바빌론은 공중에 떠 있는 비트코인 정원인가요?

저자: 첸모 씨엠디파이, 출처: 저자 트위터 @cmdefi

핵심 아이디어: 비트코인의 경제적 보안과 코스모스 IBC 크로스체인 통신 기술을 활용하면 BTC 보유자가 자산 자율성을 유지하면서 비트코인 네트워크를 떠나지 않고, 독특한 서약 메커니즘을 통해 다른 지분 증명 블록체인에 추가적인 보안 계층과 추가 보안 계층을 제공하고 수익과 교환할 수 있습니다. 작업 증명(PoW)의 장점 중 일부를 활용하여 지분 증명(PoS)에 보안을 보완할 수 있습니다.

1. "원격 서약"은 메인 비트코인 네트워크에 서약한 BTC를 유지합니다.

2. 비트코인에서 사용자 정의된 담보 계약을 생성하는 Babylon은 비트코인 스크립트와 제약 조건(컨벤트)을 사용하여 특수 거래 유형을 생성하여 담보 잠금 기능을 완료하는 UTXO의 작동을 사용자 정의합니다.

3. 코스모스 IBC 크로스체인 통신 프로토콜을 사용하여 비트코인과 다른 블록체인 간에 메시지와 데이터를 원활하게 집계하고 전달합니다.

4. 추가 보안 레이어. 바빌론은 거래 해시, 중요한 결정 또는 상태 업데이트와 같은 지분 증명 블록체인의 일부 주요 데이터의 해시값을 비트코인 블록체인에 기록하여 주기적으로 비트코인 블록체인에 고정된 지분 증명 체인 상태의 스냅샷에 해당하는 이 데이터의 변조 방지 타임스탬프 증거를 제공할 수 있습니다. 일정한 간격으로 비트코인 블록체인에 기록합니다.

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연구 보고서

시나리오 분석

시총 2위의 자산인 이더는 가장 큰 스마트 컨트랙트 플랫폼이 되기 위한 첫 단계를 완료했습니다. 이제 이더는 다른 네트워크의 보안 레이어가 되는 것을 목표로 하고 있으며, 아이겐레이어의 "리스테이크" 개념을 통해 이를 달성하고자 합니다.

지분증명 합의 메커니즘에서 블록체인의 주요 보안 원천 중 하나는 담보 자산을 통해 많은 양의 자본을 유치하고 점진적으로 경제적 보안을 구축하는 것이며, 네트워크가 클수록 더 바람직하고 자산의 합의가 강할수록 자산의 높은 합의를 만드는 것이 더 어렵습니다. 현재 충분히 강력한 컨센서스를 가진 자산은 BTC와 ETH뿐이며, 이 문제를 해결하기 위해 아이겐레이어와 같은 프로젝트는 고비용 토큰 제공을 통해 부트스트랩하는 대신 ETH의 보안을 활용하여 다른 블록체인이나 AVS를 보호합니다.

이젠레이어는 현재까지 큰 성공을 거두었으며 150억 달러 이상의 TVL을 유치했습니다. 따라서 가장 강력한 합의, 가장 안전한 유일한 작업 증명 체인인 비트코인이 다른 블록체인에도 보안을 제공할 수 있는 가능성이 존재하며, 동시에 이는 작업 증명 합의 메커니즘에 대한 좋은 보안 보완책을 제공할 수 있습니다. 작업증명이 더 나은지, 지분증명이 더 나은지 논쟁할 필요가 없습니다.

바빌론은 비트코인 보유자가 비트코인 네트워크 자체를 떠나지 않고도 1조 3천억 달러가 넘는 경제적 보안을 다른 네트워크와 공유할 수 있는 BTC 서약을 만드는 데 전념하고 있습니다. 계획 측면에서 바빌론은 원격 서약, 맞춤형 서약 계약, 타임스탬프 및 EOTS(추출 가능한 일회용 서명)를 통해 지분 증명 체인에서 제출한 주요 데이터를 기록하고 검증할 수 있지만, 자체 아키텍처를 가진 비트코인은 복잡한 산술 로직과 스마트 계약을 검증할 수 없으므로 지분 증명 체인 내에서 기본적인 논리 연산이 여전히 존재한다는 점을 분명히 해야 합니다. 바빌론이 제공하는 비트코인의 지분증명 보안은 일종의 지분증명 보안을 보완하는 '추가 보안 계층'으로, 보안 수준에서 지분증명 보안과 지분증명의 통합을 촉진한다고도 할 수 있습니다. 동시에 바빌론과 아이겐 레이어의 최하위 계층의 합의 메커니즘이 다르기 때문에 서비스 대상과 프로토콜 목표 측면에서 두 제품 간에는 차이가 있습니다. 이 점은 바빌론의 핵심 원리를 설명한 후에 설명하겠습니다.

바빌론 아키텍처

• 비트코인 메인넷

• 바빌론 집계 레이어

• IBC 통신 프로토콜

• PoS 소비자 체인(대상 지분증명 블록체인)

바빌론은 본질적으로 모든 지분증명 블록체인과 비트코인 간의 보안을 구축하는 데 사용되는 집계 계층으로, BTC 보유자가 자산을 담보하고자 하는 경우 바빌론으로 이동하여 담보할 적격 네트워크를 선택할 수 있습니다. 집계 계층인 바빌론 체인은 주요 지분 증명 데이터를 집계하고 주기적으로 IBC를 통해 비트코인 네트워크에 전송하여 최종 사용자가 대상 지분 증명 네트워크에서 수익금을 수령할 수 있는 "체크포인트"를 설정합니다.

이러한 방식으로, 지분 증명자는 추가 수익을 얻으면서 BTC를 계속 보유할 수 있고, 지분 증명 네트워크는 비트코인의 경제적 보안을 일부 비용으로 상속받습니다.

출처: messari

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원격 스테이킹 원격 스테이킹

원격 스테이킹은 자산 보유자가 자산을 네이티브 체인 밖으로 옮기지 않고 다른 네트워크에 서약 검증 서비스를 제공하여 수익을 얻을 수 있는 방법으로, 원격 스테이킹의 핵심은 자산의 자율성과 통제권을 유지하는 것입니다. 통제하고 에스크로 서비스나 브리징 서비스와 같은 제3자 중개자를 거치지 않도록 하는 것입니다.

바빌론 프로젝트에서 원격 스테이킹은 비트코인 보유자가 다른 체인으로 전송하거나 중앙화된 서비스를 이용하는 기존 방식 대신 비트코인 네트워크에서 사용자의 BTC를 담보할 수 있게 해줍니다. 이는 개선된 비트코인 스크립트와 특정 거래 유형으로 가능해진 '맞춤형 담보 계약'입니다.

비트코인 맞춤형 담보 계약

비트코인은 복잡한 스마트 계약을 지원하지 않기 때문에, 바빌론은 비트코인의 기존 스크립트 언어 내에서 담보 기능을 구현해야 했습니다. 출력이 다른 트랜잭션의 입력이 될 수 있습니다.

바빌론은 비트코인 스크립트와 서약을 사용하여 비트코인 트랜잭션의 동작을 사용자 정의하는 도구로 간단히 이해할 수 있는 비트코인 스크립트와 서약을 통해 UTXO 작업을 사용자 정의하여 사용자가 일정 기간 동안 비트코인을 잠그고 잠금 기간이 끝날 때만 개인 키를 사용하여 사용할 수 있는 계약별 로직을 생성합니다. 잠금 기간이 끝날 때만 사용자는 개인 키를 사용하여 자산을 상환할 수 있습니다. 이 "맞춤형 담보 계약"은 스마트 컨트랙트를 통해 구현된 담보 계약을 대체합니다.

데이터 제출 및 검증

1. 데이터 제출: 작업 증명 블록체인의 노드는 트랜잭션이나 블록 정보와 같은 중요한 데이터를 생성하고 해싱합니다.

2. 비트코인 네트워크로 전송: 바빌론 체인은 이러한 해시를 수집하고 집계 및 패키징하는 역할을 담당하며, 패키징된 해시 세트는 IBC를 통해 특정 거래에서 비트코인 블록체인에 제출됩니다.

3. 타임스탬프 생성: 이러한 해시가 비트코인 블록체인에 기록되면, 비트코인 블록체인으로부터 타임스탬프를 받습니다. 이렇게 하면 비트코인 네트워크의 보안을 이어받은 "체크포인트"가 생성되며, 이는 전 세계적으로 인정되고 불변합니다. 즉, 누구나 비트코인 트랜잭션을 살펴보고 타임스탬프에 따라 데이터가 언제 제출되었는지 확인할 수 있습니다.

4. 타임스탬프 사용: 지분 증명 블록체인은 이러한 타임스탬프를 사용해 데이터가 정확하고 최신인지 확인할 수 있습니다. 예를 들어 트랜잭션을 처리하거나 블록의 진위 여부를 확인할 때 이러한 타임스탬프를 참조할 수 있습니다.

타임스탬프를 사용하면 리플레이 공격(네트워크를 스푸핑하기 위해 이전 트랜잭션을 다시 제출하는 것) 및 장거리 공격(이전 상태에서 포크하는 대체 체인 생성) 등 여러 보안 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

보안 및 페널티 메커니즘

바빌론은 특별한 UTXO 작업을 사용자 정의하여 기본적인 서약 기능을 구현하지만, 스마트 컨트랙트의 논리적 연산으로 페널티를 수행할 수 없는 등 자체적으로 스마트 컨트랙트와는 다소 거리가 있으므로 바빌론은 자체적으로 페널티와 삭감을 고안해 냅니다.

바빌론의 설계에서는 모든 메커니즘의 원활한 작동을 보장하기 위해 두 가지 유형의

서명이 사용됩니다.

• 슈노르 서명은 비트코인 서약자의 서명을 처리하는 효율적이고(집계된) 안전한 방법을 제공합니다.

• 반면, EOTS는 악의적인 행동으로 생성된 서명에서 개인 키를 자동으로 추출하고, 서약자가 네트워크에서 이중 지불 공격을 시도하는 경우 자동 슬래싱을 수행하는 데 사용됩니다.

슈노르 서명은 비트코인 2021 탭루트 업그레이드에서 도입되었습니다. 이는 주로 기존 서명의 일부 한계를 해결하여 보다 효율적이고 간결한 서명 방식을 가능하게 하기 위해 설계되었으며, 주요 특징은 여러 서명을 하나의 서명으로 통합할 수 있어 다중 서명 거래와 복잡한 스크립트 거래에 유용하고 거래 규모와 수수료도 크게 줄일 수 있다는 것입니다.

보안 측면에서 보면, 비트코인 스크립트의 비트코인 스크립트의 제한된 표현력으로 인해 지분증명 블록체인과 같은 복잡한 처벌 메커니즘(예: 슬래싱)을 직접 구현할 수 없기 때문에 Babylon은 영리한 설계를 통해 슬래싱 메커니즘을 구현합니다.

비트코인 서약자의 개인 키가 두 개의 다른 블록에 동시에 서명하는 데 사용되면 이중 지불 공격 시도로 간주되며, 이 경우 개인 키가 공개되어 누구나 서약자 행세를 하며 비트코인 체인에 절단 거래를 전송하고 서약 상태에 있는 서약자의 BTC를 소각할 수 있게 됩니다.

이 작업은 슈노르 서명과 호환되는 EOTS(추출 가능한 일회용 서명)를 통해 이루어집니다. 이는 블록 서명의 무결성을 보장하고 잘못된 행동에 불이익을 주는 특수한 형태의 암호화입니다. 이 과정에는 소비자 체인의 기본 합의 프로토콜 기능 이후에 작동하는 "엔드 라운드"라고 하는 추가 합의 레이어가 포함됩니다. 블록은 BTC 서약과 관련된 EOTS 서명의 3분의 2 이상이 수집된 후에야 최종 확정 상태에 도달합니다. 검증자가 동일한 블록 높이에서 서로 다른 두 블록에 서명하여 프로토콜을 공격하려고 시도하는 경우, EOTS 시스템은 개인 키가 손상되었는지 확인합니다.

이 시스템은 또한 스마트 컨트랙트와 복잡한 거래 유형에 대한 기본 지원이 부족한 비트코인 같은 블록체인에 벌칙을 적용하는 문제를 해결합니다.

비트코인 담보제공자 앨리스의 여정

비트코인 담보제공자 앨리스의 여정:

• (a) 행복으로 가는 길: 앨리스는 서약을 하고, 작업 증명 체인을 검증하고, 구속 해제를 요청하고, 3일 이내에 서약을 해제합니다.

• (b) 불행으로 가는 길: 앨리스는 서약을 하고 지분 증명 체인에 대한 보안 위반을 저지른 후 BTC를 소각합니다.

시장 공간

디필라마에 따르면, 현재 비트코인 단일 코인 수익률 시장의 대부분은 0.01%~1.5% 범위이며, 5%~10% 범위의 수익률에 접근할 수 있는 이들은 매우 제한적인 규모에 불과합니다.

BTC의 시가총액은 현재 1260억 달러(1 BTC= $64,000), WBTC의 시가총액은 100억 달러이며, 현재 디파이에서 적극적으로 수익을 얻고 있는 BTC는 50억 달러 미만인데, 이는 몇 가지 이유와 관련이 있습니다.

1. 대부분의 BTC 보유자들은 BTC가 비트코인 네트워크를 떠나는 것을 꺼려합니다

2. WBTC, tBTC 등과 같은 패키지 자산의 보안에 대한 우려

3. 수익률이 너무 낮습니다

4. BTC의 일부는 휴면 상태에 있습니다(

   코인쉐어

   데이터에 따르면, BTC 공급량의 25%는 5년 이상, 67%는 1년 이상 유휴 상태입니다)

참고로, 2021년 Celsius는 BTC 보유자에게 8%의 경쟁력 있는 수익률을 제공함으로써 현재 약 30억 달러에 달하는 43,000 BTC를 유치한 바 있습니다. 유휴 BTC 보유자들이 자산에 대한 수익을 얻고자 하는 수요가 있다고 추측할 수 있지만, 현재로서는 낮은 수익률, 중앙화된 신뢰 가정, 리스크가 주요 걸림돌로 작용하고 있습니다.

바빌론을 통해 8%에 가까운 수익을 얻을 수 있다고 가정하면, 이는 30억 달러에 달할 가능성이 있으며, 바빌론의 탈중앙화 특성, 네이티브 BTC의 서약이 비트코인 네트워크를 떠날 필요가 없다는 사실과 결합하면 수백억 달러 규모의 시장에 도달할 잠재력을 갖게 될 것입니다.

해결된 문제

< p>바빌론은 현재 프로젝트 정보에 따르면 4가지 문제를 해결했습니다 :

1. 비트코인 네트워크에서 BTC의 네이티브 서약을 통해 더 높은 수익 기회를 제공합니다

2. PoS 체인의 보안 예산을 낮춥니다. 토큰 배출량을 줄여 서약자를 유치

3. 작업증명 체인에 작업증명 보안 보완 제공 - "장거리 공격"

4. 작업증명 체인에 작업증명 보안 보완 제공 - 활동 공격에 대한 임계치 상향

장거리 공격

먼저 지분 증명(PoS) 블록체인이 직면한 특정 보안 위험인 "장거리 공격"이 무엇인지 이해해 보겠습니다. 이 공격은 블록체인의 번들 해제(즉, 약정한 자금을 회수하는 것) 후 블록체인의 초기 지점에 포크를 생성하기 위해 약정자가 약정한 토큰을 사용하는 것을 포함합니다. 이 공격은 과거 담보 상태를 사용하여 블록체인의 기록을 다시 쓰려고 시도합니다.

span style="font-size: 18px;">공격 프로세스 1. 공격 시작 시점: 공격자는 블록체인 역사에서 초기 시점을 선택하며, 일반적으로 자신의 서약이 아직 유효한 시점을 선택합니다. 그런 다음 이 시점에 비밀리에 프라이빗 포크 체인을 구축하기 시작합니다.

2. 포크 체인 구축: 공격자는 자신의 포크 체인에 무효 또는 사기 거래를 포함할 수 있는 블록을 구축합니다. 이 시점에서 공격자는 충분한 지분권을 가지고 있기 때문에 이 포크 체인에 추가되는 블록에 영향을 미칠 수 있습니다.

3. 포크 게시: 포크된 체인이 메인 체인의 동시 블록을 포함할 만큼 충분히 길어지면 공격자는 이를 게시할 수 있습니다. 지분 증명 프로토콜은 일반적으로 가장 무거운 체인(즉, 가장 많은 지분 증명 권리가 누적된 체인 또는 가장 긴 체인)을 유효한 체인으로 받아들이므로, 공격자의 포크는 네트워크에서 정식 기록으로 받아들여질 수 있습니다.

이전 블록을 재결합(즉, 블록체인 재구조화)하는 작업증명 시스템에서는 작업증명만큼 많은 계산이 필요하지 않으므로 비교적 쉽습니다. 공격자는 메인 체인보다 더 길거나 일부 시스템에서는 더 "가중치"가 있는 체인을 제시함으로써 네트워크가 프라이빗 체인을 유효한 것으로 받아들이도록 설득할 수 있습니다.

이러한 유형의 공격은 보통 네트워크 노드 수가 적고 모니터링 및 보안 조치가 약한 신생 또는 소규모 지분 증명 체인을 대상으로 이루어지며, 이러한 네트워크는 소수의 대규모 위임자에게 더 취약하기 때문입니다.

장거리 공격을 완화하기 위해 일반적인 지분 증명 체인은 보통 7일, 14일, 21일의 최소 번들 해제 기간을 설정하므로, 노드(예: ATOM)에서 자산을 상환할 때 일정 기간 동안 기다려야 약속한 자산을 손에 넣을 수 있습니다. 언번들링 기간을 설정하면 검증자가 자금을 언번들링하기로 결정하면 해당 자금을 즉시 사용할 수 없게 됩니다. 이 기간 동안 검증자는 여전히 네트워크 보안의 일부로 간주되지만, 새로운 블록을 검증하거나 합의 결정에 참여할 수 없으므로 공격을 실행하는 데 드는 비용과 복잡성이 크게 증가할 수 있습니다.

바빌론은 어떻게 '장거리 공격'을 완화하나요?

바빌론은 비트코인 블록체인에 타임스탬프가 있는 체크포인트를 설정하여 지분 증명 체인의 "언번들링"을 집계하는데, 이는 비트코인의 강력한 합의 기능을 활용하여 지분 증명 체인에 외부 보안 지점을 제공함으로써 언번들링에 필요한 시간을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 통해 언번들링에 걸리는 시간을 몇 주에서 몇 시간으로 크게 단축할 수 있어 자금의 유동성과 효율성을 크게 개선할 수 있습니다.

액티비티 공격

활동 공격이 무엇인지에 대해 두 번째로 이해해야 할 것은 소수의 검증자(예: 1/3)가 특정 트랜잭션이나 작업을 검열하거나 차단하여 체인의 정상적인 기능에 영향을 미칠 수 있는 상황이라는 것입니다. 예를 들어, 검증자가 특정 트랜잭션을 의도적으로 배제할 수 있으며, 이는 사리사욕이나 외부 인센티브에 의해 동기 부여될 수 있습니다.

바빌론은 어떻게 활동 공격의 임계값을 높이나요?

바빌론은 비트코인 블록체인의 보안을 사용해 체크포인트를 생성합니다. 이러한 체크포인트는 비트코인 블록체인에 주기적으로 고정되는 지분 증명 체인 상태의 스냅샷입니다. 이 접근 방식은 비트코인 블록체인의 불변성을 통해 지분 증명 체인의 보안을 강화하며, 지분 증명 체인의 중요한 결정이나 상태에 대한 신뢰할 수 있고 외부에서 검증된 기록을 제공합니다.

또한 바빌론은 비트코인 블록체인에 추가적인 보안 계층을 생성함으로써 공격자가 지분 증명에 대한 적극적인 공격을 수행하는 데 드는 경제적, 기술적 비용을 증가시킵니다. (비트코인의 강력한 합의를 깨는 것도 포함될 수 있습니다)

이겐레이어와 비교한 종합 분석

제한점: 스마트 컨트랙트 없이는 고급 보안 지원 불가능

업계에서는 종종 바빌론과 스마트 컨트랙트를 작성하여 이론적으로 스마트 컨트랙트만 작성할 수 있다면 이더리움 리스테이크와 프로토콜 토큰 스테이킹의 이중 서약 요구를 지원하고 비율 매개변수를 조정할 수 있도록 설정하여 기존 미들웨어에 이더리움 수준의 보안 보호 계층을 추가로 제공하는 등의 작업을 수행할 수 있으며, 또한 다음을 수행할 수 있습니다. 새로운 미들웨어의 합의 계층을 직접 구축할 수 있습니다. 스마트 컨트랙트 리스크는 비슷하게 도입되었지만, 지원할 수 있는 비즈니스는 훨씬 더 광범위합니다.

바빌론의 현재 구현은 비트코인 체인에서 지분 증명 체인의 상태를 주기적으로 스냅샷하고 '체크포인트'를 설정하여 외부에서 검증된 강력한 합의 기반의 신뢰할 수 있는 기록을 보호하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 맞춤형 UTXO를 통해 BTC의 기본 서약 잠금을 가능하게 하지만, 복잡한 요구 사항과 로직을 처리하고 조정하는 스마트 컨트랙트 수준의 기능은 아직 없습니다.

제한점: IBC에 의한 제한

바빌론은 IBC를 사용해 데이터를 집계하고 비트코인과 모든 지분 증명 블록체인 간에 통신합니다. 이는 타임스탬프를 통한 비트코인 서약과 체크포인트 설정에 필수적인 전제 조건입니다. IBC를 사용하는 이유는 서로 다른 체인 간에 임의의 데이터와 검증자 메시지를 원활하게 전달할 수 있기 때문입니다. 현재 바빌론의 현재 주소화 가능한 시장은 기본적으로 IBC를 지원하는 91개의 코스모스 체인입니다. 그러나 이더, 폴카닷, 솔라나, 니어, 트론 등 다른 네트워크에 대한 IBC 지원을 구축하고 있는 컴포저블과 같이 확장된 IBC 기반 프로토콜이 점차 구축되고 있습니다.

장점: 유휴 BTC의 시장 공간이 크다

아이겐레이어와 비교하여 베이빌론이 목표로 하는 기본 자산은 BTC이며, [시장 공간] 섹션의 논의에 따르면 현재 유휴 BTC의 수는 매우 크며 동시에 비트코인 메인 체인을 떠나지 않으려는 기본적인 필요성이 이미 실현되었으므로 이론적으로는 더 많은 BTC 서약에 상당한 수익을 제공하기 위해 바빌론에 액세스하는 파트너가 더 많아지면 시장은 매우 빠르게 성장할 것입니다.

유사점: 경제적 보안 지원

초기 소규모 지분 증명 체인에 대한 경제적 보안 지원도 제공한다는 점에서 바빌론과 아이겐레이어의 유사점은 공격자가 소규모 지분 증명 체인을 공격하는 데 드는 경제적, 기술적 비용을 증가시킨다는 점입니다.

차이점: 서비스 대상 및 목표

Babylon은 장거리 공격을 완화하고 담보된 지분 증명 자산의 잠금 기간을 단축하는 데 더 효과적일 수 있습니다. 예를 들어, 오스모시스는 상대적으로 명확한 필요성이 있는 바빌론과 협력하면 OSMO를 해제하는 데 1일 이하(14일)만 소요될 수 있습니다. 물론 바빌론은 BTC의 작업 증명에 대한 강력한 합의를 지분 증명으로 가져와 프로토콜이 성숙함에 따라 더 많은 가능성을 열어줄 수 있습니다.

반면, 아이겐레이어는 이더의 거대한 생태계에 의존하며, 스마트 컨트랙트 + 리플레징을 통해 이더의 보안을 모든 구석과 미들웨어로 확산시킵니다. 따라서 아이겐레이어는 확장성 측면에서 스마트 컨트랙트 본연의 이점을 완전히 확보하고 서비스 대상과 기능 구현이 더욱 다양합니다.