Defi再現創新——DeCus跨鏈BTC，eBTC抵押低於100%是如何實現的?

DeCus.io ｜2021-06-01 17:39

DeCus最大的創新是——使用了重疊分組算法，可以使抵押資金小於託管資金。

原創：TVBee聊幣

金融，是離錢最近的地方。

Defi是幣市永遠的熱點。

從出現至今，Defi在幣市掀起了一次又一次浪潮。

第一波，2019年下半年，Defi的概念被提出，Staking經濟爆火，各種模仿、蹭熱點的Staking出現。

第二波，2020年6月，COMP開啟了借貸平台挖礦，Defi再次成為熱點。

第三波，2020年7月，AMPL將算法穩定幣的概念推上高潮。

第四波，2020年9月，YFI和Sushi，前者是聚合Defi平台，後者是做市挖礦。

第五波，2021年3月，UNI和Sushi把DEX和流動性挖礦再次推向了高潮。

Defi的創新依舊沒有結束……

❖剛需：跨鏈BTC❖

沒有Defi之間，各個公鏈各自為政，支付結算也好、遊戲也好、其他類型的應用也好，每個公鏈上各自有著獨立的生態。

然而，在Defi興起以後，跨鏈成為了剛需。

不同公鏈上的代幣需要彼此建立關聯。例如不同公鏈上的代幣可以在DEX中建立交易池、參與做市，抵押或存款代幣到其他公鏈上貸款或參與挖礦……

顯然，大部分智能合約公鏈各自具有Defi生態。但是，BTC作為幣王，作為共識最強、價值最高、受認性最強的幣種，是不支持智能合約公鏈的，在BTC公鏈上無法建立DEX、也無法參與存款貸款。

毫無疑問，BTC跨鍊是Defi生態中最強的剛需。

❖現狀：風險與效率❖

➤BTC跨鏈原理

BTC的本質是在BTC區塊鏈上去中心化賬本中的數據，所以只有BTC公鏈上的BTC才是獲得大眾共識認可的BTC。

並不能直接把BTC轉移到其他公鏈上。 BTC跨鏈的本質是，在BTC鏈上鎖定BTC，然後在需要跨鏈的公鏈上等量鑄幣。 BTC鏈上的是原生BTC，跨鏈鑄幣發行的是跨鏈BTC、或者稱其為錨定BTC、合成BTC。

❚ 中心化跨鏈鑄幣

在BTC跨鏈鑄幣的過程中，原生BTC的保管至關重要。

中心化鑄幣，是由中心化的兌換商負責保管用戶的原生BTC、並且發行跨鏈BTC。

WBTC、imBTC和HBTC就是這樣中心化幣的跨鏈BTC：

WBTC是由Kyber,Ren和BitGo共同發行的跨鏈BTC。

imBTC是由Tokenlon（去中心化交易所）發行的跨鏈BTC。

HBTC是由火幣平台發行的跨鏈BTC。

❚ 去中心化跨鏈鑄幣

去中心化鑄幣，是由多人、以去中心化的方式參與原生BTC保管與跨鏈BTC鑄幣的。

renBTC和tBTC就是這樣去中心化鑄幣的跨鏈BTC：

renBTC是通過RenVM協議來執行BTC跨鏈鑄幣和原生BTC託管。

tBTC是通過多籤的形式來執行BTC跨鏈鑄幣和原生BTC託管。

➤BTC跨鏈的中心化風險

BTC跨鏈的風險就在於，原生BTC的保管。

畢竟，原生BTC才是真正的BTC。

中心化鑄幣是由中心化機構發行跨鏈BTC，發行的基礎是信用。

WBTC的發行基礎是Kyber,Ren和BitGo的信用；imBTC的發行基礎是Tokenlon的信用；HBTC發行的基礎是火幣平台的信用。

所以，中心化鑄幣發行的跨鏈BTC，本質上是信用貨幣。

這個原理類似USDT。

既然是信用貨幣，自然是面臨著信用風險：

第一，跑路的風險。如果中心化保管者帶著用戶的原生BTC跑路……後果不堪設想。當然，這些大機構的信用度還是很高的，這種風險的損失極大、但是風險發生的概率較低。

第二，資金被挪用風險。用戶跨鏈時支付的原生BTC被中心化鑄幣者保管。如果中心化鑄幣者挪用用戶的原生BTC，如果經營不擅會導致用戶無法收回自己的BTC。類似上一種風險，這些機構和平台的信用度較高，這種風險的損失較大、但是風險發生的概率較低。

第三，監管的風險。還記得去年OKex不能提現的那段時間嗎？因為OKex私鑰負責人被監管機構帶走，結果導致用戶無法提現。雖然大部分中心化鑄幣也是通過智能合約來執行跨鏈的，但是原生BTC的保管終究是中心化的方式，即使是由通過多重簽名來保管，3個簽名終究仍然是中心化的。這種風險有一定的概率發生。

第四，價值操縱風險。中心化鑄幣者，有機會在鎖定原生BTC數量的基礎上，鑄造更大數量的跨鏈幣。那麼就會導致市場上的BTC數量虛增，一方面是影響BTC的價格上升，另一方面是用虛增的跨鏈BTC可以在跨鏈生態中操縱市場。 USDT大概也許可能就是這樣做的。這種風險的損失是隱性的，發生的概率也不大，畢竟跨鏈BTC和USDT不同，原生BTC的數量在鏈上是可見的。市場對這種行為會有一定的敏感度。

第五，被攻擊的風險。中心化鑄幣，資金保管比較集中，因此有被攻擊的可能。雖然WBTC將原生BTC保存在冷錢包中，但是為了滿足用戶的跨鏈需求，總有一部分BTC會在熱錢包中，所以仍然會面臨著被攻擊的風險。除了錢包以外，中心化鑄幣由少量鑄幣者執行跨鏈程序，一旦受到攻擊，用戶的跨鏈需求可能會短時間無法滿足、甚至損失資金。這種風險發生應該是暫時的、小範圍的、損失不會太多，但是發生的概率很高。

➤BTC跨鏈的非中心化風險

❚ 多重簽名風險

tBTC在管理用戶原生BTC時，具有一定的隨機性。當用戶發出跨鏈請求後，tBTC系統分隨機分配3名鑄幣者(即多簽者)，生成一個多簽地址接受用戶的原生BTC。 3名鑄幣者(即多簽者)全部簽名才可以支配這個多簽地址中的原生BTC。

問題來了，如果若干名鑄幣者(即多簽者)聯手作惡，當隨機分配到同一組以後，便可以佔用這部分本屬於用戶的原生BTC。

不僅如此，在tBTC多簽機制中，如果某一名鑄幣者(即多簽者)出現問題，或者是網絡阻滯、或者是程序崩潰、或者就是惡意攻擊，遲遲不進行簽名，那麼用戶的請求可能會卡在這裡、無法執行。

❚流動性風險

雖然renBTC、tBTC幾乎不存在中心化風險，但是由於它們在合成時、以抵押ren、ETH為基礎，因此而形成了波動性風險。

例如，在今年5月19日，幣價集體跳水，ETH、ren價格發生大跌時，ren代幣的總市值一度低於用戶託管的原生BTC的總價值。

原本用於保障系統安全的超額抵押不復存在。此時對於renBTC的鑄幣者(即多簽者)而言，放棄抵押的ren，佔有用戶託管的原生BTC可以獲得更大的利益。雖然renBTC是去中心化的，但是所有的鑄幣者(即多簽者)在ren價格下跌時，有可能不約而同的選擇這樣的“策略”，那麼跨鏈用戶的將會遭受巨大的損失。

➤資金效率問題

正是因為去中心化跨鏈鑄幣仍然存在風險，以往的去中心化跨鏈鑄幣的需要抵押發行，準確的說是——超額抵押。

這個原理類似DAI。

和DAI鑄幣一樣，以去中心化合成BTC在鑄幣時，需要超額抵押。

在去中心化跨鏈鑄幣過程中，為了防止鑄幣者作惡，需要鑄幣者提供資金抵押。

每鑄造1枚renBTC，鑄幣者需要抵押價值≥3BTC的ren代幣

每鑄造1枚tBTC，鑄幣者需要抵押價值≥1.5BTC的ETH

這裡的問題是資金效率問題，為了合成BTC，要抵押過多的資金，導致資金利用效率低下。

經過對比，我們可以發現跨鏈BTC的兩種形式各有優劣，中心化跨鏈鑄幣的風險更高，但是效率也更高；而去中心化跨鏈鑄幣方式，中心化的風險更低、但是同樣具有非中心化的風險，多簽中存在風險、在抵押幣種價格下跌時，面臨著危險的流動性風險，並且資金利用效率也更低。

❖創新：DeCus與eBTC❖

➤DeCus：背景與實力

DeCus是一個高資本效率的跨鏈託管系統，致力於將比特幣跨鏈到其他公鏈之中，從而使BTC可以參與各大公鏈的Defi生態。

根據天眼查信息，DeCus獲得了Conflux,SevenX,DODO,dForce Labs,FBG資本,Parallel ventures,MCDEX幾個機構或社群的投資。排在最前面的就是Conflux。

應該是由於中國的監管原因，團隊的具體成員沒有公開。但是，根據DeCus官網資料和DeCus社群的確認，DeCus核心技術團隊來源於清華姚家班。 DeCus的技術模型是源於Conflux 研究總監楊光博士公開於arXiv的論文，論文內容是關於安全高效的託管模型。

➤eBTC：安全與高效

eBTC是DeCus系統的第一款產品，以太坊公鏈上的去中心化的跨鏈BTC。相對於以往的跨鏈BTC，eBTC具有一定的安全性以及更高的資金利用效率。如同楊光博士論文的主題——安全與高效。

❚ 去中心化跨鏈鑄幣

首先，eBTC是一種去中心化的跨鏈鑄幣。

下圖是DeCus官網上關於eBTC跨鏈流程的說明，小蜜蜂翻譯一下中文：

由若干保管員，以去中心化的方式來保管多重簽名地址，只有超過二分之一的簽名，才能執行轉賬請求。接受跨鏈請求、鑄幣和發送eBTC則是由以太坊智能合約來執行。

由智能合約執行鑄幣，由多人以去中心化的方式保管用戶的原生BTC。所以，eBTC幾乎不存在前面討論的中心化風險問題。

❚ 抵押BTC

可以看出，在跨鏈過程中，鑄幣是通過智能合約執行的，不存在中心化風險。

而用戶轉入的原生BTC，則是由若干BTC保管員共同保管，這才是eBTC的關鍵所在，是去中心化鑄幣的關鍵。

擔任eBTC保管員，必需要抵押BTC。如果保管員作惡，那麼其抵押的BTC將會被沒收。

❚ 多重簽名

DeCus通過多重簽名的方式，分組保管原生BTC，只有超過二分之一的保管員簽名，才能支配其中的BTC。

假設有6個保管員保管原生BTC，每3人一組，每組共同保管多重簽名地址。通過多重簽名的方式來保管其地址中的原生BTC，只有2個簽名才能執行轉賬，如果只有1人簽名，簽名數達不到二分之一，則無所轉賬，所以只有1人作惡，完全無法影響DeCus系統安全。

❚ BTC保管員重疊分組

那麼，如果有2個人聯手作惡呢？

DeCus為eBTC設計了一個科學而巧妙的去中心化技術模型——重疊分組。

為了方便記錄，將6個保管員用ABCDEF來代表，每3人分一組，並且每一個保管員可以重疊加入不同的組別。

於是，這6個人就會形成這樣20個分組：

ABC ABD ABE ABF

ACD ACE ACF

ADE ADF

AEF

BCD BCE BCF

BDE BDF

BEF

CDE CDF

CEF

DEF

假設在這6個保管員中，有2人AB聯手作惡，那麼只有2個人都參與的組才能被控制。也就是ABC ABD ABE ABF 這4個組會被二人聯手攻擊，也就是只有這4個組保管的多重簽名地址被攻擊。

智能合約在接受跨鏈請求時，會根據各個分組的BTC保管情況，為用戶分配一個多重簽名地址，最終會保持各個保管員小組保管的BTC數量持平。

假設每個小組保管BTC數量相同，那麼AB聯手作惡，可以支配20個小組中的4個小組，即1/5原生BTC被AB聯手盜取。但是，別忘了AB作為保管員還抵押了BTC，一共6個保管員，AB二人抵押的BTC佔1/3，盜用的BTC只有1/5。

假如保管池中共有30枚BTC，那麼AB聯手盜用了30/5=6枚BTC

那麼為了防止AB聯手作惡，二人抵押資產不能少於6BTC，所以6個保管員一共抵押的資產不能少於18BTC

於是，我們看見，抵押18枚以上的BTC，保管著30枚BTC、即發行了30枚eBTC。抵押率≥60%，遠遠小於renBTC和eBTC的抵押率。

事實上，在DeCus系統實際上也不是只有6個保管員。和前面的計算一樣，下面增加保管員總數來計算一下安全抵押率（其中用到高中數學排列組合就不細說了）：

如果有9個保管員，每3人一組，共可以分84個組，如果2人聯手作惡可以控制7個組、盜取7/84的BTC，抵押資產佔比是2/9。此時需要安全抵押率≥37.5%。

如果有50個保管員，每3人一組，共可以分19600個小組，如果2二人聯手作惡，可以控制48個組、盜取48/19600的BTC，而此二人的抵押資產佔比是2/50，此時需要的安全抵押率≥6.13%。

當然，在DeCus系統中，每個分組保管的BTC數量不可能完全相等，所以DeCus系統實際上的抵押率會比模型計算出來的高一些。

可以確定的是，保管員越多，安全抵押率越低。

當然，當保管員足夠多時，也可以增加小組容量，不一定是3人一個小組，也可以是5人、7人……根據DeCus官方公佈的資料，DeCus的抵押率可以低至20%。

所以我們看見，在保證安全的前提下，eBTC具有更低的抵押率和更高的資金利用效率。

➤質疑與展望

小蜜蜂研究了一下DeCus模型。這個模型的設計有一個假設是每個多重簽名小組保管的BTC數量相等。在現實中，每個小組保管的BTC數量是不可能相等的。這就需要智能合約在收到用戶跨鏈請求時，分配好保管小組，盡量讓每個小組保管的BTC數量保持在接近的水平，如果出現大額跨鏈請求時，小蜜蜂猜測用戶需要向多個多簽地址轉賬。那麼，這幾個多簽小組保管的BTC地址列表是保存在哪裡？在中心化服務器上還是寫入以太坊區塊鏈？如果DeCus在以太坊虛擬機中運行，安全性較高，否則在為跨鏈用戶分配保管小組時，仍然存在被攻擊的可能。

當然，在清華姚班的技術實力下，小蜜蜂極有可能是多慮了。但是總之，小蜜蜂認為，DeCus還需要一個代碼安全審計，來具體的確認其中的安全性。

如果DeCus代碼安全審計通過，DeCus會是一個設計很巧妙的跨鏈系統，而eBTC在以太坊生態中也必將佔有一席之地。

❖寫在最後❖

DeCus系統可以理解成是跨鏈協議、錨定BTC的穩定幣系統、以BTC為基礎的合成資產。 Defi板塊，在經歷過借貸平台、算法穩定幣、聚合Defi、流動性挖礦等熱點以後，跨鏈Defi或合成資產能否引爆新一輪熱點？

這個問題，尚沒有答案。但是，跨鏈BTC一定是Defi生態必不可少的重要環節。

相對於其他跨鏈BTC，eBTC的設計具有比較明顯的優勢。

相對於WBTC、imBTC、HBTC這樣的中心化跨鏈鑄幣，renBTC和tBTC以去中心化的方式跨鏈鑄幣，減少了中心化風險。

然而，renBTC和tBTC的超額抵押，使跨鏈鑄幣過程中的資金利用效率更低，且在抵押幣種價格下跌時存在流動性風險。

DeCus系統的eBTC，同樣是去中心化跨鏈鑄幣。使用BTC作為抵押因此消除了抵押資產波動形成流動性風險。其最大的創新是使用了重疊分組來進行多重簽名保管原生BTC，因此在保證安全的前提下，可以減少抵押率、提高資金的利用效率。