跨鏈橋:連接區塊鏈生態系統的關鍵基礎設施

我們生活在一個多鏈世界,數十億美元的資產鎖定在100多條鏈上。這些區塊鏈資產的所有者正在尋找套利機會來賺錢,就像他們在傳統金融中一樣。然而,與傳統金融不同,區塊鏈資產長期以來無法在不同鏈之間自由流動,主要有三個原因:

1. 區塊鏈之間無法互相通信
2. 由於公鏈的無信任特性,套利需要所有相關資產都存在於同一條鏈上
3. 無信任區塊鏈之間缺乏可信中介

爲了解決區塊鏈資本效率低下的問題,有進取心的個人創建了區塊鏈橋來應對這些挑戰,開始將區塊鏈生態系統連接起來。現在,你可以在以太坊上交易比特幣了。當然,跨鏈橋還可以用於其他功能,但主要作用是提高資本效率。

什麼是區塊鏈橋

區塊鏈橋連接兩個區塊鏈,通過信息和/或資產的傳輸促進這些區塊鏈之間安全可驗證的通信。

這提供了許多機會,例如:

• 資產跨鏈轉移
• 新的去中心化應用可以訪問不同區塊鏈的優勢
• 不同區塊鏈生態系統的開發者可以協作構建新解決方案

橋有兩種基本類型:

1. 受信任橋

依賴中央實體或系統運作。用戶主要依賴橋運營商的聲譽,需要放棄對加密資產的控制。

2. 無需信任橋

使用去中心化系統運作,如嵌入算法的智能合約。橋的安全性與底層區塊鏈相同。用戶可通過智能合約控制資金。

在這兩種信任假設下,常見的跨鏈橋設計類型包括:

• 鎖定、鑄造和銷毀代幣橋:提供即時確定性,用戶在目標鏈上收到合成資產。
• 具有統一流動性的本地資產池的流動性網路:不同鏈上的資產池互相連接,共享流動性。

然而,所有設計都必須解決兩個難題:

跨鏈橋三難困境

橋協議只能同時具備以下三個屬性中的兩個:

• 即時保證最終性
• 統一流動性
• 本地資產

互操作性三難困境

互操作性協議只能同時具備以下三個屬性中的兩個:

• 無需信任
• 可擴展性
• 通用性

除此之外,安全性是區塊鏈橋面臨的最大挑戰,這從2021年和2022年發生的多起黑客事件可見一斑。從根本上說,跨鏈橋的安全性取決於其中最不安全的那條鏈。不過,對於錨定在同一Layer 1上的Layer平台之間的橋來說,這個問題並不存在,因爲它們共享同一Layer 1的安全保證。

爲什麼跨鏈橋對Layer很重要

Layer平台旨在擴展Layer 1區塊鏈並繼承其安全保證。Layer之間創建橋時需要考慮不同Layer平台的特性,如optimistic rollups vs. zk-rollups vs Validium rollups vs Volition rollups。這些差異使得Layer橋具有特殊性,因爲Layer與Layer 1以及不同Layer之間在信任假設和最終性方面存在差異。

Layer之間的橋很重要,原因與Layer 1相同:Layer資產正在尋求其他Layer的資本效率、可移植性和其他功能。

如前所述,如果橋接的Layer錨定在同一Layer 1上,可以克服Layer平台本地信任假設的差異,而且無需額外的信任假設。然而,Layer 1上Layer交易最終性的差異使得以最小化信任的方式在Layer之間橋接資產具有挑戰性。

Layer區塊鏈橋的類型

理想情況下,Layer-Layer橋應滿足以下標準:

• 客戶端必須通過抽象層與每個Layer協議解耦
• 客戶端必須能夠驗證從抽象層返回的數據有效性,理想情況下無需改變信任模型
• 接口Layer協議不需要結構/協議更改
• 第三方必須能夠獨立構建目標Layer協議的接口

目前,大多數Layer橋將Layer視爲另一個區塊鏈。Optimistic rollups中的欺詐證明和zk-rollups中的有效性證明取代了普通Layer 1到Layer 1橋中使用的區塊頭和Merkle證明。

當前Layer橋格局

以下是當前Layer橋的多樣化格局概述,包括名稱、簡要描述和橋設計類型:

1. Hope Exchange:Rollup間通用代幣橋,允許用戶幾乎立即在rollup間發送代幣。設計類型:流動性網路。

2. Stargate:可組合的原生資產橋和基於LayerZero構建的dApp。設計類型:流動性網路。

3. Synapse Protocol:利用鏈和流動性池間驗證者執行跨鏈和同鏈交換的代幣橋。設計類型:混合設計。

4. Across:跨鏈Optimistic橋,使用中繼器滿足用戶傳輸請求。設計類型:流動性網路。

5. Beamer:允許用戶在rollup間移動代幣,側重於用戶友好性。

6. Biconomy Hyphen:多鏈中繼網路,利用智能合約錢包在不同Optimistic L2網路間轉移代幣。設計類型:流動性網路。

7. Bungee:建立在Socket基礎設施上的橋,匯集多個橋和DEX的流動性。設計類型:流動性池聚合器。

8. Celer cBridge:去中心化非托管資產橋,支持30多個區塊鏈和Layer。設計類型:流動性網路。

9. Connext:處理跨鏈發送資金相關消息的橋。設計類型:混合設計。

10. Elk Finance:使用ElkNet進行跨鏈價值轉移的橋。設計類型:混合設計。

11. LI.FI:橋接器和DEX聚合器,可路由任何鏈上的任何資產。設計類型:流動性池聚合器。

12. LayerSwap:低成本將代幣從中心化交易所直接橋接到Layer網路。設計類型:流動性網路。

13. Meson:使用哈希時間鎖定合約的原子互換應用。設計類型:流動性網路。

14. O3 Swap:聚合多個跨鏈流動性池的跨鏈機制。設計類型:流動性池聚合器。

15. Orbiter:用於傳輸以太坊原生資產的去中心化跨rollup橋。設計類型:流動性網路。

16. Poly Network:允許用戶在不同區塊鏈間轉移資產的Lock-Mint交換橋。設計類型:代幣橋。

17. Voyager:使用路由算法尋找最佳路徑的橋。設計類型:流動性網路。

18. Umbria Network:跨鏈資產橋、質押池和DEX組合。設計類型:流動性網路。

19. Via Protocol:鏈、DEX和橋接器的聚合器,用於優化資產傳輸路徑。設計類型:混合設計。

20. Multichain:使用SMPC節點網路的外部驗證橋。設計類型:混合設計。

21. Orbit Bridge:允許在支持的區塊鏈間轉移代幣的跨鏈橋。設計類型:代幣橋。

22. Portal:建立在Wormhole消息傳遞協議之上的代幣橋。設計類型:代幣橋。

23. Satellite:由Axelar網路支持的代幣橋。設計類型:流動性網路。

L2Beat項目維護了一個Layer相關區塊鏈橋列表,包括總鎖倉價值(TVL)、描述和風險評估。

Layer橋風險概況

用戶使用Layer橋時需要謹慎評估以下風險:

資金損失風險

• 預言機、中繼器或驗證者串通提交欺詐性證明
• 驗證者/中繼者私鑰泄露
• 驗證者惡意鑄造新代幣
• 虛假聲明未及時異議(Optimistic消息協議)
• 目標區塊鏈重組發生在Optimistic爭議期後
• 未經驗證的合約源碼包含惡意代碼
• 代幣橋所有者行爲不當
• 協議合約暫停或收到惡意更新

資金凍結風險

• 中繼器/流動性提供者不處理用戶交易
• 協議合約暫停或收到惡意更新
• 橋上目標代幣流動性不足

審查用戶風險

• 預言機或中繼器無法促進傳輸
• 協議合約暫停

盡管此列表並不詳盡,但概述了當前使用橋的主要風險。

新的零知識證明(ZKP)技術正在開發中,旨在緩解部分風險並解決橋接難題。ZKP的使用允許以下橋設計特徵:

• 無需信任且安全,因爲區塊頭正確性可通過zk-SNARKs證明
• 無需許可和去中心化,因爲任何人都可加入中繼網路
• 可擴展,因爲應用可檢索ZKP驗證的區塊頭
• 高效,因爲新的證明方案具有快速的生成和驗證時間

這些開發有望加速橋生態系統的成熟和安全。

總結

Layer橋是Layer生態系統的重要粘合劑,可促進互操作性和資產高效利用。錨定在同一Layer 1上的Layer橋比Layer 1間的橋更安全。與所有分布式系統一樣,需要權衡取舍。Layer橋有不同的信任假設和設計選擇。生態系統仍處於早期階段,用戶應評估風險回報。新的ZKP技術正在開發中,有望提高橋的安全性。盡管Layer互操作性框架標準化仍處早期,但這些都是值得關注的重要發展。