分散型の方法でビットコインをイーサリアムに導入する方法: tBTC 資産のクロスチェーンソリューションと脆弱性修復について理解する

Winkrypto

特邀专栏作者

2020-06-09 10:17 (UTC+8)

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tBTC はどのようにして安全かつ分散型の方法でクロスチェーンのビットコイン資産を実現するのでしょうか?メインネット公開後の脆弱性はどのように修正されていますか?

AI要約

編集者注: この記事は以下から引用しましたチェーンニュース ChainNews (ID:chainnewscom)、著者：Lianwen 研究ディレクター、Pan Zhixiong、許可を得て掲載。

編集者注: この記事は以下から引用しました

チェーンニュース ChainNews (ID:chainnewscom)

、著者：Lianwen 研究ディレクター、Pan Zhixiong、許可を得て掲載。
分散化を通じてクロスチェーンのビットコイン資産を実現するソリューションの中で、tBTCは近い将来最も注目を集めるプロジェクトです。 BTC が信頼なしで安全にイーサリアムネットワークに移行できるということは、BTC がチューリングの完全なスマートコントラクトを享受できることを意味し、想像力の余地がさらに広がります。たとえば、このようにして、ビットコイン資産を分散型金融 (DeFi) エコシステムに適用できます。結局のところ、ビットコインは最も多くのユーザー、最も高い市場価値、そして最も重要なネットワーク効果を持っています。
tBTC は、Thesis の子会社である Keep Network によって開発されたサブプロジェクトであり、彼らが「廃業」して立ち上げた実験プロジェクトに少し似ています。もともと、Keep Network はプライベートデータを保存するオフチェーンコンテナを使用してイーサリアムにプライバシー層を提供するソリューションでしたが、tBTC はビットコインのクロスチェーンソリューションであり、Keep 自体の方向性とは何の関係もないように思えます。ただし、同じトークン KEEP やマルチ署名メカニズムの使用など、この 2 つの間にはまだ交差する部分がいくつかあります。

さらに、Summa と Cross-Chain Group も tBTC プロジェクトに参加しています。序文によると、これらのパートナーは次のように分類されます。

Keep はビットコイン分散管理のロジックで ECDSA しきい値署名を使用し、tBTC のネイティブトークンは KEEP を使用します。

Summa は、イーサリアムブロックチェーン (SPV ソリューション) でビットコイントランザクションを検証する方法を担当する tBTC プロトコルの一部であるクロスチェーンソリューションに焦点を当てています。

Cross-Chain Group は、クロスチェーンテクノロジーの研究、設計、実装を担当します。

Keep の投資家には、Polychain Capital、a16z、Draper Associates、Fabric Ventures、Distributed Capital Partners など、米国の主流機関がいくつか含まれています。その中で、a16zは、ステーブルコインプロトコルMaker、融資プロトコルCompound、取引プロトコルdYdXを含む多くのDeFiプロトコルへの投資家でもあり、これら3つは現在のDeFiプロトコルのトッププロジェクトでもあります。将来的には、Win-Win の状況になる可能性があります。戦略: ビットコインは DeFi をサポートでき、DeFi はビットコインを使用できます。

現在tBTCを統合しているプロジェクト
tBTC が登場する前は、暗号化資産、特にビットコイン資産のクロスチェーンソリューションのほとんどは、WBTC、imBTC、HBTC などの中央機関の保管を通じて実現されていました。これらのソリューションではセキュリティと透明性も考慮されていますが、暗号通貨コミュニティにとって、人々は完全に分散化され、非管理で、参入障壁がなく、許可の必要のない資産クロスチェーンインフラストラクチャを望んでいます。結局のところ、資産をある場所から別の場所に移動するのは非常に基本的な権利であり、他の要因が関与したり、リスクが追加されたり、プライバシーが犠牲になったりしてはなりません。

全体として、tBTC の最も重要な利点は次の 2 つです。

元の資産による住宅ローン: tBTC はビットコインを担保にすることでチェーン全体で同等の TBTC トークンを生成するため、追加のビットコインは生成されません。それどころか、Synthetix などの資産合成プロトコルは、ビットコインの価値を「シミュレート」するトークン sBTC を鋳造するために他のトークンを使用しており、これにより実際にビットコインの流通量が増加します。

分散型プロトコルによってホストされる: tBTC プロトコルのビットコイン資産は分散型プロトコルによってホストされ、プロセス全体が悪意のあるものにならないようにするための一連のセキュリティメカニズムも設定されています。

上記 2 つの観点から、tBTC に類似した現在のプロジェクトは次のように分類できます。

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tBTCはどのように機能しますか?

価格を維持するためにステーブルコインプロトコルメーカーによって設計されたさまざまなメカニズムと同様に、tBTCは計画全体でシステムセキュリティをもたらす可能性のあるさまざまな特別な状況も考慮に入れています。これらのモジュールが1つずつ説明されているか、ケースの説明で補足されている場合、おそらく長さは紙1枚、または白い紙と同じくらい。

結局のところ、ほとんどの tBTC システムまたは TBTC トークンのユーザーにとって、それほど多くの複雑なロジックにさらされる必要はありません。システムに深く関与している人やネイティブトークンのトレーダーだけが、システム全体の動作メカニズムを十分に理解する必要があり、時間がかかってもホワイトペーパーを注意深く読む必要があります。

ただし、その前に、この記事は tBTC を理解するための入門マニュアルとしても使用でき、tBTC プロトコルの概念とシステム操作のコアワークフローを迅速に確立できます。つまり、ここでの主な答えは次の質問です。なぜ tBTC は安全かつ分散型の方法でクロスチェーン資産を利用できるのでしょうか?
最初にいくつかの説明と説明をします。
tBTC スキームには、次の当事者が関与します。

BTC ->預金者: BTC をイーサリアムに送金したいユーザー。

検証者/署名者: tBTC ネットワークのセキュリティを維持し、収入を得るユーザー。

Redeemer: イーサリアム上の TBTC を実際の BTC と交換したいユーザー。
副題

TBTC 鋳造プロセス

ビットコインとイーサリアムの資産クロスチェーンソリューションには、次の 2 つの主な課題があります。

ユーザーは、抵当に入れられた資産が盗まれないことをどのように確認できますか。tBTC が選択した解決策は、3 人が共同保管するマルチ署名アドレスに資産を保管することであり (Keep によって実装されたテクノロジー)、誰も資産を移動することはできません。、住宅ローンが資産を超える必要があります。

イーサリアムチェーン上でビットコイントランザクションと所有権を確認する方法: tBTC は、クロスチェーントランザクション検証を実現するために Summa によって設計された SPV (Simple Payment Verification) テクノロジーを使用します。

したがって、BTC から TBTC に切り替えるプロセスは 2 つのステップに分かれています。

2. ビットコイン保管アドレスの 6 ブロックに送金した後、預金者は送金完了の証拠をプロトコルに提出すると、対応する量の TBTC を鋳造することができます。

BTC ->TDT の簡単な紹介: さまざまな預金者のさまざまな保管金額または時間を記録するために、tBTC システムは、TBTC を鋳造する前に、TDT (tBTC デポジットトークン) と呼ばれる非均質トークン (NFT) も発行します。トークンと呼ばれていますが、実際には「証明書」に似たもので、分割できず固有のものであり、この証明書はその後のBTCの引き換えに必要となります。

もちろん、プロトコルの設計では、他の考えられる問題とそれに対応する処理方法を考慮する必要がありますが、最も一般的な問題は、ETH の価値が BTC の価値と比較して下落した場合、検証者が十分な担保を持たない可能性があり、これにより、検証者は悪事を働くという動機を持っているため、tBTC はそれに対処するための対応する清算モジュールを設計しました。

tBTC プロトコルには、事前清算と強制清算の 2 つの段階が含まれており、他の清算システムの設計目標と同様に、オークションプロセスは強制清算段階で開始され、ETH は保証のための割引価格で TBTC 保有者に競売にかけられます。担保 ETH その値は TBTC (つまり BTC) の値よりも大きいです。また、清算後に資金が残った場合には、状況に応じて利益分配が行われます。

TBTC 引き換えプロセス

償還プロセスは比較的単純で、ユーザーが TBTC を BTC に交換したい場合、TBTC と少額の「手数料」をイーサリアムスマートコントラクトに送信し、受け取ったビットコインアドレスを添付するだけで済み、3 人の検証者が共同で署名する必要があります。ビットコインチェーン上のトランザクションを実行し、指定されたアドレスにBTCを転送します。一部の検証者が協力しない場合はどうなりますか?抵当に入れられた ETH は清算のみ可能です。

また、バリデーターが共同保管サービスを提供し、ETH モーゲージ資産を支払うため、償還者は経済的インセンティブとして少額の追加料金を支払う必要があるためでもあります。

したがって、tBTCシステムはバリデーターとして、安定した収入が得られる資産管理ツールとして利用することができます。ホワイトペーパーの計算によれば、バリデーターの年間収入は約 1.875% であり、住宅ローン金利 150% を考慮すると、実質年間収入は約 1.25% となります。これは、コミュニティの多くの人々が tBTC について不満を抱いている点です。多くの人は、現在の低い収益率がバリデーターの参加動機の不足につながる可能性があると信じています。もちろん、これは現在のパラメータ設定が預金者と引き換え者にとってよりフレンドリーであることも意味します。

KEEP トークン: 作業の対価を支払う

tBTCシステムでは、ネイティブトークンのKEEPはワーキングトークンなので、KEEPを保有しているだけでは何のメリットも得られませんが、KEEPを保有しながら頑張って働くことでのみメリットを得ることができます。

TBTC 鋳造のリンクを振り返ると、「ステップ 2」で、tBTC システムはバリデーターのグループを含むプールから 3 つを抽出する必要があります。抽出の根拠は何ですか?そうです、それはKEEPトークンの保有に基づいています。たとえば、1000 KEEP を保持している人は、100 KEEP を保持している人よりも抽選される可能性が 10 倍高く、つまり、長い期間に置かれた場合、前者は後者の 10 倍働きます。

より多くのKEEPを保有するということは、バリデーターがより多くのBTCの保管に参加できるようになり、より多くの潜在的な利益を得る機会が得られることを意味します。

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発売から2日後に発見されたバグはどうなったのでしょうか？
tBTCがオンラインになってから2日後、当局はプロトコルに重大な問題を発見したため、事前に予約されていたグローバルスイッチを押し、システム全体のリチャージ機能を10日間停止した。

その前に背景知識を紹介する必要がありますが、10 年以上にわたるビットコインの開発中、テクノロジーの進化に伴い、さまざまな種類のスクリプトによって生成されるさまざまなアドレスタイプが誕生しました。

ビットコインの初期アドレスは「1」で始まり、このタイプのスクリプトは P2PKH (Pay to Public Key Hash) と呼ばれます。

その後、「3」で始まるアドレスが誕生しました。このタイプのスクリプトは P2SH (Pay to Script Hash) と呼ばれ、より強力で、マルチ署名をサポートし、後で分離された証人と組み合わせることができます。

最後に、「bc1」で始まる元の分離された証人アドレスが誕生しました。このタイプのスクリプトは P2WPKH (Pay To Witness Public Key Hash) と呼ばれ、Bech32 とも呼ばれます。

最初に、tBTC がプロトコルを設計していたとき、償還を制限し義務付けたアドレスは P2WPKH (bc1 で始まる) でなければなりません。しかし、今年の 2 月に、tBTC のエンジニアリングディレクターは、この制限を緩和する、つまり P2WPKH 以外のスクリプト (1 または 3 から始まる) をサポートするための変更を提出しました。

ソフトウェア開発ではこうした問題を早期に発見するためのテストプロセスが設定されているが、「非P2WPKH」スクリプトはテストケースに含まれていなかったという。最終的に P2SH アドレス (3 で始まる) がテストネットワークでテストされましたが、チームは引き換え DApp プロセスのフロントエンドの抜け穴によりテストが成功したと誤って信じていました。

未発見の問題のプロセス全体は次のとおりです。

tBTC プロトコルの設計では P2WPKH アドレスのみがサポートされています —> P2WPKH の制限を緩和することが一時的に決定されました —> しかし、システムはそれに応じて調整されていません —> テストケースはカバーされていません —> 他の機能の抜け穴により、次のような誤った信念が生じていますテストは合格しました。

これらの問題が積み重なり、tBTC が脆弱性を抱えてオンラインになる原因となりました。

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今後どのように改善していくのか？

インシデントのレビューレポートの中で、tBTC プロジェクトはワークフローを最適化し、セキュリティチーム Trail of Bits と協力して、tBTC のより自動化された統合テストとシステムテストを計画すると述べています。

なお、ソフトウェアの開発プロセスでは、通常、正式版がリリースされる前に「リリース候補」と呼ばれる複数のバージョンがリリースされ、脆弱性が見つからなかった場合、最後のリリース候補（RC）がリリースされ、最終的な正式版となります。たとえば、ビットコインの次のメジャーバージョン 0.20.0 では、2 つの RC バージョンがリリースされました。

tBTC は、プロジェクトのリスクを効果的に軽減できるもう 1 つのメカニズムは、システム全体の容量を制限することであると考えています。つまり、TBTCと交換できるBTCの最大量を制限しており、重大な問題が発生した場合でも、損失は制御可能な範囲内のビットコインまたはイーサリアムにとどまります。

具体的には、RC1バージョンでは、初月のシステム容量が100BTCに設定され、その後毎月250BTC、750BTC、1000BTCと増加するが、これらのロジックもスマートコントラクトに応じて事前設定され実行される。 5か月後に制限は自動的に解除され、12か月後に事故がなければ、チームは緊急一時停止ボタンを無効にするが、これは今回はシステムをさらなる損失から守る予約された「バックドア」である。

最後に、tBTCは、ConsenSysとTrail of Bitsのセキュリティ監査に加えて、特にBTC取引とクロスチェーン通信に関わる部分を対象とした3回目のセキュリティ監査を組織すると述べた。同時に、tBTC はバグ報奨金プログラムの最大報酬を 10 倍の 100 万 KEEP トークンに増額しました。

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