金色硬核丨PolkaBTC：比特币进入波卡

金色财经近期推出金色硬核（Hardcore）栏目，为读者提供热门项目介绍或者深度解读。本期金色硬核（Hardcore）介绍Polkadot上的比特币平行链及其上的BTC——PolkaBTC。

前言

在2016年发表的白皮书中， Polkadot将和比特币的安全互操作作为Polkadot的一个关键的、具有挑战性的特性。2020年1月，随着Polkadot临近上线，Web3基金会授权Interlay基于XCLAIM设计一个连接比特币和Polkadot的无需信任的桥（a trustless bridge），希望它精心设计、开放和无需信任，来保证用户资金安全。

BTC平行链允许用户在Polkadot上铸造由比特币1:1支持的资产PolkaBTC，PolkaBTC可以在DEX、稳定币、借贷协议等很多应用中使用。

由Web3基金会资助的BTC平行链使用Parity的Substrate框架用在Rust中语言实现。

路线图

Interlay团队正在为PolkaBTC构建一个定制的Substrate环境，对其进行优化以验证比特币支付。BTC平行链包括比特币跨链SPV 客户端（BTC -Relay）、集成安全的价格预言机和XCMP ，以及对硬件钱包的支持。此外，Interlay还在开发Vaults、Staked Relayers（它确保 BTC-Relay是最新的）的客户端软件，以及一个易用的web界面。

第一个Alpha测试网计划于 2020年11月完成，一个功能就绪的Beta测试网将于2021 年 1 月上线。一旦代码库在 2021 年 2 月完成审计，以及Polkadot 和 Kusama启用平行链，BTC平行链将上线：先在Kusama，再在Polkadot主网。

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安全保证：无需信任和完全去中心化

BTC平行链的独特之处在于严格遵循无需信任和去中心化原则：

• 无需信任。这座桥中没有中心化权威。从一开始，BTC平行链就由个人、社区成员和公司的去中心化网络运营。

• 去中心化。本着像比特币系统这样的无需许可精神，任何人都可以参与运行桥：与其他方法相反，你无需许可或任何其他代币即可成为维护者并开始赚取费用。

作为PolkaBTC持有者，你能够得到保证：

始终可以将PolkaBTC兑回BTC，或以优惠价格得到抵押品货币的补偿。

如果Vaults行为不当，你将从Vaults的抵押品中获得补偿，并在BTC和DOT之间进行非常有利的交易。在启动时，抵押品将是DOT。从中期/长期来看，可以将其扩展到稳定币或代币集合，以提高稳定性。

总而言之，要信任桥，你只需要：

• 相信比特币是安全的。这意味着：相信在X个确认后比特币区块是确定的。尽管建议用户和应用设置更高的阈值，但桥将建议至少6个确认。

• 相信Polkadot是安全的。这个假设是由运行在Polkadot之上的所有应用程序做出的。

设计：XCLAIM框架

加密货币支持资产

BTC平行链背后的框架核心是XCLAIM。XCLAIM引入了加密货币支持资产的概念。资产储备为1：1，也就是说，1 BT支持锁定在比特币网络上，在Polkadot上释放1 PolkaBTC。PolkaBTC可以在Polkadot生态系统像任何Polkadot原生资产一样使用，这意味着它们可以轻松转移，并集成到其他平行链和应用中。

发行，交易，赎回

XCLAIM由三个主要协议组成，它们也代表了PolkaBTC的生命周期：

• 发行：用户在Vaults锁定BTC，然后在BTC平行链上创建PolkaBTC，Vaults是比特币网络上不受信任的抵押中介机构。

• 转移：用户将PolkaBTC转移给其他用户或者迁移到Polkadot生态系统内的其他平行链，并与稳定币，去中心化交易所，借贷协议等集成。

• 赎回：用户在BTC-Parachain上燃烧PolkaBTC，以从比特币网络上的Vaults中赎回等量的BTC。

PolkaBTC可以无限期保留在Polkadot上，并且可以在任何时间赎回。在Polkadot上获得PolkaBTC的用户不需要BTC钱包，除非他们决定赎回BTC。

安全，开放，高效

XCLAIM确保用户可以在任何时间将PolkaBTC赎回为相应数量的BTC，或者得到DOT补偿。总而言之，XCLAIM能够确保：

• 财务安全：中介机构保证抵押品并通过密码学证明操作是安全的。任何盗窃企图都会自动受到惩罚，同时用户会得到补偿。

• 动态和无需许可的：任何用户都可以随时随地成为自己的中介，而无需许可。无需依赖其他人或任何特殊的硬件。

• 抗审查：根据设计，Vaults对发行过程没有影响。也就是说，任何Vaults都不能阻止用户铸造或获取PolkaBTC。

• 快速高效：与经典的 比特币 HTLC原子交换相比，XCLAIM平均快95％。

参与BTC平行链

XCLAIM的设计强调开放和无需许可。这样，任何用户都可以同时担任多个角色，也可以随时离开系统。因此，要参与BTC平行链，你可以选择成为：

用户： BTC平行链上有两种类型的用户：

• 流动性提供者使用Vaults锁定BTC，以在平行链上铸造1：1支持的PolkaBTC。要求：（1）比特币钱包和（2）Polkadot钱包。

• 终端用户从Polkadot上的流动性提供者获取PolkaBTC，并使用PolkaBTC进行支付和应用。要求：Polkadot钱包

两者都可以随时将拥有的PolkaBTC赎回为BTC（需要BTC钱包）。

Vaults： 将BTC锁定在比特币上的抵押中介机构。只需锁定DOT抵押品，任何用户都可以成为Vault。唯一的要求是（1）比特币钱包，（2）Polkadot钱包和（3）一些DOT。

Staked Relayer通过将区块头提交给平行链的Bitcoin SPV客户端BTC-Relay，来确保BTC平行链与比特币网络状态同步。Staked Relayer还会标记（潜在的）无效块。要求：（1）比特币全节点，（2）Polkadot钱包，（3）一些DOT。

根据Polkadot共识规则，平行链验证者参与BTC平行链的DPoS共识。要求：（1）平行链全节点和（2）DOT。

BTC平行链组成

所有角色均通过平行链执行环境进行协调，该环境对发行，转移和赎回PolkaBTC的功能进行编码，并强制执行Vaults的正确行为。因此，平行链实施了多阶段抵押方案，以防止汇率波动。平行链还通过Substrate比特币SPV客户端BTC-Relay验证比特币上支付的正确执行。为了将PolkaBTC转移到其他平行链，将提供与Polkadot的跨链消息传递（XCMP）的集成。

BTC平行链是Polkadot网络上无需信任的比特币网关

从BTC到PolkaBTC

XCLAIM展示了两个核心协议，发行和赎回，概述如下。

发行/铸造PolkaBTC：用户（流动性提供者）铸造新的PolkaBTC。

• 1、用户在自己选择的要抵押的Vaults处注册一个发行请求。这将要求Vaults储备DOT抵押品（以防止出现竞争情况）。

• 2、然后用户将BTC发送到Vaults。

• 3、向BTC-Relay提交交易，以及相关证明。

• 4、BTC-Relay验证比特币交易。

• 5、为用户分配等量的新铸造的PolkaBTC

PolkaBTC发行步骤

将PolkaBTC赎回为BTC：用户把PolkaBTC赎回为等量的BTC或者收到DOT作为补偿。

• 1、发出赎回请求，用户使用BTC平行链锁定PolkaBTC。

• 2、平行链命令Vaults实施赎回。

• 3、Vaults向用户释放相应数量的BTC。

• 4、为了解锁DOT抵押品，Vaults将交易以及相关证明提交给BTC-Relay。

• 5、如果证明正确，则平行链释放Vaults的DOT。

• 6、如果没有及时提供有效证明，则平行链会惩罚Vaults的DOT，并以有利的汇率向用户偿还费用。

在实践中，将采用不太严格的方法，在这种情况下，Vaults只要保持总体上令人满意的SLA，就不会因脱机（非偷窃）而受到惩罚。

PolkaBTC赎回过程