如何用去中心化的方式把比特币引入以太坊：读懂tBTC资产跨链方案与漏洞补救

编者按：本文来自链闻ChainNews，撰文：潘致雄，链闻研究总监，星球日报经授权发布。以去中心化实现比特币资产跨链的方案中，tBTC是近期最受瞩目的项目。当BTC可以安全且无需信任地迁移到以太坊网络之后，相当于BTC能享受到图灵完备的智能合约，想象空间更大。比如，这样以来，比特币资产可以应用在去中心化金融生态中——毕竟比特币拥有最多的用户、最高的市值、最显著的网络效应。tBTC是由Thesis公司旗下KeepNetwork开发的一个子项目，这甚至有点像是他们「不务正业」推出的实验项目。原本KeepNetwork是一个为以太坊提供隐私层的方案，利用链下的容器存放隐私数据；而tBTC则是一个比特币跨链方案，听起来好像与Keep本身的方向毫无关联。不过，两者还是存在一些交集的，比如利用了相同的代币KEEP和多签名机制等。

另外Summa和Cross-ChainGroup也是tBTC项目的参与方。按照介绍，这些合作方是这样分工的：Keep将ECDSA门限签名运用在比特币去中心化托管的逻辑中，且tBTC的原生代币使用的是KEEP；Summa专注跨链解决方案，也就是tBTC协议中负责如何在以太坊区块链中验证比特币交易的部分；Cross-ChainGroup则负责跨链技术的研究、设计和实施。Keep的投资者包括了数家美国的主流机构，如PolychainCapital、a16z、DraperAssociates、FabricVentures、DistributedCapitalPartners等。其中a16z还是多家DeFi协议的投资者，包括稳定币协议Maker、借贷协议Compound、交易协议dYdX等，这三家也是目前DeFi协议中的头部项目，如果他们后续能集成tBTC，或许是一个双赢的策略：比特币可以支持DeFi，DeFi可以使用比特币。

经济日报：区块链的价值和前途取决于如何运用:4月20日，经济日报刊文“加密资产走热带来什么价值”。文章表示，加密资产市场正在见证投机与人性的疯狂。从技术进步的维度看，部分加密资产由于运用了区块链技术，的确为创作者乃至知识产权保护带来益处。事实上，无论如何炒作，区块链作为技术本身是中立的，其价值和前途取决于如何运用。目前，区块链技术还存在性能不足、普及尚浅、未获权威认可等问题。如果抛开加密资产市场的噱头与炒作，更多看到以NFT等为代表的确权体系对知识产权保护、重塑数字娱乐等产业的作用，进一步完善区块链建设，发挥出其更大的潜力，造福于人，可能会给这一轮热情烙印上更深远的意义。[2021/4/20 20:38:16]

目前集成tBTC的项目在tBTC之前，加密资产的跨链、尤其是比特币资产的跨链方案，绝大多数都是通过中心化机构托管方式实现的，比如WBTC、imBTC或HBTC。虽然这些方案也考虑到了安全性和透明度，但对于加密货币社区而言，人们更想要一个完全去中心化、非托管、无准入门槛、无需许可的资产跨链基础设施。毕竟，资产从一个地方挪到另一个地方是一个很基础的权利，不应该牵扯到其他因素、不应该增加额外风险、也不应该牺牲隐私。虽然tBTC已完成审计并上线主网，但项目仍处于早期阶段，仍有很多未知风险等待早期用户探索。而且tBTC的整套机制也存在一些争议，比如引入了预言机这个外部不可控的因素。此外，tBTC网络的参与者的质押率较高资金效率较低，这也会带来参与者的参与动机较弱。不过tBTC项目还是有机会对这些现有的问题进行优化和调整的。总体而言，tBTC的两个最重要的优势为：由原资产抵押：由于tBTC通过质押比特币而跨链生成的等价TBTC代币，所以不会产生额外的比特币。相反的，像Synthetix这类资产合成协议，是通过其他代币铸造出「模拟」比特币价值的代币sBTC，事实上增加了比特币的流通量。由去中心化协议托管：在tBTC协议内的比特币资产是被去中心化的协议托管的，而且也设置了一系列的安全机制确保整个流程无法作恶。从上述两个角度来看，目前与tBTC类似的项目可以这么分类：

观点：无论与SEC的诉讼结果如何 对Ripple而言都不是致命打击:1月27日消息，针对美国SEC对Ripple发起的诉讼，律师Jeremy Hogan表示，如果诉讼最终对Ripple有利，在诉讼结束时，XRP价格将上涨2至3倍将只是一个“保守估计”。无论诉讼得出什么结论，对Ripple来说都不是致命的打击。如果诉讼结果不佳，导致Ripple关闭，XRP可能会归零，但这种情况不太可能发生。因为Ripple是一个技术公司，不太依赖实物资产运营。最糟糕的情况可能是其商业模式遭破坏，最终可能退出美国市场。Jeremy Hogan称，SEC诉讼最可能的结果将是双方达成和解。SEC可能会对Ripple包括其2013-2014年度（甚至2015年）的业务处以巨额罚款，以及对托管XRP销售业务进行某种控制或限制。（AMBCrypto）[2021/1/27 21:48:59]

tBTC是如何运作的？

像稳定币协议Maker为了维持价格所设计的各种机制一样，tBTC在整套方案中也考虑到了各种可能会对系统安全带来的特殊情况，如果将这些模块一一拿出解释或辅以案例说明，可能是一篇论文的长度，或不亚于白皮书。毕竟对于大多数tBTC系统或者是TBTC代币的使用者而言，并不需要接触到这么多繁杂的逻辑。只有对于系统的深度参与者或者原生代币的交易者而言，才应该彻底了解整个系统的运作机制，就算很费时间也需要仔细读一读他们的白皮书。不过，在此之前，也可以将本文作为了解tBTC的入门手册，以快速建立起对tBTC协议的概念和系统运作的核心工作流程。简而言之，这里主要解答的是这个问题：为什么tBTC可以安全且去中心化地进行资产跨链？先做一些说明和解释：tBTC是这个项目和协议的名称，而TBTC是由比特币跨链后在以太坊上流通的代币名，也就是TBTC=BTC。在tBTC的方案中，涉及到这几方：存款人：希望把BTC挪到以太坊上的用户；验证人/签署人：维护tBTC网络安全且能赚取收益的用户；赎回者：希望把以太坊上的TBTC换成真正BTC的用户。BTC->TBTC铸造流程

欧科集团徐明星对话全国政协委员 谈抗击疫情区块链如何发挥作用:3月20日，全国政协云上“小双周”座谈会今天举行。全国政协委员，中国证监会原主席肖钢等多位全国政协委员、业界专家代表出席。会上，欧科集团创始人徐明星发表“区块链+供应链抗疫期间‘扛大旗’”主题演讲。徐明星表示：“除了供应链外，区块链技术在其他领域也有重要应用。随着下一代高新技术产业的发展，区块链技术将展现出更大的应用潜力。”[2020/3/20]

对于比特币与以太坊的资产跨链解决方案，两个主要的挑战是：用户如何确保抵押的资产不会被盗：tBTC选择的方案是将资产保存在由3人共同保管的多签名地址中，没有任何一个人可以挪动资产，且需要抵押超额资产。如何在以太坊的链上确认比特币的交易和所有权：tBTC采用了由Summa设计的SPV技术实现跨链的交易验证。所以，从BTC换成TBTC的流程分为两大步骤：1.存款人申请资产跨链，在tBTC协议的分配下由验证人辅助负责资产托管，然后存款人将比特币转至由三个人共同托管的比特币地址中。

2.转账至比特币托管地址的6个区块后，存款人向协议提交已完成转账的证明，然后就可以铸造相应数量的TBTC了。

声音 | Ledger首席执行官：很多人仍然不知道如何保护他们的加密资产:法国硬件钱包制造商Ledger首席执行官EricLarchevêque表示，他对加密货币行业的未来持乐观态度，他正在为“新一代消费者”做准备。然而，Larchevêque声称，在加密货币存储教育方面，仍然是一个值得关注的领域，许多用户无法充分保护他们的资金。谈到Cryptopia黑客和2018年的其他各种损失，总额接近10亿美元，Ledger首席执行官认为，很多人们仍然不知道如何保护他们的加密资产。[2019/2/5]

简单介绍一下TDT：tBTC系统为了记录不同存款人不同的托管数量或者时间，在铸造TBTC之前还会发行一枚非同质化代币，称为TDT。虽说叫代币，但其实类似于一张「凭证」，不可分割且独一无二，后续赎回BTC需要用到这张凭证。当然，在协议的设计中还需要考虑其他可能的问题以及相应的处理方式，最常见的是如果ETH价值相比BTC价值贬值后，可能会产生验证人抵押不足的情况，导致验证人就有动机作恶了，所以tBTC设计了相应的清算模块以应对。tBTC协议包含了预清算和强制清算两个阶段，和其他的清算系统的设计目标类似，在强制清算阶段将会启动拍卖流程，将ETH以折扣价拍卖给TBTC的持有者以保证抵押品ETH价值大于TBTC的价值。而如果清算后还有剩余资金，则根据不同的情况进行收益分配。BTC->TBTC赎回流程

赎回流程相比较而言简单一些，当用户希望将持有的TBTC换回BTC时，只需将TBTC以及一小笔「费用」提交给以太坊的智能合约，同时附上收款的比特币地址，三位验证人就必须共同签署一笔比特币链上交易，将BTC转至规定的地址。如果有验证人不配合呢？那抵押的ETH就只能被清算了。也正因为验证人提供了联合的托管业务，并付出了ETH抵押资产，所以赎回者需要支付一小笔额外的费用给他们作为经济激励。所以作为验证人，可以将tBTC系统作为一种收益稳定的资产管理工具。据白皮书计算，验证人的年化收益约为1.875%，考虑到150%的抵押率，真实的年化收益约为1.25%。这是让社区中不少人吐槽tBTC的地方：很多人认为目前设定的收益率较低，可能会导致验证人的参与动机不足。当然，这也就意味着目前参数设定，对于存款人和赎回者更友好一些。KEEP代币：付出劳动才能获得回报

比特币共识大会圆桌讨论有关政府如何使用加密技术:今日比特币共识大会召开，在有关政府如何使用加密技术的圆桌讨论环节，德勤高级经理Wendy Henry表示，美国正着眼于能够实现现代化的技术。这些技术例如区块链技术，实际上可以作为连接的组织，人们必须弄清关于如何使用区块链技术。linux基金会首席营销官Jamie E. Smith表示，区块链技术并非将房子烧毁一样的革命，而是提供政府目前已经提供了的服务的更好版本。[2018/5/15]

在tBTC的系统里，原生代币KEEP是一种工作型代币，这也就意味着持有KEEP不能带来任何收益，但是在持有KEEP的同时又付出劳动，才能因此获得收益。回顾一下铸造TBTC的环节，在「步骤2」中，tBTC系统需要从包含一群验证人的池子中抽取其中的三个，是以什么作为依据抽取的？没错，就是按照KEEP代币持有量作为依据的。举个例子，持有1000枚KEEP的人是持有100枚KEEP的人被抽中概率的十倍，也就是如果放在一个很长的时间跨度中，前者干活的数量是后者的十倍。持有更多KEEP意味着验证人可以更多的参与托管BTC，也就有机会获得更多的潜在收益。上线两天就被发现的Bug，怎么回事？

在tBTC上线的两天后，官方发现了一个协议的严重问题，于是按下了之前预留的全局开关，将整个系统的充值功能暂停10天。在此之前需要先介绍一个背景知识，比特币在10多年的发展过程中，随着技术的演进诞生了多种地址类型，由不同类型的脚本生成：最初的比特币地址以「1开头」，这类脚本称为P2PKH；后来诞生了由「3开头」的地址，这类脚本称为P2SH，功能比较强大，支持多签以及可以和后来的隔离见证组合；最后诞生的是原生隔离见证地址，由「bc1开头」，这类脚本称为P2WPKH，也会被称为Bech32。最初tBTC在协议设计时，限定并强制要求赎回的地址必须是P2WPKH。但是到了今年2月，tBTC的工程负责人提交了一个变更，放松了这个限制，也就是支持了P2WPKH之外的脚本。这个调整可以提升用户体验，赎回者可以以任意地址赎回，毕竟Bech32的普及程度并不高。据txstats的数据显示，目前储存在Bech32中的BTC数量约3%。但tBTC的系统却没有因为增加支持其他脚本而做相应的调整。不过这样也不一定会产生问题，软件开发中设置的测试流程，就是为了及早发现这样的问题，但他们表示，测试用例中竟然没有覆盖到「非P2WPKH」脚本。虽然后来在测试网中总算测试了P2SH地址，但是又由于赎回DApp流程中的前端漏洞，导致团队误认为该测试通过了。问题未被发现的一整个流程为：tBTC协议设计中仅支持P2WPKH地址—>临时决定放松对P2WPKH限制—>但系统未做相应调整—>测试用例未覆盖—>其他功能漏洞导致误认为测试通过了。这些问题堆积在一起，导致了tBTC带着漏洞上线主网。后续如何改进？

在该事件的回顾报告中，tBTC项目表示将优化他们工作流程，还将与安全团队TrailofBits合作，为tBTC规划更多的自动化集成测试和系统测试。随后，为了进一步减少项目的整体风险，tBTC重新定义了他们的软件发布流程。原来上线主网的tBTC「正式版」将回退至「发布候选版」，版本号为RC0，所以下一个版本是RC1。补充一下，软件开发流程中，在发布某个正式版之前，通常会先发布数个版本称之为「发布候选版」，如果未发现任何漏洞，最后一个Releasecandidates就会成为最终的正式版，比如比特币的下一个大版本0.20.0就已经发布了两个RC版本。tBTC认为，另外一个可以有效降低项目风险的机制是限制整个系统的容量。也就是他们限制了BTC可以换成TBTC的最大数量，这样就算出现严重问题，损失的也就是可控范围内的比特币或以太坊。具体来说，在RC1版本中，第一个月的系统容量被设定为100BTC，之后按月增加，分别是250BTC、750BTC、1000BTC，这些逻辑也都是按照智能合约预设的执行即可。5个月后，该限制将自动解除，而且如果12个月后未发生事故，团队将禁用紧急暂停按钮，也就是保护了这次系统没有受到更多损失的预留「后门」。

最后，tBTC还表示除了ConsenSys和TrailofBits的安全审计外，还将组织第三次安全审计，专门针对涉及BTC交易和跨链通信的部分。同时，tBTC还将漏洞赏金计划的最高奖励提高了10倍，至100万个KEEP代币。激励初始化流动性：「质押空投」

考虑到很多潜在的验证人可能暂时没有KEEP代币，tBTC发起了一个为期6至12个月的「质押空投」活动，为项目进行额外的激励，促进项目的初始化和流动性。活动中将分发KEEP代币总量的20%，期间用户可以仅依靠质押ETH成为tBTC网络的验证人，为资产跨链提供去中心化托管服务，而活动结束后，就会按照之前的方案，以KEEP代币作为抽签依据。所以对于验证人而言，这个期间内将获得除了1.25%年化收益率之外的KEEP代币奖励，而数量要参考参与tBTC网络的具体表现，更多细节后续也会公布。值得长期观察

虽然tBTC在机制设计、协议治理以及开发流程还有很大的改进空间，比如：改用去中心化预言机、通过系统治理调整参数等，但他们设计的去中心化跨链解决方案依旧是目前比较完整的，且产品的实现速度也较快。再加上该项目由三个团队合作推进各司其职，以及背后投资方有强大的资源支持，未来该协议的普及应该不是问题，被加到各种DeFi协议内也是迟早的事情。更何况tBTC的未来将不仅限于以太坊。采用了Keep和Summa技术的开放式区块链项目，或许都可以实现比特币的资产跨链，因为这将是各个区块链之间互联互通的重要基础设施。因此，tBTC这类资产跨链项目值得长期关注。

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