如何设计比特币跨链锚定代币？

本文来自 Deribit，原作者：哈苏、苏竹

Odaily星球日报译者| 莫尼

tBTC是近期备受关注的跨链代币。 它锚定在以太坊区块链上的比特币上。 这个跨链锚点的目的是在一个区块链上复制另一个区块链上的资产，同时尽可能多地维护自己的属性。 换句话说，跨链挂钩可以将任何区块链变成比特币侧链。

侧链概念于 2010 年首次提出，承诺具有更大的可扩展性、更高的确定性、更好的隐私性和更丰富的状态，同时也允许比特币主网缓慢而保守。 的发展。 此外，如果侧链发生故障，则不会对主链造成任何影响。

当以太坊区块链上有可靠的比特币代币时，比特币用户可以更方便地接入资本市场（如 MakerDAOhe Compound）、预测平台（如 Augur）、去中心化交易所（如 Uniswap），以及未来可能的应用（如混币器） 、隐私转换器、创新的托管解决方案和 DAO）。 同时，在侧链的支持下，这些应用还可以利用比特币的货币属性和优越的流动性。

那么，如何设计跨链锚定代币呢？

在本文中，我们将以 tBTC 为例，全面探讨跨链锚定的设计。 这种跨链锚定的理想特性可能包括：

1. 抵制审查：任何人都可以创建、交换和使用代币，无论他们的身份是什么，也不管他们在哪个司法管辖区；

2. 抗查封：无论是托管人还是其他第三方都无法查封存款中的代币；

3. 维护比特币价格稳定：代币代币将密切跟踪比特币价格，整合其货币属性；

4. 可接受的运营成本：侧链系统可以以合理的价格吸引用户和托管人，并为他们提供服务。

如果有人可以在另一条链（侧链）上复制所有这些属性，则意味着该链的“信任模型”与主链上使用的比特币属性几乎相似（尽管不完全相同）。 事实上，所有跨链锚点都需要优先考虑是否牺牲一些成本——比如牺牲一些自身的功能来换取与比特币的权衡。 问题是，这种妥协是否可以接受（在某些情况下甚至更可取）取决于用户首先想要的代理令牌的具体要求。

可赎回与不可赎回

每个跨链锚点的目标都是让代理代币（如WBTC或LBTC）具有比特币的真实属性，唯一的区别是这些代理代币在另一条链上。 为了保留比特币的货币属性，代理代币在进行交易时必须尽可能接近原生比特币属性。 实际上，这可以通过两种方式实现：

一、包装方式

第一种方法是包装器方法，是 WBTC、Liquid 和 tBTC 追求的解决方案。 托管方需要接受客户的比特币存款，然后在侧链上为每个托管比特币发行一个代理代币，这实际上是对原链上的比特币进行“包装”。 然后，比特币存款人可以在侧链上使用代理代币，例如通过溢价出售它们或在 DeFi 市场上借出代理代币。 而对于购买代理代币的任何人，他们也可以将其抵押的代理代币兑换成相应的比特币。

只要系统能够确保一个比特币始终“锚定”到一个创建的代理代币上，并且始终允许比特币与代理代币交换，那么它就可以依靠理性的市场参与者来维护比特币和代理之间的关系令牌。 价格是平等的。 一般来说，市场参与者会通过以下两种方式实现这一目标：

（星球君注：无论是赎回代币还是卖出代币比特币怎么对现金，市场参与者都可以从中获得一些即时收益。）

2、合成方法

储户还可以使用非比特币抵押品生成合成比特币（“sBTC”），而无需选择上述“包装”方法。 为了研究这样一个系统是如何工作的，让我们分析一下 MakerDAO，它的代币 DAI 是美元合成代币。 事实上，这样的系统还可以发行任何其他合成资产，甚至包括比特币。

当用户将抵押品存入抵押债务头寸（CDP）时，就会创建 DAI。 虽然任何人都可以拥有和交易 DAI，但只有抵押债务头寸的所有者才能赎回和交换 DAI 以换取相应的抵押品。 由于套利周期较长，合成资产往往需要其他机制来维持价格平价。 在 MakerDAO 的案例中，他们使用稳定费和 DAI 储蓄率的组合，稳定费用于调整抵押债务头寸的成本，DAI 储蓄率用于调整 DAI 的成本。 这种“双管齐下”有助于稳定 DAI 的市场供应，使其价格始终平衡在 1 美元。

保证与信任

现在，我们有两种构建代理代币的方式，同时我们也知道，另一条链上的每个代理代币都必须控制相同数量的抵押品，这样才能保证其价格持续相等。 但是，如果在另一条链上使用非原生抵押品，比如在以太坊区块链上使用比特币作为抵押品，则会带来另一个问题：必须有人控制比特币私钥，而在智能合约可以持有私钥之前（目前还不清楚如果可能的话），这意味着只要你能控制私钥，你就能控制系统。

因此，为了让系统长期运行，有必要对抵押品托管人进行激励，否则他们很容易利用自己的“职位便利”做坏事。 当然，我们相信托管方不会发生盗窃等恶意事件，因为这会损害托管方的声誉，但如果确实发生恶意事件，我们希望托管方必须能够提供补救措施. 不管怎样，侧链系统要想长久生存下去，为托管人提供激励是非常重要的，而这些激励必须要有足够的吸引力，让托管人明白“不偷押金”比“盗取存款”。 性价比高。

以 WBTC 和 Blockstream 的 Liquid 为例。 WBTC 使用独立的托管人，而 Liquid 选择由多个托管人组成的财团，他们都持有代币抵押品，用户相信他们不会窃取这些抵押品。 在大多数情况下，这是一个合理的假设，因为主机是“间接绑定”到用户的。 由于这些托管人存储与比特币锚定代币相关的业务，他们基本上会公开他们的（身份）信息，他们也可以通过传统的法律法规追究。 然而，需要注意的是，任何目前受法律法规管辖的系统都完全限制了未经许可或抗审查的系统。

这是一个替代解决方案：如果其他系统参与者想要访问您的侧链，则必须对其进行担保，否则无法向外部参与者提供访问权限。 从这个角度来看，你会发现像比特币、以太坊这样的公链就是这么重要的发明。 多亏了免许可代币，我们可以构建一个每一步都需要抵押品（“保险”）的系统，在托管系统中，您可以向用户提供保证，即托管人必须遵守规则，否则他们将失去所有抵押品。

然而，这种替代解决方案也有缺点，使生产更加资本密集。 不仅如此，由此产生的额外成本将不得不转嫁给用户，使得整体服务成本更加昂贵。 因此，这种权衡非常适合需要大量信任且用户对价格不敏感的服务。 在某些情况下，被盗的数字资产很难变现，但比特币并非如此。 就好像托管人锁定了用户资金，即使在流动性很强的市场，小偷也无能为力。

tBTC 的解决方案：抵押和“可调用性”

在解释 tBTC 解决方案之前，让我们比较一下 MakerDAO 采取的“综合方法”——需要注意的是，这种方法具有一定的约束力和不可兑换性，而 WBTC 和 Liquid 采取的方法对合规用户来说效果较差。 声明可信可赎回，对不合规用户采取可信不可赎回策略。 相比之下，tBTC 在可调用性和抵押方面采用了一种可能不太成熟的设计方法。

tBTC是一个为比特币设计的去中心化保险托管系统，发行了一种名为“TBTC”的代币（星球大王注：这里的T是大写的，是tBTC系统中的一种代币。抵押代币），用户不必去信任托管人——在 tBTC 系统中，托管人被称为签名者，这些签名者存入的保证金必须高于他们托管的比特币的价值。 如果签名者想要转移未经授权的资金，如果此时他们保管的 TBTC 的价值高于抵押比特币的价值，那么系统就会“没收”这部分 TBTC 代币——要么从市场上购买，要么烧毁它们等。 TBTC 的价格保证了 TBTC 代币和抵押比特币的数量是平衡的。

不仅如此，tBTC 还有另一道防线。 每个比特币不允许由单一的签名者持有，而是按照一定的比例（“n-of-n”）阈值和随机选择的不同签名者联盟进行签名管理。

与 WBTC 不同，TBTC 的创建和赎回过程不受“了解你的客户”（KYC）/反洗钱和管辖法律法规的约束，任何人都可以将比特币存入比特币主链，然后获得 TBTC 代币，或赎回TBTC代币，然后在比特币主链上兑换相应的比特币。

tBTC 系统的主要工作是确保流通中的每个 TBTC 代币都对应一个托管比特币。 签名者的主要任务是维持这种平衡。 因此，签名者需要实时监控托管资产。 如果比特币价格上涨，则需要补充相应的 TBTC 代币，如果价格下跌，则需要销毁相应的 TBTC 代币。 tBTC 系统最初要求签名者存入相当于存款价值 150% 的抵押品。 当存款价值低于 140% 时，tBTC 系统将发出通知。 如果存款价值下降到 110%，系统将开始自动清算。 需要注意的是，如果签名者有不当行为，将会受到严厉的处罚，此时他们的保证金也可能会被强制平仓。

对于每一个需要参与者质押的系统来说，主要有两个挑战：第一，如果锁定资金的成本非常高，会增加系统的整体成本； 其次，由于必须监控存款价值，这就要求系统必须时刻关注区块链的外部因素，尤其是托管抵押品资产价格的变化。

挑战一：导入比特币价格

让我们继续以 tBTC 为例。 tBTC 系统必须始终知道与 TBTC 代币挂钩的抵押品价格，因此我们必须注意两个关键要素：

在以上两种情况下，最重要的是要及时知道抵押品的实际价值是否高于其锚定的比特币价值。 只有当抵押物的实际价值低于锚定比特币的价值，且未及时进行价值平衡，导致自动清算程序时，系统才会存在风险。 如果抵押品的价值低于托管中的 BTC，那么此时由签名者期望他们放弃一些托管中的 BTC（但这似乎不太可能）。

tBTC 一直在寻找一种新的、基于市场的解决方案。 他们没有采用这种“价格预言机”模型，而是希望从跨链交易订单簿中导入比特币的实际价格。 如果 ETH/BTC 市场具有足够的流动性，那么我们可以预期市场参与者不会以低于实际比特币现货价格的价格结算比特币（这也是为什么签名者不太可能放弃一部分托管比特币以保证价值余额的原因）。 因此，在这种情况下，我们只能通过查看一段时间内（比如24小时）内未清算的比特币的最高出价，给出比特币现货价格下界（lower bound）的报价。

如果攻击者试图人为操纵系统，使抵押物的价值高于其真实价值，这意味着他/她必须将比特币的价格提高到高于全球现货价格的水平，这显然是非常困难的实现。 即使真的有人试图这样做，理性的市场参与者也会看到市场有上涨趋势，因此他们会抛售手中持有的比特币，这会增加攻击者的攻击成本。 简而言之，这种机制将操纵者的购买力与整个比特币市场联系起来，使系统更加健壮，不易受到操纵。

退一步说，即使比特币市场没有足够的流动性订单簿，那么此时 tBTC 系统仍然可以选择“价格预言机”机制作为备份。

挑战二：降低资金需求

第二个挑战是将运营成本降低到托管人和用户都可以参与的合理水平。这个挑战不仅限于 tBTC 系统，任何担保系统都需要面对它。 这里我们仍然以 tBTC 系统为例。 系统上线时就明确了每个TBTC代币需要有250%的抵押，其中100%的抵押来自托管的比特币，另外150%的抵押来自签名者以太坊，并用它来保有原始比特币存款保险箱。

到目前为止，我们可能还没有找到更有效的方式让市场来决定这些费用，因此 tBTC 团队负责自行设定费用。 在系统推出时，tBTC 团队明确表示，签名者每六个月可以获得 50 个基点（或 0.5%）的托管费，每年产生 1%。 鉴于保证金必须超额抵押150%，当保证资金成本的年利率低于0.66%时，可优先保证签署人的收支平衡。

即使我们忽略冗余成本（比如签名者必须一直在线，否则风险会急剧增加），你会发现签名者的投资回报率很低，所以可能没有那么多人想成为签名者。 因此，你必须增加收入，让更多的人想成为签名者，而更少的人想成为“普通用户”。 tBTC 系统能否负担得起更高的托管费用并继续吸引用户，主要取决于以太坊上 TBTC 代理代币的借贷利率，这本身与 TBTC 用户访问 Compound 或 MakerDAO 等 DeFi 应用的方式有关。 你得到多少效用与交易息息相关。

在更高的速率下，可能需要高需求的签名者，但低需求的用户。 该系统能否负担得起更高的托管费用并仍然吸引用户，将在很大程度上取决于 TBTC 在以太坊上的贷款利率，这本身就是 TBTC 用户从访问 Compound 或 MakerDAO 等应用程序中获得多少效用的函数。

为了降低签名者的资金成本，tBTC 系统需要自动借出他们在 Compound 上的抵押品，或者将其全部抵押给其他资本市场。 如果有人想在 Compound 上借用以太坊（或 TBTC），那么他们也可能成为 tBTC 系统中的签名者，并免费获得签名者费用（冗余成本除外）。 但需要注意的是，再增加一个智能合约风险层可能会进一步降低 TBTC 代币的“硬通货”属性。

另一方面，tBTC 系统可以引入一种“工作代币”（work token），而不是使用以太坊等非原生抵押品，让这种代币通过托管费用产生现金流。 然后 tBTC 系统可以抵押自己未来的现金流——如果这个“工作代币”的波动性低于以太坊托管的比特币，那么总抵押要求可以进一步降低，而无需将门槛设置得像以前那么高。

当然，上述设计是否会降低 TBTC 成本，让用户和托管人都对系统感到满意，还有待观察。

如下图所示，我们可以看到TBTC与其他跨链锚定代币的对比：

总结

通过探索与运营成本相关的属性，我们发现像 tBTC 这样的系统可以通过在每个环境中的保证来实现更高的安全性，而抵押担保可以大大减少不当行为比特币怎么对现金，甚至使其完全消失。 然而，比特币跨链锚定代币所提供的额外安全性是否值得用户付出的额外成本可能是加密货币行业需要进一步讨论的核心问题。

最后，非常感谢 Arjun Balaji、Charlie Noyes、Georgios Konstantopoulos、James Prestwich、Lucas Nuzzi 和 Matt L 对本文的贡献。