橋，正在將日益分崩離析的公鏈格局實現(xiàn)統(tǒng)一。

撰文：Dmitriy Berenzon，1kx 研究合伙人
編譯：Perry Wang

經(jīng)過多年的研發(fā)進展，我們終于進入了一個多鏈的市場架構(gòu)。當(dāng)前有 100 多條活躍的公有鏈，其中很多都有自己獨有的應(yīng)用、用戶、地理分布、安全模式和設(shè)計權(quán)衡機制。盡管個別社區(qū)有自己的信仰，但現(xiàn)實是：宇宙趨于熵，且這些網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量在未來可能會繼續(xù)增加。

這種類型的市場架構(gòu)下，需要不同網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)互操作性。很多開發(fā)者已經(jīng)意識到這一點，因此我們?nèi)ツ暌娮C了區(qū)塊鏈「橋」的爆炸式增長，這些「橋」旨在將日益分崩離析的公有鏈格局實現(xiàn)統(tǒng)一。截止撰寫本文時，已經(jīng)存在有 40 多個不同的「橋」項目。

截止 2021 年 9 月 8 日 ; 演示圖 / 不完全演示

我在本文中將：

• 解釋為什么「橋」很重要
• 概述各種「橋」的設(shè)計機制及其優(yōu)缺點
• 提供當(dāng)前「橋」項目格局的概覽
• 描述「橋」的未來可能會是什么樣子

互操作性解鎖了創(chuàng)新的爆發(fā)

隨著各個生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，它們會發(fā)展出自己獨特的優(yōu)勢，例如更高的安全性、更快的吞吐量、更便宜的交易成本、更好的隱私保護、特定資源的供應(yīng)（例如存儲、計算、帶寬），以及某些區(qū)域的開發(fā)者和用戶社區(qū)。「橋」很重要，因為它們使用戶能夠訪問新平臺、使協(xié)議之間實現(xiàn)相互操作，開發(fā)者也可以協(xié)作打造新產(chǎn)品。更具體地說，它們實現(xiàn)了：

提高現(xiàn)有加密資產(chǎn)的生產(chǎn)力和實用性

「橋」使現(xiàn)有的加密資產(chǎn)能夠流向新的網(wǎng)絡(luò)，并做新的事情。 例如：

• 將 DAI 發(fā)送到 Terra ，以在 Mirror 上購買合成資產(chǎn)或在 Anchor 上賺取收益
• 從 Flow 向以太坊發(fā)送 NBA TopShot NFT，以用作 NFTfi 的抵押品
• 使用 DOT 和 ATOM 作為抵押品，在 Maker 上獲得 DAI 貸款

現(xiàn)有協(xié)議實現(xiàn)更強大的功能

「橋」擴展了協(xié)議可以實現(xiàn)的設(shè)計空間。例如：

• 在 Solana 和雪崩 (Avalanche) 上加入 Yearn 機槍池進行收益耕種
• 以太坊和 Flow 鏈上的 NFT 可以在 Rarible Protocol 上共享訂單薄
• 在 Index Coop 上推出 Proof-of-Stake 指數(shù)

為用戶和開發(fā)者解鎖新功能和用例

「橋」也能為用戶和開發(fā)者提供了更多選擇。 例如：

• 在 Optimism、Arbitrum 和 Polygon 等協(xié)議上的不同 DEX 之間進行 SUSHI 價格套利
• 使用比特幣支付 Arweave 上的存儲費用
• 在 Tezos 上進行 NFT 的 PartyBid 競價

「橋」知識百科

在抽象層面上，人們可以將「橋」定義為在兩個或多個區(qū)塊鏈之間傳輸信息的系統(tǒng)。在這種情況下，「信息」可以指資產(chǎn)、合同調(diào)用、身份證明或狀態(tài)。大多數(shù)「橋」的設(shè)計都包括幾個組成部分 ：

• 監(jiān)控：通常有一個參與角色，或者叫「預(yù)言機」、或者叫「驗證器」或「中繼器」，負(fù)責(zé)監(jiān)控源鏈上的狀態(tài)。
• 消息傳遞 / 中繼：監(jiān)控角色接收到事件后，需要將信息從源鏈傳輸?shù)侥繕?biāo)鏈。
• 共識：在某些模式中，該信息中繼到目標(biāo)鏈之前，需要在監(jiān)控源鏈的參與者之間達成共識。
• 簽名：參與者需要個體或作為門限簽名方案的一分子，對發(fā)送到目標(biāo)鏈的信息進行加密簽名。

大約有四種類型的「橋」，每種都有自己的優(yōu)點和缺點：

• 資產(chǎn)特定型 : 這類「橋」的唯一目的是提供從外部鏈訪問特定資產(chǎn)的途徑。 這些資產(chǎn)通常是「打包」資產(chǎn)，由底層資產(chǎn)以托管或非托管方式完全抵押。比特幣是橋接到其他公有鏈的最常見資產(chǎn)，僅在以太坊上就有 七種不同的「橋」。這些「橋」實施最容易，但功能有限，需要在每個目標(biāo)鏈上單獨部署。 示例包括 wBTC 和打包的 Arweave。
• 鏈特定型：兩個區(qū)塊鏈之間的這類「橋」，通常只涉及鎖定和解鎖源鏈上的代幣以及在目標(biāo)鏈上鑄造任何打包資產(chǎn)的簡單操作。由于這些「橋」的復(fù)雜性較低，通常可以更快地上市，但也不容易擴展到更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)中。一個例子是 Polygon 的 PoS 橋，它允許用戶將資產(chǎn)從以太坊轉(zhuǎn)移到 Polygon，反之亦然，但僅限于在這兩條鏈之間運行。
• 應(yīng)用特定型： 一個應(yīng)用提供對兩個或多個區(qū)塊鏈的訪問，但僅限于在該應(yīng)用中使用。這類應(yīng)用本身代碼庫較小是一個優(yōu)勢；不是在每個區(qū)塊鏈上都有整個應(yīng)用的單獨實例，通常是在每個區(qū)塊鏈上都有更輕的、模塊化的「適配器」。實施了適配器的區(qū)塊鏈可以訪問它所連接的所有其他區(qū)塊鏈，因此具備網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。缺點是很難將該功能擴展到其他應(yīng)用（例如從借貸到互換）。 具體例子包括 Compound Chain 和 Thorchain，它們分別構(gòu)建了專門用于跨鏈借貸和交易的獨立區(qū)塊鏈。
• 通用型：一種專為跨多個區(qū)塊鏈傳輸信息而設(shè)計的協(xié)議。由于復(fù)雜度低，這種設(shè)計享有強大的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，僅需要「單點集成」就可以通過橋訪問整個系統(tǒng)。缺點是一些設(shè)計通常會在安全性和去中心化之間進行權(quán)衡，以獲得這種擴展效應(yīng)，這可能會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜的意外后果。一個例子是 IBC，它用于在兩個異構(gòu)鏈（具有終結(jié)性保證）之間發(fā)送信息。

此外，「橋」設(shè)計大致分為三種類型，可以根據(jù)驗證跨鏈交易的機制進行分類：

外部驗證器和聯(lián)邦制

通常有一組驗證器監(jiān)控源鏈上的「郵箱」地址，并根據(jù)共識對目標(biāo)鏈執(zhí)行操作。資產(chǎn)轉(zhuǎn)移通常是將資產(chǎn)與地址鎖定，并在目標(biāo)鏈上鑄造等量資產(chǎn)來完成的。這些驗證器一般會使用不同的代幣作為抵押，以此保證安全性。

外部驗證器或聯(lián)邦系統(tǒng)的抽象說明

輕客戶端和中繼

參與者監(jiān)控源鏈上的事件，并生成有關(guān)該鏈上所記錄的過去事件的加密證明。然后將這些證明與區(qū)塊頭一起轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)鏈上的合約（例如「輕客戶端」），然后驗證是否記錄了某個事件并在驗證后執(zhí)行操作。其設(shè)計機制需要某些參與者「中繼」區(qū)塊頭和證明。雖然用戶可以「自我中繼」交易，但確實存在中繼器將持續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的活躍性假設(shè)。這是一種相對安全的橋接設(shè)計，因為它在不信任中間實體的情況下保證了無信任的有效交付，但它也是資源密集型的，因為開發(fā)者必須在每個新的目標(biāo)鏈上構(gòu)建一個新的智能合約，從源鏈解析狀態(tài)證明，而驗證流程本身需要大量 Gas 費用。

輕客戶端和 / 或中繼系統(tǒng)的抽象圖示

流動性網(wǎng)絡(luò)

這類似于點對點（P2P）網(wǎng)絡(luò)，其中每個節(jié)點都充當(dāng)「路由器」，持有源鏈和目標(biāo)鏈資產(chǎn)的「清單」。這些網(wǎng)絡(luò)通常利用底層區(qū)塊鏈的安全性；通過使用鎖定和糾紛解決機制，保證用戶不會被路由器卷走用戶資金。因此，對于轉(zhuǎn)移大量價值的用戶來說，像 Connext 這樣的流動性網(wǎng)絡(luò)可能是一個更安全的選擇。此外，這種類型的「橋」可能最適合跨鏈資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，因為路由器提供的資產(chǎn)是目標(biāo)鏈的原生資產(chǎn)，而不是衍生資產(chǎn)，它們之間不能完全替代。

流動性網(wǎng)絡(luò)的抽象圖示

如若按照這種思路區(qū)分市面上的「橋」的話，可以得到以下表格中的結(jié)果：

截止 2021 年 9 月 8 日

特別需要注意，任何特定網(wǎng)橋都是雙向通信通道，每個通道中可能有單獨的模型，且這種分類不能準(zhǔn)確地表示出混合模型，如 Gravity、Interlay 和 tBTC，因為它們都在一個方向有輕客戶端，在另一個方向有驗證器。

此外可以根據(jù)以下因素對「橋」的設(shè)計進行粗略評估：

• 安全性：信任和活躍度假設(shè)、對惡意行為者的容忍度、用戶資金的安全性和反身性。
• 速度：完成交易的時延，以及最終性保證。通常需要在速度和安全性之間進行權(quán)衡。
• 可連接性：為用戶和開發(fā)者選擇目標(biāo)鏈，以及集成額外目標(biāo)鏈的不同難度級別。
• 資本效率：經(jīng)濟學(xué)概念，包括確保系統(tǒng)安全所需的資本和資產(chǎn)轉(zhuǎn)移的交易成本。
• 狀態(tài)性：能夠轉(zhuǎn)移特定資產(chǎn)、更復(fù)雜的狀態(tài)和 / 或執(zhí)行跨鏈合約調(diào)用。

綜合起來，可以從以下角度來觀察這三種設(shè)計機制的權(quán)衡：

此外，安全機制在頻譜中呈現(xiàn)廣泛分布，可以粗略地將其歸類為 :

• 基于信任：參與者不投入抵押品，在系統(tǒng)故障或惡意活動的情況下用戶無法收回資金，因此用戶主要依賴于「橋」運營商的聲譽。
• 抵押 : 類似于投保模式（例如，參與者的經(jīng)濟利益切實相關(guān)），除了用戶因錯誤或不當(dāng)行為無法收回資金的情況，因為被削減的抵押品可能會被銷毀。抵押品類型對抵押和投保模式都很重要；內(nèi)生抵押品（例如，抵押品是協(xié)議代幣）的風(fēng)險更大，因為如果「橋」發(fā)生故障，代幣價值可能會崩潰，這進一步降低了「橋」的安全保證。
• 投保：惡意行為者能夠竊取用戶資金，但他們這樣做可能無利可圖，因為他們需要提供抵押品，而在出現(xiàn)錯誤或不當(dāng)行為的情況下其抵押品會被削減。如果用戶資金丟失，協(xié)議會通過所削減的抵押品對用戶進行補償。
• 無需信任：網(wǎng)橋的安全性與它所橋接的目標(biāo)鏈和原鏈的安全性「綁定」。 除非底層區(qū)塊鏈遭遇共識級攻擊否則用戶資金不會丟失或被盜。不過這其實也并非完全無需信任，因為所有這些系統(tǒng)的經(jīng)濟、工程和加密組件都是基于信任搭建的。

截止 2021 年 9 月 8 日。在未來升級后，有幾個項目將被移出「需要信任」類別

總結(jié)一下設(shè)計機制的權(quán)衡

外部驗證器和聯(lián)邦制通常在狀態(tài)性和連接性方面表現(xiàn)出色，因為它們可以觸發(fā)交易、存儲數(shù)據(jù)，并允許在任意數(shù)量的目標(biāo)鏈上與該數(shù)據(jù)進行交互。不過這是以犧牲安全性為代價的，因為用戶依賴于「橋」的安全性，而不是源鏈或目標(biāo)鏈。

雖然當(dāng)今多數(shù)外部驗證器都是需要信任的模型，但有些是抵押機制，其中的一個資產(chǎn)子集用于為最終用戶提供資產(chǎn)保障。不幸的是，它們的保險機制通常具有反身性（reflexive）。如果將協(xié)議代幣用作抵押品，即基于該代幣的美元價值足以完整賠付用戶的假設(shè)。而如果抵押資產(chǎn)與被保險資產(chǎn)不同，則還依賴于預(yù)言機，因此「橋」的安全性可能會降級為預(yù)言機的安全性。但如果不是需要信任的項目，這些「橋」的資本效率也是最低的，因為它們促進經(jīng)濟吞吐量增加的同時需要成比例地擴大抵押品要求。

輕客戶端和中繼在狀態(tài)性方面也很強大，因為區(qū)塊頭中繼系統(tǒng)可以傳遞任何類型的數(shù)據(jù)。它們的安全性也很強，因為不需要額外的信任假設(shè)，盡管存在活躍性假設(shè)，因為仍然需要中繼器來傳輸信息。這些也是資本效率最高的「橋」，因為不需要任何資本鎖定。這些優(yōu)勢是以可連接性為代價的。對于所連接的每對區(qū)塊鏈，開發(fā)者必須在源鏈和目標(biāo)鏈上部署一個新的輕客戶端智能合約，其復(fù)雜度介于 O(LogN) 和 O(N) 之間（介于這個范圍之間，因為添加對共識算法相同的鏈的支持相對容易）。依賴欺詐證明的 Optimistic 模型也存在明顯的速度缺陷，比如交易時延可能會達到 4 小時以上。

流動性網(wǎng)絡(luò)具有速度和安全性優(yōu)勢，因為它們是本地驗證系統(tǒng)（不需要全球共識）。它們也比抵押 / 投保的外部驗證器更具資本效率，因為資本效率與交易流 / 交易額而非安全性相關(guān)。例如，假設(shè)兩條鏈之間的交易流相等，且有一個內(nèi)置的再平衡機制，流動性網(wǎng)絡(luò)可以促成無限大的經(jīng)濟吞吐量。利弊權(quán)衡是與狀態(tài)相關(guān)的，因為雖然可以任意傳遞狀態(tài)數(shù)據(jù)，但其功能有限。例如，它們可以跨鏈與數(shù)據(jù)交互，其中接收方有權(quán)根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進行交互（例如，使用來自發(fā)送方的簽名消息調(diào)用智能合約），但對于傳遞沒有「所有者」的數(shù)據(jù)或者廣義狀態(tài)一部分的數(shù)據(jù)（例如，鑄造代表代幣）并沒有幫助。

仍懸而未決的問題

構(gòu)建強大的跨鏈「橋」是一個非常困難的問題。雖然在這一領(lǐng)域進行了很多項目的嘗試，但仍有幾個懸而未決的問題：

• 最終性和回滾： 對于概率最終性可能導(dǎo)致的回滾問題，「橋」如何應(yīng)對？ 以 Polkadot 與以太坊為例，如果其中任意一條鏈遇到狀態(tài)回滾，從 Polkadot 向以太坊發(fā)送資金的用戶會遇到怎樣的情況？
• NFT 轉(zhuǎn)移和溯源 : 「橋」如何為跨多個鏈「橋」的 NFT 保留溯源？ 例如，如果有一個 NFT 曾在以太坊、Flow 和 Solana 的多個市場上易手，其所有權(quán)記錄如何包含進其中所有這些交易以及所有者？
• 抗壓能力 : 在某條鏈擁堵或遭遇協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)級攻擊情況下，各種「橋」設(shè)計會有怎樣的表現(xiàn)？

區(qū)塊鏈 「橋」的未來

雖然「橋」為區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)開啟了創(chuàng)新，但如果團隊在研發(fā)方面走捷徑，也會帶來非常嚴(yán)重的風(fēng)險。Poly Network 遭遇的黑客攻擊事件已經(jīng)證明了漏洞和攻擊的潛在經(jīng)濟損失規(guī)模，我預(yù)計情況在好轉(zhuǎn)之前會出現(xiàn)更糟的情況。雖然對于「橋」建設(shè)者來說，這是一個高度分散和競爭激烈的格局，但各個團隊?wèi)?yīng)該高度自律，優(yōu)先考慮安全性而不是上市時間。

雖然理想狀態(tài)應(yīng)該是能夠為所有事物通用的同構(gòu)「橋」，但很可能不存在單一的「最佳橋」設(shè)計，不同類型的「橋」最適合特定應(yīng)用（例如資產(chǎn)轉(zhuǎn)移、合同調(diào)用、鑄造代幣）。

此外，最好的「橋」將是最安全、互連、快速、資本效率高、成本效益高且抗審查的「橋」。如果我們想實現(xiàn)「區(qū)塊鏈互聯(lián)網(wǎng)」的愿景，上述要素都是需要最大化的屬性。

到目前為止，我們并沒有搭建出所謂的「最佳橋」。而所有「橋」類型都有幾個有趣的研究和開發(fā)方向：

• 降低區(qū)塊頭驗證的成本：輕客戶端的區(qū)塊塊驗證成本很高，如能找到降低這些成本的方法，可以讓我們更接近于完全通用且無需信任的互操作性。一種有趣的設(shè)計可能是橋接到 L2 以降低這些成本。 例如，在 zkSync 上部署 Tendermint 輕客戶端。
• 從需要信任模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈盅耗Ｊ剑弘m然抵押驗證器的資本效率要低得多，但要確保數(shù)十億美元的用戶資金安全，「social contracts」的可靠性難以令人恭維。 此外，花哨的門限簽名方案并不會降低風(fēng)險，在沒有抵押的情況下，用戶實際上是將他們的資產(chǎn)移交給外部托管人。
• 從抵押模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥侗ＤＪ剑涸谑褂谩笜颉沟倪^程中承受無端的虧損顯然是用戶最不希望看到的情況。雖然抵押資產(chǎn)的驗證器和中繼器可以抑制作惡，但協(xié)議應(yīng)該更進一步，在發(fā)生意外時對用戶進行資金補償。
• 擴大流動性網(wǎng)絡(luò)的流動性：流動性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可以說是資產(chǎn)轉(zhuǎn)移的最快「橋」，并且在信任和流動性之間存在有趣的設(shè)計權(quán)衡。例如，流動性網(wǎng)絡(luò)可能實現(xiàn)使用抵押驗證器類型模式來外包資本供應(yīng)，其中路由也可以是具有抵押流動性的門限多簽。

非常感謝 Aidan Musnitzsky、Arjun Bhuptani、James Prestwich 和 Pranay Mohan 的反饋 。感謝 Lasse Clausen、Christopher Heymann 和 Nichanan Kesonpat。

來源鏈接：medium.com

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一文读懂区块链「桥」：搭建起真正四通八达的加密网络的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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