Babylon: Meningkatkan Keselamatan Bukti-Kepentingan melalui Penggunaan Semula Perlombongan Bitcoin

Kandungan

• 1 Pengenalan
  • 1.1 Dari Bukti-Kerja ke Bukti-Kepentingan
  • 1.2 Isu Keselamatan Bukti-Kepentingan
• 2 Kerja Berkaitan
• 3 Seni Bina Babylon
  • 3.1 Perlombongan Bergabung dengan Bitcoin
  • 3.2 Perkhidmatan Cap Masa
• 4 Analisis Keselamatan
  • 4.1 Keputusan Negatif untuk PoS Tulen
  • 4.2 Teorem Keselamatan Kriptoekonomi
• 5 Keputusan Eksperimen
• 6 Kerangka Teknikal
• 7 Aplikasi Masa Depan
• 8 Rujukan
• 9 Analisis Asal

1 Pengenalan

Babylon menangani batasan keselamatan asas dalam blockchain Bukti-Kepentingan (PoS) dengan menggunakan semula kuasa hash besar Bitcoin. Pendekatan inovatif ini menggabungkan keselamatan Bitcoin dengan kecekapan PoS sambil mengekalkan penggunaan tenaga tambahan sifar.

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 melalui pemotongan kepentingan, tetapi menghadapi cabaran keselamatan asas.

1.2 Isu Keselamatan Bukti-Kepentingan

Protokol PoS mengalami serangan jarak jauh yang tidak boleh dipotong, kerentanan penapisan, dan masalah permulaan. Batasan teras: tiada protokol PoS tulen boleh memberikan keselamatan boleh potong tanpa andaian kepercayaan luaran.

2 Kerja Berkaitan

Pendekatan sebelumnya termasuk penanda aras konsensus sosial, tempoh penguncian kepentingan panjang, dan pelbagai penyelesaian kriptografi. Walau bagaimanapun, ini sama ada mengurangkan kecairan atau memperkenalkan andaian kepercayaan baru.

3 Seni Bina Babylon

Babylon mewujudkan hubungan simbiotik antara perlombongan Bitcoin dan keselamatan PoS melalui mekanisme perlombongan bergabung dan cap masa yang inovatif.

3.1 Perlombongan Bergabung dengan Bitcoin

Pelombong Babylon serentak melombong blok Bitcoin dan penanda aras Babylon menggunakan kerja pengiraan yang sama. Model keselamatan memanfaatkan kuasa hash sedia ada Bitcoin tanpa perbelanjaan tenaga tambahan.

3.2 Perkhidmatan Cap Masa

Rantaian PoS meletakkan cap masa pada penanda aras, bukti penipuan, dan transaksi yang ditapis mereka di Babylon. Protokol cap masa menggunakan komitmen kriptografi: $C = H(block\_header || nonce)$ di mana $H$ ialah fungsi hash kriptografi.

4 Analisis Keselamatan

4.1 Keputusan Negatif untuk PoS Tulen

Teorem: Tiada protokol PoS tulen boleh mencapai keselamatan boleh potong terhadap serangan jarak jauh tanpa andaian kepercayaan luaran. Lakaran bukti bergantung pada keupayaan untuk memperoleh syiling lama yang murah untuk tujuan serangan.

4.2 Teorem Keselamatan Kriptoekonomi

Babylon menyediakan jaminan keselamatan boleh potong melalui warisan keselamatan dari Bitcoin. Parameter keselamatan $\lambda$ berkadar dengan kesukaran terkumpul Bitcoin: $Security \propto \sum_{i=1}^{n} D_i$ di mana $D_i$ ialah kesukaran blok Bitcoin $i$.

5 Keputusan Eksperimen

Simulasi menunjukkan rantaian PoS yang ditingkatkan Babylon mencapai 99.9% keselamatan terhadap serangan jarak jauh berbanding 65% untuk PoS tulen di bawah keadaan ekonomi yang sama. Kependaman cap masa kekal di bawah 30 minit sambil menyediakan keselamatan tahap Bitcoin.

6 Kerangka Teknikal

Contoh Kerangka Analisis: Pertimbangkan rantaian PoS dengan jumlah kepentingan $10J. Penyerang boleh memperoleh syiling lama bernilai $100K untuk melancarkan serangan jarak jauh. Dengan Babylon, penyerang juga mesti mengatasi infrastruktur perlombongan $20B Bitcoin, menjadikan serangan tidak layak dari segi ekonomi.

Asas Matematik: Bukti keselamatan menggunakan model teori permainan di mana keuntungan penyerang mesti memenuhi: $Profit = Attack\_Value - (Stake\_Loss + Mining\_Cost) < 0$

7 Aplikasi Masa Depan

Babylon membolehkan komunikasi antara rantaian yang selamat, mengurangkan tempoh penguncian kepentingan dari 21 hari kepada jam, dan model ekonomi baru untuk rantaian PoS. Aplikasi termasuk kewangan terdesentralisasi, pemindahan aset antara rantaian, dan penyelesaian blockchain perusahaan.

8 Rujukan

1. Buterin, V., & Griffith, V. (2019). Casper the Friendly Finality Gadget.
2. Kwon, J. (2014). Tendermint: Consensus without Mining.
3. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
4. Buterin, V. (2021). Why Proof of Stake.
5. Buchman, E. (2016). Tendermint: Byzantine Fault Tolerance in the Age of Blockchains.

9 Analisis Asal

Wawasan Teras: Kehebatan Babylon terletak pada pengiktirafan bahawa keselamatan Bitcoin bukan hanya tentang protokol—ia tentang infrastruktur khusus $20B+ yang telah dibayar dan sedang berjalan. Ini bukan penambahbaikan berperingkat; ia adalah arbitraj seni bina yang boleh mentakrifkan semula cara kita memikirkan timbunan keselamatan blockchain.

Aliran Logik: Kertas kerja ini secara sistematik memusnahkan mitos keselamatan PoS tulen, sama seperti bagaimana kertas kerja CycleGAN mendedahkan batasan asas dalam terjemahan imej tanpa penyeliaan. Dengan membuktikan bahawa tiada PoS tulen boleh mencapai keselamatan boleh potong tanpa andaian luaran, penulis mewujudkan asas yang sempurna untuk penyelesaian hibrid mereka. Ketegasan matematik mengingatkan saya kepada kertas kerja Bitcoin awal—tiada lambaian tangan, hanya bukti kriptografi dan insentif ekonomi yang selaras dengan kecekapan tanpa kompromi.

Kekuatan & Kelemahan: Cadangan tenaga tambahan sifar ialah penentuan pasaran yang bijak, tetapi saya ragu-ragu tentang kependaman cap masa. Tiga puluh minit mungkin boleh diterima untuk penanda aras, tetapi ia terlalu perlahan untuk aplikasi DeFi masa nyata. Kebergantungan pada dominasi perlombongan Bitcoin yang berterusan adalah kedua-dua kekuatan dan kerentanan—jika Bitcoin beralih kepada PoS (seperti yang dilakukan Ethereum), seluruh proposisi nilai Babylon runtuh. Namun, teorem keselamatan kriptoekonomi mewakili inovasi sebenar, setanding dengan pemikiran terobosan yang kita lihat dalam kertas kerja Tendermint asal.

Wawasan Boleh Tindak: Untuk rantaian PoS yang bergelut dengan pertukaran keselamatan-kecairan, Babylon menawarkan kelegaan segera—mereka boleh mengurangkan tempoh penguncian kepentingan dari minggu kepada jam sambil sebenarnya meningkatkan keselamatan. Untuk maksimalis Bitcoin, ini mewakili aliran pendapatan baru tanpa kos tenaga tambahan. Aplikasi paling menarik mungkin dalam jambatan antara rantaian, di mana cap masa Babylon boleh menghalang jenis serangan bencana yang telah membelenggu projek seperti Wormhole dan Poly Network. Ini bukan hanya penyelidikan akademik—ia adalah pelan untuk infrastruktur blockchain boleh operasi generasi seterusnya.