Kandungan
- 1 Pengenalan
- 2 Kerja Berkaitan
- 3 Seni Bina Babylon
- 4 Analisis Keselamatan
- 5 Pelaksanaan Teknikal
- 6 Keputusan Eksperimen
- 7 Aplikasi Masa Depan
- 8 Rujukan
- 9 Analisis Asal
1 Pengenalan
Babylon menangani batasan keselamatan asas dalam rantaian blok Bukti-Kepentingan (PoS) dengan menggunakan semula kuasa hash Bitcoin yang sangat besar. Pendekatan hibrid ini memberikan jaminan keselamatan boleh-slah sambil mengekalkan kecekapan tenaga sistem PoS.
1.1 Dari Bukti-Kerja ke Bukti-Kepentingan
Keselamatan Bitcoin berasal daripada pengiraan kira-kira $1.4 \times 10^{21}$ hash per saat, tetapi dengan kos tenaga yang sangat besar. Rantaian PoS seperti Ethereum 2.0, Cardano, dan Cosmos menawarkan kecekapan tenaga dan akauntabiliti tetapi menghadapi cabaran keselamatan.
1.2 Isu Keselamatan Bukti-Kepentingan
Batasan utama termasuk: serangan jarak jauh tidak boleh-slah, kerentanan penapisan transaksi, dan masalah bootstrapping untuk rantaian baru dengan penilaian token yang rendah.
2 Kerja Berkaitan
Pendekatan sebelumnya untuk keselamatan PoS termasuk Gasper (Ethereum 2.0), Tendermint (Cosmos), dan konsensus Algorand. Walau bagaimanapun, ini masih menghadapi batasan asas dalam mencapai keselamatan terkurang-kepercayaan tanpa andaian luaran.
3 Seni Bina Babylon
Inovasi teras Babylon ialah menggunakan semula perlombongan Bitcoin melalui perlombongan bergabung untuk mengamankan rantaian PoS tanpa penggunaan tenaga tambahan.
3.1 Perlombongan Bergabung dengan Bitcoin
Pelombong Babylon mengambil bahagian dalam perlombongan Bitcoin sambil serentak mengamankan rantaian PoS, mewujudkan lapisan keselamatan tenaga-tambahan-sifar.
3.2 Penanda Masa Data-Tersedia
Platform ini menyediakan perkhidmatan penanda masa untuk titik semak PoS, bukti penipuan, dan transaksi yang ditapis, mewujudkan pautan kriptografi kepada keselamatan Bitcoin.
4 Analisis Keselamatan
4.1 Keputusan Negatif untuk PoS Tulen
Kertas kerja ini membuktikan bahawa tiada protokol PoS tulen boleh memberikan keselamatan boleh-slah tanpa andaian kepercayaan luaran, memformalkan batasan asas sistem PoS.
4.2 Teorem Keselamatan Kriptoekonomi
Babylon memberikan jaminan keselamatan formal melalui teorem keselamatan kriptoekonomi yang memastikan keselamatan boleh-slah dan keberadaan. Batasan keselamatan dinyatakan sebagai: $P(\text{serangan}) \leq \frac{\text{kos}_{\text{serangan}}}{\text{kepentingan}_{\text{boleh-slah}}}$
5 Pelaksanaan Teknikal
5.1 Formulasi Matematik
Model keselamatan menggunakan prinsip teori permainan di mana kos penyerang untuk menyerang mesti melebihi kepentingan boleh-slah. Kebarangkalian serangan berjaya dihadkan oleh: $\Pr[\text{pelanggaran keselamatan}] \leq \frac{\text{bajetPenyerang}}{\min\_\text{slash} \times \text{bilTitikSemak}}$
5.2 Pelaksanaan Kod
// Pseudokod untuk penanda semak Babylon
function submitCheckpoint(PoSBlockHeader, validatorSet) {
// Buat data titik semak
bytes32 checkpointHash = keccak256(abi.encode(PoSBlockHeader, validatorSet));
// Hantar ke Bitcoin melalui perlombongan bergabung
bytes32 bitcoinTx = submitToBitcoin(checkpointHash);
// Tunggu pengesahan Bitcoin
require(confirmations(bitcoinTx) >= 6, "Pengesahan tidak mencukupi");
return checkpointId;
}
function verifyCheckpoint(checkpointId, PoSChain) {
// Sahkan titik semak berlabuh dalam Bitcoin
bytes32 bitcoinProof = getBitcoinProof(checkpointId);
require(verifyBitcoinInclusion(bitcoinProof), "Bukti Bitcoin tidak sah");
// Periksa tandatangan pengesah
require(verifyValidatorSignatures(checkpointId), "Tandatangan pengesah tidak sah");
return true;
}6 Keputusan Eksperimen
Kertas kerja ini menunjukkan melalui simulasi bahawa Babylon boleh mengurangkan tempoh penguncian kepentingan daripada 21 hari biasa kepada kurang daripada 24 jam sambil mengekalkan keselamatan setara. Kos serangan meningkat 10-100x berbanding sistem PoS tulen.
7 Aplikasi Masa Depan
Aplikasi berpotensi termasuk: keselamatan rentas-rantaian untuk zon Cosmos, perlindungan pecahan Ethereum 2.0, bootstrapping rantaian blok baru, dan perkhidmatan penanda masa terdesentralisasi untuk aplikasi perusahaan.
8 Rujukan
- Buterin, V., & Griffith, V. (2019). Casper the Friendly Finality Gadget.
- Buchman, E. (2016). Tendermint: Byzantine Fault Tolerance in the Age of Blockchains.
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
- Kwon, J., & Buchman, E. (2019). Cosmos: A Network of Distributed Ledgers.
- Buterin, V. (2021). Why Proof of Stake.
9 Analisis Asal
Tepat Pada Sasaran: Babylon bukan sekadar protokol rantaian blok lain—ia merupakan pemikiran semula asas tentang bagaimana kita boleh memanfaatkan infrastruktur sedia ada untuk menyelesaikan masalah keselamatan kriptografi teras. Pandangan paling tajam kertas kerja ini ialah keselamatan Bukti-Kepentingan tulen adalah mustahil secara matematik tanpa andaian kepercayaan luaran, satu kebenaran yang industri ini telah elak selama bertahun-tahun.
Rantaian Logik: Hujah mengikuti perkembangan logik yang kukuh: (1) PoS tulen tidak boleh mencapai keselamatan boleh-slah disebabkan serangan jarak jauh dan masalah kepentingan ditarik balik. (2) Kuasa hash Bitcoin mewakili permukaan serangan paling mahal dalam kriptomata wang. (3) Perlombongan bergabung membenarkan penggunaan semula keselamatan ini tanpa kos. (4) Penanda masa mencipta ikatan kriptografi yang membuatkan serangan PoS memerlukan pemecahan keselamatan Bitcoin. Ini bukan penambahbaikan beransur—ia merupakan ciptaan semula seni bina.
Sorotan dan Kelemahan: Kecemerlangan terletak pada kecekapan ekonomi: mendapatkan keselamatan tahap Bitcoin untuk rantaian PoS tanpa kos tenaga. Teorem keselamatan kriptoekonomi memberikan ketegasan matematik yang tiada dalam banyak kertas kerja rantaian blok. Walau bagaimanapun, kebergantungan pada Bitcoin mewujudkan risiko sistemik—jika keselamatan Bitcoin merosot, semua rantaian bersambung menderita. Pengurangan penguncian 21 hari kepada 24 jam adalah mengagumkan, tetapi penerimaan dunia sebenar akan menguji sama ada penyertaan perlombongan bergabung mencapai jisim genting.
Panduan Tindakan: Untuk pembangun: Ini membolehkan aplikasi rentas-rantaian benar-benar selamat tanpa mempercayai jambatan berpusat. Untuk pelabur: Seni bina seperti Babylon boleh menjadi tulang belakang keselamatan untuk generasi seterusnya rantaian blok. Untuk penyelidik: Keputusan negatif tentang PoS tulen sepatutnya mengarahkan usaha ke arah model hibrid. Seperti yang diakui penyelidikan Yayasan Ethereum tentang pecahan, rujukan keselamatan luaran tidak dapat dielakkan untuk keselamatan jangka panjang. Babylon menunjukkan bahawa masa depan bukan PoW lwn. PoS—ia mengenai integrasi strategik kedua-duanya.