢰 소스에 의존하며 이러한 신뢰 소스는 사회적 합의에 도달하는 데 시간이 걸리므로 릴리스 기간이 길어집니다.
비트코인 보유자가 직면한 문제 : 비트코인 보유자는 수익 창출 활동에 참여할 수 있는 기회가 제한적입니다. DeFi 활동에는 일반적으로 wBTC가 필요하지만 수익은 일반적으로 연간 1% 미만으로 낮아 대부분의 비트코인 자산이 유휴 상태로 유지됩니다.
3. “고품격 비트코인 스테이킹 약” 실현
앞서 논의한 문제 설명을 되돌아보면 PoS 체인에는 자본과 외부 보안 보장이 필요한 반면, 비트코인에는 수익을 창출할 수 있는 좋은 환경이 필요하다고 말할 수 있습니다. 두 문제를 모두 해결하는 가장 쉬운 방법은 비트코인 스테이킹 프로토콜을 만드는 것입니다.
1) “고품질 비트코인 스테이킹 프로토콜”을 어떻게 정의하나요?
그렇다면 이러한 비트코인 스테이킹 프로토콜을 어떻게 구현합니까? 간단한 방법은 크로스체인 브리징을 활용하는 것입니다. 비트코인 보유자는 자신의 비트코인을 신뢰할 수 있는 제3자 브리지 운영자의 비트코인 주소로 보내 잠긴 다음, 발행된 wBTC를 PoS 체인의 스테이킹 자산으로 사용합니다.
그러나 이러한 접근 방식은 “좋은 비트코인 스테이킹 프로토콜”을 구성하지 않습니다. 눈에 띄는 결점 중 하나는 비트코인 보유자가 포장된 비트코인을 실제 비트코인으로 다시 교환하려고 할 때 제3자에게 의존하여 전송해야 한다는 것입니다. 최근 크로스체인 브리징 취약성이 급증하면서 이러한 우려가 더욱 가중되었으며(“크로스체인 브리징 취약성: 당신이 모르는 더 많은 리스크”, 하재현, 2024년 6월 3일), 비트코인 보유자가 이 계약에 대해 우려하는 것은 의심스럽습니다. .
PoS 체인의 경우에도 마찬가지입니다. 이전 문제 설명에서 언급된 PoS 체인의 기본 보안 문제는 아직 해결되지 않았습니다. 예를 들어, 이 간단한 방법은 후기 단계 부패 공격을 예방할 수 없으며 너무 긴 스테이킹 릴리스 기간 문제를 해결할 수도 없습니다(스테이킹 릴리스 프로세스는 여전히 외부 신뢰 가정에 의존하기 때문입니다).
이러한 고려 사항을 토대로 브리징에만 의존하는 비트코인 스테이킹 프로토콜은 고품질 비트코인 스테이킹 프로토콜이라고 할 수 없습니다. 좋은 비트코인 스테이킹 프로토콜은 비트코인 보유자와 PoS 체인에 강력한 보안을 제공 할 수 있어야 합니다. 그렇다면 훌륭한 비트코인 스테이킹 프로토콜을 구축하는 데 필요한 주요 보안 기능은 무엇입니까?
2) 고품질 비트코인 스테이킹 프로토콜의 보안 기능:
첫 번째는 보안이 저하될 수 있다는 것입니다. 늦은 부패 공격과 같은 보안 공격으로부터 보호하기 위해 프로토콜을 위반하는 비트코인 스테이킹 스테이 스테이킹 하기 전에 큰 처벌을 받아야 합니다.
두 번째는 스테이커 보안 입니다. 비트코인 스테이킹 PoS 프로토콜을 정직하게 따른다면 언제든지 자금을 클레임 하거나 스테이킹 할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 시스템이 클레임 검열에 저항하고 무신뢰 스테이킹 지원해야 합니다.
마지막으로 스테이커 유동성이 있습니다. 현재 PoS 프로토콜의 스테이킹 해제 기간이 긴 점을 감안할 때, 사회적 합의의 필요성으로 인해 이러한 긴 절차를 거치지 않고 빠르고 안전한 해제 프로세스가 필요합니다.
3) 바빌론은 이러한 고품질 비트코인 스테이킹 프로토콜을 어떻게 구현합니까?
Babylon은 원격 스테이킹 통해 “프리미엄 비트코인 스테이킹 프로토콜”을 구현합니다. 원격 스테이킹 은 한 블록체인(즉, 공급자 체인) 온체인 자산을 사용하여 자산이 공급자 체인을 떠나지 않고 다른 블록체인(즉, 소비자 체인)을 보호하는 것입니다. Babylon의 프레임에서 비트코인은 PoS 소비자 체인의 보안을 강화하는 공급자 체인 역할을 합니다. Babylon이 고품질 비트코인 원격 스테이킹 프로토콜을 만드는 핵심은 타임스탬프 프로토콜, 최종 장치 및 스테이킹 계약이라는 세 가지 주요 구성 요소의 통합에 있습니다.
그림 5: 바빌론의 원격 스테이킹 프로토콜
타임스탬프 프로토콜(그림 6)은 비트코인 스테이킹 프로세스 중에 비트코인 블록체인과 PoS 체인 간의 데이터 일관성을 보장하는 데 중요합니다. 간단히 말해서, PoS 체인에 대한 업데이트를 태그 하기 위해 비트코인 네트워크를 타임스탬프 서버(즉, 외부 신뢰 소스)로 활용하는 프로세스입니다. 여기에는 검증자의 확인 서명과 함께 PoS 소비자 체인 블록의 해시를 비트코인 블록체인 온체인 기록하는 작업이 포함됩니다.
이 타임스탬프 프로토콜의 주요 목적은 처벌 가능한 보안과 스테이 커 유동성을 향상시키는 것입니다. 이전 섹션에서 언급했듯이 모든 PoS 체인은 늦은 부패 공격의 리스크 완화하기 위해 외부 신뢰 소스에 의존해야 합니다(예: 공격자가 스테이킹 잠금 해제하기 전에 처벌). 여기서 바빌론은 가장 안전한 블록체인인 비트코인을 외부 신뢰 소스로 선택했습니다. PoS 체인의 체크포인트가 비트코인 블록체인에 깊이 내장되면(예: 6블록 깊이) 확률적으로 되돌릴 수 없게 됩니다. 이를 통해 나중에 비트코인에 기록된 공격 체인 체크포인트가 사기로 간주되어 간단히 무시되므로 늦은 부패 공격을 쉽게 완화할 수 있습니다. 즉, 공격자가 스테이킹 잠금 해제되기 전에 공격을 시작하면 처벌을 받게 됩니다. 스테이킹 잠금 해제한 경우에도 공격 시도는 비트코인 타임스탬프 프로토콜을 통해 쉽게 식별되고 차단되므로 문제가 없습니다.
그림 6: 타임스탬프 프로토콜
바빌론의 프로토콜은 보안 공격에 대한 방어력을 강화할 뿐만 아니라 스테이킹 잠금 해제 지연을 줄이는 데도 도움이 됩니다. 사회적 합의에 의존하는 기존 솔루션과 달리 바빌론의 타임스탬프 프로토콜에서는 충돌 체크포인트 이전에 잠금 해제 요청이 포함된 PoS 블록만 비트코인 블록체인에 기록되어야 하며, 비트코인 체인에 충분히 깊게 기록되어야 합니다(6블록). ) 잠금 해제 요청이 승인될 수 있습니다. 프로세스가 몇 주가 아닌 몇 시간이 걸리기 때문에 잠금 해제 지연이 크게 줄어듭니다.
또한 타임스탬프 프로토콜은 클라이언트가 언제든지 유효성 검사기 세트의 변경 사항을 추적할 수 있도록 공급자 체인 블록의 타임스탬프를 소비자 체인 블록에 기록하도록 요구합니다. 스테이킹 및 잠금 해제 활동으로 인해 검증인 세트가 발전함에 따라 타임스탬프 데이터를 통해 검증인과 클라이언트는 현재 검증인 세트의 유효성을 확인할 수 있습니다.
최종성 가젯(Finality Gadget)은 바빌론 디자인의 또 다른 핵심 구성 요소로, 소비자 체인의 합의 프로세스에 추가 최종성 계층을 도입합니다. 표준 PoS 체인에서는 충분한 검증인 투표를 받은 후 블록이 최종적인 것으로 간주되지만 대다수의 검증인이 악의적으로 행동하면 이 프로세스가 공격받을 수 있습니다. 최종성 구성 요소는 각 유효성 검사기가 높이당 하나의 블록에만 서명하도록 요구하여 이 취약점을 해결합니다.
검증인이 충돌하는 여러 블록에 서명하려고 하면 개인 키가 클레임 되어 노출되어 스테이킹된 자산이 자동으로 삭감됩니다. 이 메커니즘은 일단 최종성 구성 요소를 사용하여 블록이 확정되면 관련 검증자에게 심각한 결과를 초래하지 않고는 블록이 취소될 수 없도록 보장합니다. 최종 구성 요소는 높이당 하나의 블록만 최종 블록이 될 수 있도록 보장하여 스테이킹 프로세스 중 이중 서명 동작을 강력하게 억제합니다.
스테이킹 계약은 복잡한 스마트 계약 에 의존하지 않고도 안전한 비트코인 스테이킹을 보장 스테이킹 비트코인 스테이킹 킹을 실현하는 마지막 핵심 구성 요소입니다 . Babylon의 설계는 비트코인을 공급자 체인으로 인식하고 비트코인 블록체인 온체인 직접 수행할 수 있는 작업의 복잡성을 제한하는 Turing-complete 스마트 계약을 지원하지 않습니다. 이러한 제한 사항을 해결하기 위해 Babylon은 비트코인의 기존 스크립팅 기능, 특히 다중 서명 및 시간 잠금을 사용하는 혁신적인 스테이킹 계약 메커니즘을 사용합니다.
스테이킹 계약에서는 먼저 검증인이 비트코인 블록 수에 따라 락업 기간 결정되는 비트코인 블록체인 온체인 스테이킹 계약에 예치금으로 비트코인 일부를 잠가야 합니다 . 이 기간 동안 검증인은 합의 메커니즘에 참여하거나 거래를 검증하는 등 소비자 온체인 에 대한 책임을 이행해야 합니다. 잠긴 비트코인은 담보 역할을 하여 검증인이 정직하고 책임감 있게 행동할 수 있는 재정적 인센티브를 갖도록 보장합니다. 이 간단한 잠금 메커니즘은 특정 수의 비트코인 블록이 통과될 때까지 비트코인을 사용할 수 없도록 보장하여 스테이킹 에게 안전한 종료 옵션을 제공합니다. 다른 모든 방법이 실패하더라도 비트코인 네트워크가 계속 작동하는 한 스테이킹 시간 락업 기간 이 만료된 후 항상 비트코인을 돌려받을 수 있습니다(예: 스테이킹 보안).
삭감된 처벌을 시행하기 위해 스테이킹 계약은 비트코인의 약정을 활용합니다. 이는 잠긴 자금을 언제 어떻게 사용할 수 있는지 제한하는 메커니즘입니다. 검증인이 임무를 수행하지 못하거나 키가 손상된 경우 슬래싱 트랜잭션이 시작될 수 있습니다. 이 슬래시 거래는 잠긴 비트코인을 사용할 수 없는 주소로 보내 효과적으로 자금을 파괴합니다. 이는 지출할 수 없는 출력 주소를 지정하는 OP_CHECKTEMPLATEVERIFY opcode를 사용하여 비트코인 스크립트에서 실행되는 계약을 통해 수행됩니다. 이 소비 불가능한 출력은 일반적으로 OP_RETURN 출력이므로 검증자나 다른 사람이 삭감된 자금을 회수하는 것이 불가능합니다.
슬래시를 실행하려면 계약 메커니즘이 필수적이지만 비트코인 스크립트가 기본적으로 계약을 지원할 때까지는 시뮬레이션된 접근 방식이 사용됩니다. 시뮬레이션에는 여러 구성원으로 구성된 소규모 위원회가 포함됩니다. 스테이킹 계약은 검증인의 책임이 끝나기 전에 보증금을 지출하기 위해 검증인과 계약 위원회의 서명을 요구하는 다중 서명 체계로 구성됩니다. 위원회는 스테이킹 계약을 작성할 때 슬래시 거래에 사전 서명하여 검증자의 키가 손상된 경우 누구나 거래를 실행할 수 있도록 보장합니다. 이 시뮬레이션된 계약은 최소한 한 명의 위원회 구성원이 정직하고 자신의 서명 키를 관리하여 필요할 때 슬래시 거래가 실행될 수 있도록 보장한다는 기존의 선의의 가정에 의존합니다.
실제로 MuSig2와 같은 다중 서명 체계를 사용하는 시뮬레이션된 계약은 비트코인 블록체인 온체인 계약이 가볍고 공간 효율적으로 유지되도록 보장합니다. MuSig2 체계를 사용하면 위원회는 참여 회원으로 구성된 단일 집계 서명을 생성하여 거래를 승인하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 위원회의 누군가가 응답하지 않거나 참여를 거부하는 경우 부분 서명이 온체인 에 게시되어 커뮤니티가 비협조적인 구성원을 식별하고 제외할 수 있습니다. 이 접근 방식은 비트코인 스크립트가 아직 계약을 완전히 지원하지 않는 경우에도 슬래싱 메커니즘이 견고하게 유지되도록 보장하여 검증자의 부정직한 행동을 강력하게 억제합니다.
4) 바빌론(Babylon): 경제적 보안을 갖춘 원격 스테이킹
그림 7: 바빌론 비트코인 스테이킹 프로토콜 개요
다음으로, 이전에 논의한 기술 기반을 기반으로 바빌론의 비트코인 스테이킹 프로토콜이 양면 시장으로 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.
비트코인 보유자의 경우 바빌론 프로토콜을 통해 수익 창출 활동에 참여할 수 있습니다. 앞서 설명했듯이 모든 비트코인 보유자는 자체 호스팅 스테이킹 계약을 통해 BTC를 잠글 수 있습니다. 이 정보는 Vigilante reporter라는 별도의 프로그램을 통해 Babylon 노드로 전달됩니다 . Babylon 노드 내에서 BTC 스테이킹 모듈 회계 담당자 역할을 하며 BTC 스테이킹 요청을 확인하고 활성화하는 일을 담당합니다. 이 초기 스테이킹 프로세스가 완료되면 다음 단계는 비트코인 보유자가 자신의 투표권을 위임할 최종 공급자를 선택하는 것입니다. 투표권을 위임한다는 것은 최종성 제공자라고 불리는 실체에 최종성 구성요소에 참여할 권리를 부여하는 것을 의미합니다. 그 대가로 비트코인 보유자는 자신이 선택한 PoS 체인으로부터 수익 보상을 받고 최종 제공자에게 일정 비율의 커미션을 지불합니다(바빌론 메인넷 1단계에서 이 비율은 수익 포인트의 3~10% 범위입니다).
반면, 각 PoS 체인은 바빌론 프로토콜에 참여함으로써 보안 강화를 위해 비트코인 보유자에게 스테이킹 수익을 지급할 수 있습니다. 자체 PoS 프로토콜에 따라 블록을 생성하고 검증하는 것 외에도 최종성 공급자 모듈 배포하고 최종성 구성 요소에 최종성 서명을 서명합니다. 이를 통해 PoS 체인의 검증자는 IBC(Inter-Chain Communication Protocol)를 통해 자신의 블록체인 데이터를 BabylonChain에 게시하고, 이러한 데이터는 Babylon 노드의 체크포인트 모듈 통해 온체인 기록됩니다. Babylon의 원격 스테이킹 프로토콜에 따라 전체 프로세스는 경제적 보안으로 보장됩니다. PoS 체인에서 보안 위반이 발생하는 경우 비트코인 스테이킹 자금의 최소 1/3이 삭감됩니다(PoS 체인의 검열은 이 메커니즘을 막을 수 없습니다). ).
4. 바빌론 생태계
Babylon의 모듈 설계를 통해 다양한 소비자 체인에서 사용되는 합의 프로토콜에 적응할 수 있습니다. Babylon의 비트코인 스테이킹 프로토콜을 통합함으로써 이러한 소비자 체인은 비트코인의 보안과 유동성을 활용하여 스테이킹 위해 네이티브 토큰에만 의존하는 한계를 해결할 수 있습니다. 이 접근 방식의 잠재적인 애플리케이션 시나리오에는 DeFi, 레이어 2 롤업 및 오라클 포함됩니다.
1) 디파이
Babylon 생태계의 중요한 부분은 LST(리퀴드 스테이킹 Token)에 대한 지원으로, 비트코인 보유자에게 BTC를 스테이킹 동안 유동성을 유지할 수 있는 기회를 제공합니다. Bedrock, Nomic 및 Solv와 같은 프로젝트는 Babylon 프로토콜에서 각각의 LST(uniBTC, stBTC 및 SolvBTC)를 개발했습니다. 사용자는 이러한 서비스를 통해 BTC를 바빌론에 스테이킹 하고 동시에 스테이킹 통해 추가 수익을 얻을 수 있습니다.
바빌론 생태계에는 DeFi 공간에서 비트코인의 역할을 강화하기 위한 여러 프로젝트도 포함되어 있습니다. 예를 들어 Lorenzo 프로토콜은 Babylon과 통합되어 데이터 저장 및 네트워크 보안에서 비트코인 자산의 사용을 촉진하는 확장 가능한 비트코인 애플리케이션 계층을 구축합니다. 리퀴드 스테이킹 과 반복 스테이킹 통해 수익과 보안을 극대화하는 데 중점을 둔 또 다른 생태계 참가자인 Persistence One은 Babylon을 활용하여 스테이킹 자본과 보안을 강화합니다.
2) 레이어 2 롤업
Babylon 생태계의 또 다른 중요한 측면은 포크 포크 롤업에 대한 지원입니다. 현재 롤업이 겪고 있는 가장 큰 병목 현상은 순서 문제입니다. 사용자는 L2 블록을 L1에 제출하기 위해 중앙 집중식 순서 에 의존해야 합니다. 그러나 이러한 의존은 심각한 보안 리스크 , 특히 순서 가 사용자와 L1에 다른 버전의 블록을 제출하여 이중 지불 및 기타 악의적인 활동을 허용할 수 있는 포크 공격의 위협을 초래합니다. ZK 증명 및 분쟁 기간과 같은 기존 메커니즘은 이 공격을 완전히 방지하기에 충분하지 않습니다. 빠른 최종성을 요구하는 사용자는 중앙 순서 만 신뢰할 수 있으므로 도난 및 검열의 리스크 다시 발생합니다.
여기에서 Babylon은 시퀀서 문제를 해결하기 위해 비트코인 공약을 담보로 사용하여 포크 없는 롤업 순서 제안합니다 (그림 7). 순서 비트코인을 담보로 사용하고 각 L2 블록에 최종 서명을 추가합니다. 순서 충돌하는 블록을 게시하면 최종 서명에서 비밀 키가 클레임 순서 의 지분이 삭감될 수 있습니다. 이 메커니즘은 L1의 롤업 스마트 계약에 의해 실행됩니다. 이는 L2 블록을 수락하기 전에 최종 서명을 확인하여 악의적인 행동을 경제적으로 억제합니다.
또한 이 프로토콜은 모든 L2 블록을 검증하는 최종 공급자 위원회를 도입하여 순서 의 역할을 분산화합니다. 최종성 제공자는 충돌하는 블록에 서명하는 경우에도 삭감되어 정직한 최종성 제공자의 최소 1/3이 포크 및 유효하지 않은 블록을 방지할 수 있도록 보장합니다. 이 분산화된 검증 프로세스는 대기 시간을 크게 늘리지 않고도 강력한 보안을 제공하므로 빠른 최종성을 요구하는 리스크 애플리케이션에 이상적입니다. AltLayer, Chakra, Merlin 및 B² Network와 같은 프로젝트는 현재 롤업을 보호하기 위해 Babylon을 통합하려고 노력하고 있습니다.
그림 8: Babylon의 포크 없는 롤업
또한 바빌론은 현재 안전성, 접근성, 연구 역량 향상을 목표로 더 많은 협력을 통해 생태계를 확장하고 있습니다. Glacier Network, Automata Network, Yala 및 Hana Network와 같은 프로젝트는 보안 프로토콜을 강화하고 검증인 네트워크를 강화하며 다양한 플랫폼에서 원활한 비트코인 스테이킹 가능하게 하기 위해 Babylon을 통합했습니다.
혹시 놓치셨다면: 바빌론 비트코인 스테이킹 메인넷 의 단계적 출시
바빌론 메인넷 출시는 크게 세 단계로 나누어지며, 첫 번째 업데이트 단계는 2024년 8월 22일에 시작됩니다. 이 초기 단계에서는 비트코인 스테이킹 프로세스가 확립되었지만 아직 활성화되지 않았습니다. 이는 스테이킹 보상이 아직 제공되지 않음을 의미합니다. 이 단계는 주로 비트코인 보유자 또는 스테이킹 비트코인 네트워크에 스테이킹 거래를 제출하여 비트코인을 잠그고 PoS 투표권을 선택된 최종 공급자에게 위임할 수 있도록 하는 준비 단계입니다.
스테이킹 요청 시 스테이킹 잠금 해제할 수 있는 유연성을 통해 최대 64,000개의 비트코인 블록(즉, 약 15개월) 동안 비트코인을 잠글 수 있지만, 필수 잠금 해제 기간인 7일 전에 1,008개의 비트코인 블록(즉, 약 15개월)이 경과해야 합니다. . 첫 번째 단계의 초기 총 스테이킹 한도는 1,000 비트코인으로 설정되며, 단일 스테이킹 거래의 최소 스테이킹 금액은 0.005 BTC이고 최대 스테이킹 금액은 0.05 BTC입니다. 스테이킹 선착순(FCFS) 방식으로 접수되며, 한도에 도달하면 초과 스테이킹 처리하기 위한 대기열 시스템이 더 이상 제공되지 않습니다.
첫 번째 단계에는 슬래싱 메커니즘과 스테이킹 보상이 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. PoS 축소에 대한 동의서에 서명할 필요가 없으므로 스테이킹 네트워크 페널티로 인해 스테이킹 비트코인을 잃지 않습니다. 전통적인 스테이킹 보상 대신 포인트 시스템이 있습니다. 스테이킹 비트코인 블록당 3,125포인트가 할당된 활성 스테이킹 을 기반으로 포인트를 얻습니다. 이 포인트는 초기 스테이킹 한도 기간 동안 활성 스테이킹 에 비례하여 할당되며 스테이킹 와 최종 공급자 모두 일부를 받습니다. 이 포인트 시스템은 스테이킹 활동을 측정하는 역할을 하며 1단계가 진행됨에 따라 조정될 수 있습니다. 그러나 이러한 포인트는 금전적 가치가 없으며 어떤 형태의 통화나 자산으로 거래, 판매 또는 상환될 수 없습니다.
첫 번째 단계 출시 이후 두 번의 업데이트가 더 계획되어 있습니다. 두 번째 단계는 Babylon PoS 체인의 활성화를 표시합니다. 첫 번째 단계의 최종성 공급자는 체인의 합의에 참여하기 시작하고, 블록의 최종성을 결정하며, 교차 체인 시간 동기화를 위한 비트코인 타임스탬프 프로토콜을 활성화합니다. 세 번째 단계에서는 바빌론 비트코인 스테이킹 프로토콜을 통해 비트코인 보유자가 동시에 여러 PoS 시스템에 동일한 비트코인을 스테이킹 할 수 있어 멀티 스테이킹 보상을 받을 수 있습니다.
5. 결론
BabylonChain은 비트코인 보유자와 지분 증명(PoS) 블록체인이 직면한 문제에 대한 획기적인 솔루션 역할을 합니다. BabylonChain은 비트코인의 보안과 유동성을 활용하여 비트코인의 유휴 자본을 PoS 네트워크의 보안을 강화하는 데 사용할 수 있는 독특한 시장을 만듭니다. 이 시너지 효과는 비트코인 보유자에게 수익 기회를 제공할 뿐만 아니라 특히 출시, 낮은 활동 탄력성 및 긴 스테이킹 잠금 해제 기간 과 같은 문제를 해결하는 데 있어 PoS 체인에 강력한 보안 계층을 제공합니다 .
원격 비트코인 스테이킹 에 대한 BabylonChain의 접근 방식은 타임스탬프 프로토콜, 최종 장치 및 스테이킹 계약을 혁신적으로 사용한다는 점에서 독특합니다. 이러한 요소들은 함께 프로토콜이 높은 보안 표준을 유지하여 슬래시 보안, 스테이킹 보안 및 스테이킹 유동성을 제공하도록 보장합니다. 타임스탬프 프로토콜은 PoS 체인의 체크포인트를 비트코인 블록체인 온체인 고정함으로써 후기 부패 공격과 관련된 리스크 크게 줄이고 스테이킹 잠금 해제 기간을 단축합니다. 최종성 장치는 높이당 하나의 블록에만 최종성을 적용하여 검증자의 악의적인 행동을 방지함으로써 합의 프로세스를 더욱 향상시킵니다. 동시에 스테이킹 계약은 비트코인 고유의 기능을 활용하여 복잡한 스마트 계약에 의존하지 않고도 스테이킹 자산의 보안과 유동성을 보장합니다.
PoS 체인의 보안을 보장하는 것 외에도 BabylonChain의 모듈식 설계는 탈중앙화 금융 ( DeFi ), 레이어 2 롤업 및 오라클을 모듈 하여 블록체인 생태계의 다양한 애플리케이션을 위한 길을 열어줍니다 . 비트코인 스테이킹 통합함으로써 이러한 애플리케이션은 강화된 보안과 유동성의 이점을 누리고 혁신을 주도하는 동시에 기존 블록체인 아키텍처의 가장 시급한 취약점 중 일부를 해결할 수 있습니다.
전체적으로 BabylonChain은 비트코인의 비교할 수 없는 보안과 PoS 네트워크의 역동적인 수익 기회 간의 격차를 해소하는 블록체인 기술의 발전을 나타냅니다. 이를 구현하면 비트코인의 유용성이 향상될 뿐만 아니라 더 넓은 블록체인 생태계에 보안 계층을 제공하여 BabylonChain을 탈중앙화 중요한 미래 인프라로 자리매김합니다.
이 기사 링크: https://www.hellobtc.com/kp/du/09/5400.html
출처: https://www.prestolabs.io/research/babylonchain-two-birds-with-one-stone