梅林鏈安全架構深度解析:打造比特幣Layer2領域的安全堡壘
BlockBeats 律動財經 2024-04-04 15:30
在比特幣生態的快速發展和即將到來的減半事件中,比特幣二層解決方案的擴展性、效率和可用性成為了市場熱點。Merlin Chain 以其創新技術方案在比特幣 Layer2 領域引起廣泛關注。
Merlin Chain 自主網啟動 30 天內,其總鎖定價值達到驚人的 35 億美元,吸引超過 200 個項目。生態項目帶動了大量資金流入和比特幣網路交易量增加,如何確保資金的安全,成為了所有用戶關注的焦點;本文深入探討 Merlin Chain 如何做好鏈上安全保障。
Merlin Chain 計劃將使比特幣網路成為其終極結算層。在這個設計中,所有原始數據都儲存在預言機網路中,而相應的狀態根則儲存在比特幣網路上。用戶可以隨時檢索 Merlin Chain 上的所有聚合交易,並使用記錄在比特幣上的零知識證明(zk proofs)來驗證它們的真實性。
Merlin Chain 採用了一種專為零知識證明設計的欺詐證明機制,為比特幣提供了最終的確認。這一過程得到了比特幣強大的工作量證明(POW)算法的支持,確保了 Merlin ChainRollup 的安全性。
在這個體系中,比特幣網路不僅作為價值儲存的強大後盾,還充當了驗證和確保 Merlin Chain 數據完整性的關鍵角色。由於比特幣網路的高安全性和去中心化特性,它為 Merlin Chain 上的交易提供了額外的安全保障層。這種安排確保了 Merlin Chain 在實現高效率的同時,也不犧牲安全性。
通過將零知識證明和狀態根嵌入比特幣網路,Merlin Chain 能夠利用比特幣的安全性和不變性,從而在確保交易快速和成本低廉的同時,還提供了高度的安全保障。這種結合使用比特幣作為最終審計和驗證層的方法,在增強鏈上安全性的同時,還拓寬了 Merlin Chain 的應用場景,為用戶提供了一個更加可信和安全的區塊鏈環境。
去中心化預言機
Merlin Chain 使用了一種去中心化的預言機網路和第二層(L2)架構,旨在提高交易效率並確保安全性。在這個架構中,排序節點負責收集和批處理交易,並通過 zkEVM 技術生成壓縮的交易數據、ZK 狀態根和證明。隨後,預言機網路匯總這些 L2 數據,並將其上傳至比特幣主網的 taproot,從而使整個網路的用戶都可以公開訪問這些數據。
Merlin Chain 的工作流程主要包括:ZK L2 收集和批處理交易,同時生成證明;將原始交易數據、默克爾樹、比特幣狀態和其他數據集合形成聯合證明,並與預言機網路同步。收到這些 L2 數據後,預言機網路執行電路編譯,將壓縮數據和承諾上傳至比特幣主網的 taproot。
在 Merlin Chain 中,預言機節點扮演着至關重要的角色。它們不僅負責驗證 Merlin Chain 中的零知識證明,還負責將 L2 數據上傳至比特幣主網的 taproot。預言機節點在此過程中具體職責包括:編譯 L2 數據、執行電路編譯操作、上傳至比特幣主網、批量驗證和散列傳輸、生成簽名並提交,以及參與比特幣閾值簽名驗證和 ZKP 最終結算。
多樣化質押系統
Merlin Chain 引入了多代幣質押系統,通過質押機制來維護網路安全、激勵參與者、確保去中心化。用戶通過質押不同的加密資產來獲得預言機節點資格,或者代理質押到現有的預言機節點,從而參與 Merlin Chain 的治理和數據驗證過程。
系統支持質押 BTC、MERL 和其他主流 BRC20 資產,以滿足不同用戶的需求和風險偏好。系統會根據每個資產的市值和流動性動態調整質押權重,甚至小額投資者也可能有機會成為預言機節點。此外,系統將定期根據資產的波動性和市場表現調整質押權重,以確保獎勵分配的公平和合理性。
Merlin Chain 的質押機制不僅允許用戶直接質押資產成為預言機節點,還提供了靈活的代理質押選項,使用戶能夠選擇將資產託管給現有且信譽良好的預言機節點。通過代理質押機制,Merlin Chain 進一步豐富了其質押系統,使更多用戶能夠輕鬆參與區塊鏈的維護和治理。
為了保護用戶的質押資產,系統採用了多重簽名和冷儲存技術,確保資產的安全。所有的質押和獎勵分配過程都是公開透明的,用戶可以隨時檢查自己的質押狀態和預期收益。此外,智能合約的使用進一步提高了系統的可信度和自動化。
預言機節點的質押獎勵主要由區塊獎勵和交易費組成。區塊獎勵是按一定通膨率發放的 Merl 代幣,根據節點的質押權重和網路表現進行分配。交易費是 BTC 代幣,從 Merlin Chain 中的每筆交易中提取一定比例的交易費。獎勵將根據質押資產的類型和數量進行分配。
為了確保獎勵分配的公平性,Merlin Chain 將採用基於市值和質押量的加權平均算法。這種算法會考慮不同資產的市值和流動性,以及每個預言機節點的質押量,以計算每個節點應獲得的獎勵。
此外,Merlin Chain 還將使用 Celestia 作為數據可用性層,以確保區塊數據被可證明地發布,任何人都可以知道並儲存 Merlin Chain 的狀態。Celestia 的引入使得任何人都可以訪問歷史數據,以便新的 Rollup 節點通過重放歷史區塊來重建最新狀態。數據一旦在 Celestia 上發布並確保可用,Rollups 和應用程序就負責儲存其歷史數據。具體來說,節點在接收到添加到鏈上的新區塊時,將驗證數據可用性,嘗試下載新區塊的所有交易數據以驗證可用性。如果節點可以下載所有交易數據,則成功驗證了數據可用性,證明區塊數據確實已發布到網路。
Merlin Chain 通過排序節點和預言機網路的協作,實現了交易和數據的處理、驗證和儲存,並通過 ZKP 最終完成結算和更新 L2 鏈的狀態,同時兼顧安全性和去中心化。
鏈上防欺詐機制
Merlin Chain 的未來升級計劃包括引入一種比特幣鏈上欺詐證明機制,以解決當前無法在比特幣主網上直接驗證零知識證明的問題。由於比特幣網路的圖靈不完整性,傳統的在一層區塊鏈網路上驗證零知識證明的方法對於比特幣來說是不可行的。為了解決這個挑戰,Merlin Chain 通過利用 Taproot 將聚合的零知識證明和 Rollup 數據寫入比特幣主網,確保 ZK-Rollup 數據在比特幣上被錨定且防篡改。
未來的升級將通過比特幣鏈上欺詐證明機制來確保去中心化預言機網路提交的數據和 ZKP 的正確性。在這個機制中,預言機網路中的節點必須事先在比特幣網路上質押 BTC,為比特幣鏈上挑戰機制打下基礎。用戶可以基於比特幣主網上的壓縮交易數據、ZK 狀態根和 ZK 證明來發起對 ZK-Rollup 的挑戰。如果挑戰證明數據和證明之間存在不一致性,用戶可以索取事先在比特幣主網上質押的資產,而 ZK-Rollup 將回滾到最後一個經過驗證的狀態。
Merlin Chain 採用的比特幣鏈上欺詐證明機制與 Optimistic Rollup 不同,比特幣主網不再為整個交易量進行欺詐證明,而是專注於驗證 ZK 狀態根和 ZK 證明的安全性。
此機制中包括兩種角色:證明者和驗證者。證明者將程序編譯成一個龐大的二進制電路,並將該電路提交到帶有每個邏輯門的葉腳本的 Taproot 地址。證明者和驗證者預先簽署一系列交易,以啟用兩者之間的挑戰-響應機制。在這種形式下,去中心化的預言機網路首先在鏈下發布和儲存所有 Rollup 數據,只有承諾在鏈上儲存。
任何可計算的函數都可以表示為布爾電路,而 NAND 門(非與門)是一種可以組合任何布爾函數的通用邏輯門。在腳本語言中,通過兩個 BVC 實現 NAND 門,一個用於驗證的腳本如下所示。
通過結合一系列 NAND 門,可以表達任何電路,每一步都在 Taproot 葉節點下提交,並最終合併到同一個 Taproot 地址,允許證明者執行電路中的任何門。為了執行一個門,證明者需要打開相應的 NAND 門並設置輸入和輸出位值。鏈下的二進制電路結構可能非常龐大,但由於 Taproot 的特性,它在鏈上占用的空間非常小。
Merlin Chain 借鑑了 BitVM 的概念,將複雜程序的執行放在鏈下,然後將關鍵證據放在鏈上。它設計了最簡單的「電路單元」,並利用 Taproot 的組合能力將這些單元組合起來,實現了在比特幣區塊鏈上實現任何可執行函數的能力。大多數發生在第二層的交易不需要在 BTC 鏈上重新驗證。然而,對於任何有爭議的數據段/操作碼被挑戰,它必須在第一層上重放。如果檢測結論是提案者之前發布的數據有問題,則提案者的質押資產將被削減;如果挑戰者有問題,則挑戰者的質押資產將被削減。如果證明者長時間不響應挑戰,也可以被削減。
Merlin Chain 通過其先進的技術架構和安全機制,在提升比特幣 Layer2 解決方案的效率和可用性的同時,保障了網路和資金的安全。隨著未來升級的實施,Merlin Chain 有望進一步強化其在比特幣 Layer2 領域的領導地位,為用戶提供一個更加安全、高效的區塊鏈體驗。
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