PRO｜Bitcoin RGB、MEV 攻击解决方案 Headlock、利用 Bitcoin 增强 PoS 等 6 篇论文

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Apr 20, 2023

欢迎阅读第一期 ChainFeeds Pro Newsletter，这是一个关注技术、深度、硬核内容的栏目，我们会搜集行业中的技术前沿趋势，以及深度研究或论文，进行总结和整理。不定期发布。

💡Bitcoin RGB 进展

本周 Bitcoin Optech 介绍了 RGB 协议的开发进展。

补充信息：RGB 协议的概念最早来自于 2018 年，当时被概括为「闪电网络上的彩色硬币」（colored coins over Lightning），而 RGB 又代表了三原色的缩写。
用途：RGB 协议使用比特币交易在链下合约中执行状态更新，例如代币的创建和转移，还可以具有隐私性和可扩展性。
更新：RGB v0.10 是该协议的最新版本，与先前版本不兼容，该版本添加了许多改进并提出了添加其他功能的路线图。

来源：https://bitcoinops.org/en/newsletters/2023/04/19/

🔒以太坊新研究：mev-boost 和 ePBS 中的「模棱两可」攻击及短期解决方案 Headlock

作者：以太坊基金会研究员 Francesco D’amato 和 Mike Neuder

该研究回顾了 4 月 2 日 mev-boost 被利用并被盗 2000 万美元的事件，并提出了短中期的解决方案 Headlock，通过更改一部份共识流程降低这类「模棱两可」（Equivocation）攻击的可能性。

攻击事件回顾：4 月 2 日这次攻击的成功是由于：Relay 没有检查 Proposer 发送的 signed header 的有效性；Relay 在将区块发布到 p2p 网络之前就将 block body 返回给了 Proposer（所以让 Proposer 可以解包并发出另一个区块）。该问题已经被修复。
补充信息：ePBS（enshrined PBS）是接下来以太坊协议层的 PBS 解决方案，包含三个目标：信任最小化；通过以太坊协议层的机制捕获大多数 MEV；以对协议最有利的方式将捕获的 MEV 分配给参与者。该研究也针对 ePBS 提出了解决方案。
新方案：两位作者提出的 Headlock 中继机制以防止这类攻击，基本思路是，在向 p2p 网络广播区块之前，先确保发布的 header 可以让大多数验证人看到并确认，然后才发布 body。但是该方案会增加整个共识过程的时间，而且也需要修改验证人和 Relay 节点的行为，因此需要在协议层、mev-boost 和社区之间进行更多的研究和讨论才可能继续推进。

来源：

https://ethresear.ch/t/equivocation-attacks-in-mev-boost-and-epbs/15338

https://notes.ethereum.org/@mikeneuder/B1VIDkXG2

📑论文

An Ethereum-compatible blockchain that explicates and ensures design-level safety properties for smart contracts（一个与以太坊兼容的区块链，阐明并确保智能合约的设计层面的安全性质）

作者来自：Microsoft Research、The Pennsylvania State University

智能合约是去中心化技术的关键要素，但由于安全漏洞而面临着重大的信任障碍。为了解决核心问题，我们提出了一种技术，使程序员可以专注于 design-level properties 而不是特定的 low-level attack patterns。我们提出的技术称为Theorem-Carrying-Transaction（TCT），结合了 runtime checking 和 symbolic proof 的优点。

Credible Decentralized Exchange Design via Verifiable Sequencing Rules（通过可验证的排序规则设计可信的去中心化交易所）

作者来自：Harvard University

由于缺乏监管框架，矿工常常利用其特权地位通过抢跑交易获得无风险利润。在本文中，作者提出修改矿工和用户之间的交互方式，并开始对可验证排序规则（verifiable sequencing rules）进行研究。与现有状态相同，在这种情况下，矿工可以确定一个区块的内容；然而，他们承诺遵守约束执行顺序并且是可验证。

FlexiChain 2.0: NodeChain Assisting Integrated Decentralized Vault for Effective Data Authentication and Device Integrity in Complex Cyber-Physical Systems（FlexiChain 2.0：NodeChain 辅助集成化去中心化保管库，用于复杂的网络物理系统中的有效数据验证和设备完整性）

作者来自：University of North Texas

本文旨在为物联网和网络物理系统提供一个适用的分布式账本技术，以满足其要求。FlexiChain 被提议作为 Layer Zero 网络，可以由独立的区块链组成。

Bitcoin-Enhanced Proof-of-Stake Security: Possibilities and Impossibilities（以比特币网络增强 PoS 链安全性：可能性和不可能性）

作者来自：Stanford University、BabylonChain、University of Washington、University of Minnesota

PoS 区块链具有高效的能源利用率和快速的最终性，但面临着多个安全问题。本文作者提出了一个新的协议 Babylon，将现有的其他 PoS 区块链的 checkpoints 放在比特币网络，以解决这些问题。

Certifying Zero-Knowledge Circuits with Refinement Types（使用细化类型认证零知识电路）

作者来自：University of California、The University of Texas、Veridise、Axiom、Polychain Capital、Simon Fraser University

ZK 应用程序中的错误非常难以检测，本文介绍了 Coda，一种用于构建零知识应用程序的新型静态类型语言。Coda 可以通过丰富的细化类型（refinement type）系统正式地指定和静态地检查 ZK 应用程序的属性。本文评估表明，Coda 使得可以指定这些电路的重要和形式化验证正确性属性，还揭示了 Circom 项目中的 6 个先前未知的漏洞。

Prophet: Conflict-Free Sharding Blockchain via Byzantine-Tolerant Deterministic Ordering（Prophet：通过拜占庭容错确定性排序实现无冲突分片区块链）

作者来自：The Hong Kong Polytechnic University、Purdue University、Sun Yat-sen University、The University of Sydney

本文提出了 Prophet（先知），一种基于拜占庭容错确定性排序的无冲突分片区块链。Prophet 在分片共识中协调预执行、排序和执行过程，开销最小。本文评估显示，与最先进的分片相比，Prophet 将吞吐量提高了 3.11 倍，并在 100 万个以太坊交易中几乎没有中止。

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