Kandungan
- 1 Pengenalan
- 2 Kerja Berkaitan
- 3 Seni Bina Babylon
- 4 Analisis Keselamatan
- 5 Keputusan Eksperimen
- 6 Butiran Teknikal
- 7 Contoh Rangka Kerja Analisis
- 8 Aplikasi Masa Depan
- 9 Rujukan
- 10 Analisis Asal
1 Pengenalan
Konsensus Bukti-Kerja (PoW) Bitcoin memberikan keselamatan tiada tandingan melalui kuasa hash yang besar tetapi menggunakan tenaga yang berlebihan. Rantaian Bukti-Kepentingan (PoS) menawarkan kecekapan tenaga dan kemuktamadan pantas tetapi menghadapi kelemahan keselamatan asas.
1.1 Dari Bukti-Kerja ke Bukti-Kepentingan
Pelombong Bitcoin mengira kira-kira $1.4 \times 10^{21}$ hash per saat secara global, mencipta keselamatan yang belum pernah berlaku tetapi dengan kos tenaga yang sangat besar. Protokol PoS seperti Ethereum 2.0, Cardano, dan Cosmos menyediakan alternatif cekap tenaga dengan mekanisme akauntabiliti.
1.2 Isu Keselamatan Bukti-Kepentingan
Rantaian PoS menghadapi tiga kelemahan kritikal: serangan jarak jauh tidak boleh potong, serangan penapisan/penangguhan transaksi, dan cabaran permulaan daripada penilaian token yang rendah. Batasan asasnya ialah serangan keselamatan sering tidak boleh dipotong dengan berkesan.
2 Kerja Berkaitan
Pendekatan sebelumnya untuk keselamatan PoS termasuk penanda aras konsensus sosial, andaian subjektiviti lemah, dan model hibrid. Walau bagaimanapun, penyelesaian ini memerlukan tempoh penguncian kepentingan yang dipanjangkan (contohnya, 21 hari dalam Cosmos) atau memperkenalkan andaian kepercayaan baru.
3 Seni Bina Babylon
Babylon menggunakan semula kuasa hash Bitcoin untuk meningkatkan keselamatan PoS melalui perlombongan bergabung, menyediakan keselamatan kriptografi tanpa penggunaan tenaga tambahan.
3.1 Perkhidmatan Penanda Waktu Data Tersedia
Babylon membolehkan rantaian PoS untuk menanda waktu penanda aras, bukti penipuan, dan transaksi yang ditapis pada rantaian blok Bitcoin, mencipta sauh keselamatan yang kekal.
3.2 Perlombongan Bergabung dengan Bitcoin
Dengan memanfaatkan infrastruktur perlombongan sedia ada Bitcoin, Babylon mencapai kos tenaga tambahan sifar sambil menyediakan rantaian PoS dengan jaminan keselamatan tahap Bitcoin.
4 Analisis Keselamatan
4.1 Teorem Keselamatan Boleh Potong
Teorem keselamatan kriptoekonomi membuktikan bahawa Babylon menyediakan jaminan keselamatan boleh potong. Model keselamatan menunjukkan bahawa penyerang perlu menjejaskan kedua-dua rantaian PoS dan kuasa perlombongan Bitcoin secara serentak.
4.2 Jaminan Kelangsungan
Babylon memastikan kelangsungan protokol dengan mencegah serangan penangguhan melalui penanda aras bertanda waktu yang membolehkan kemajuan rantaian walaupun semasa percubaan penapisan.
5 Keputusan Eksperimen
Simulasi menunjukkan bahawa rantaian PoS yang ditingkatkan Babylon mencapai keselamatan setanding dengan $1.4 \times 10^{21}$ hash/saat Bitcoin dengan lebihan tenaga sifar. Perkhidmatan penanda waktu mengurangkan kebolehgunaan serangan jarak jauh sebanyak 99.7% berbanding sistem PoS berdiri sendiri.
6 Butiran Teknikal
Model keselamatan menggunakan rangka kerja toleransi kesalahan Byzantine di mana kebarangkalian serangan berjaya dihadkan oleh: $P_{attack} \leq \frac{q}{n} \cdot e^{-\lambda t}$ di mana $q$ ialah kepentingan penyerang, $n$ ialah jumlah kepentingan, $\lambda$ ialah kadar hash Bitcoin, dan $t$ ialah selang penanda aras.
7 Contoh Rangka Kerja Analisis
Pertimbangkan rantaian PoS dengan jumlah kepentingan $10 bilion. Penyerang memperoleh 30% ($3 bilion) tetapi tidak boleh melancarkan serangan jarak jauh kerana penanda waktu Babylon memerlukan serangan serentak terhadap infrastruktur perlombongan Bitcoin $15 bilion, menjadikan serangan tidak layak secara ekonomi.
8 Aplikasi Masa Depan
Babylon membolehkan komunikasi antara rantaian yang selamat, mengurangkan tempoh penguncian kepentingan dari minggu ke jam, dan keselamatan permulaan untuk rantaian PoS baru. Seni bina ini menyokong aplikasi kewangan terpusat (DeFi) yang memerlukan keselamatan tahap Bitcoin dengan kecekapan PoS.
9 Rujukan
- Buterin, V., & Griffith, V. (2019). Casper the Friendly Finality Gadget.
- Kwon, J. (2014). Tendermint: Consensus without Mining.
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
- Buterin, V. (2021). Why Proof of Stake.
- Kannan, S., et al. (2022). Cryptoeconomic Security for Proof-of-Stake.
10 Analisis Asal
Pandangan Teras: Babylon mewakili peralihan paradigma dalam seni bina keselamatan rantaian blok dengan mengakui bahawa infrastruktur perlombongan Bitcoin yang mantap mewakili barang awam yang kurang digunakan. Pandangan asas bukan hanya teknikal—ia ekonomi: mengapa membina semula keselamatan dari awal apabila kita boleh memanfaatkan infrastruktur perlombongan Bitcoin sedia ada bernilai $15 bilion? Pendekatan ini mencerminkan falsafah seni bina di sebalik protokol seperti CycleGAN (Zhu et al., 2017), yang menunjukkan bahawa struktur sedia ada boleh digunakan semula untuk objektif baru tanpa kos latihan tambahan.
Aliran Logik: Kertas kerja ini secara sistematik memecahkan dikotomi palsu antara keselamatan PoW dan kecekapan PoS. Dengan mengenal pasti tiga kelemahan asas PoS yang tidak boleh diselesaikan dalam PoS itu sendiri—serangan jarak jauh, rintangan penapisan, dan masalah permulaan—penulis mewujudkan keperluan untuk sauh keselamatan luaran. Formulasi matematik yang menunjukkan bahawa tiada protokol PoS tulen boleh mencapai keselamatan boleh potong tanpa andaian kepercayaan luaran amat merosakkan ortodoksi PoS semasa.
Kekuatan & Kelemahan: Sumbangan terkuat Babylon ialah teorem keselamatan kriptoekonomi yang elegan, yang menyediakan jaminan keselamatan boleh diukur setanding dengan model terbukti Bitcoin. Walau bagaimanapun, pendekatan ini mewarisi batasan Bitcoin—terutamanya masa blok 10 minit, yang mungkin mencipta isu kependaman untuk aplikasi masa nyata. Kebergantungan pada dominasi perlombongan berterusan Bitcoin mewakili risiko pemusatan yang bercanggah dengan etos terpencar banyak sistem PoS.
Pandangan Boleh Tindak: Untuk pemaju rantaian blok, Babylon menawarkan nilai praktikal segera: rantaian PoS baru boleh memulakan keselamatan tanpa masalah ayam dan telur tradisional menarik kepentingan yang mencukupi. Untuk perusahaan, ini membolehkan pelaksanaan rantaian blok selamat dengan keselamatan tahap Bitcoin terbukti pada kos tenaga PoS. Aplikasi paling berpotensi terletak pada keselamatan antara rantaian—bayangkan zon Cosmos atau parachain Polkadot diamankan oleh kuasa hash Bitcoin dan bukannya ekonomi token asli mereka. Seperti yang dinyatakan dalam penyelidikan Yayasan Ethereum, model hibrid mewakili langkah evolusi seterusnya dalam konsensus rantaian blok, dan Babylon menyediakan pelaksanaan paling ketat matematik setakat ini.