类别:区块链 / 日期:2021-09-10 / 浏览:1512

原文题目:《一文领会跨链桥设想类型及项目散布》

做者:叶泽伟

颠末多年的研究和开展,我们末于进入了一个多链市场。目前市场上有 100 多个活泼的公链,此中许多都有本身奇特的应用、用户、天文散布、平安模子以及设想上的权衡。虽然个别社区不肯意相信,但宇宙是熵增的,那些收集的数量在将来可能会继续增加。

那品种型的市场构造就需要差别收集之间的互操做性。许多开发人员已经意识到那一点,过去一年区块链跨链桥已经呈现了爆炸式增长。在撰写本文时,目前有 40 多个差别的跨链桥项目。

详解差别跨链桥的设想类型及生态开展  用户 资产 设计 跨链 安全性 第1张

截行2021年9月8日;并未完全收录所有项目

本文将重点介绍四个方面:

解释申明为什么跨链桥如斯重要概述差别的跨链桥设想,以及其优缺点一览当前的跨链桥生态瞻望将来的跨链桥开展标的目的互操做性释放立异

跟着各个生态系统的开展,它们会开展出本身奇特的优势,例如更高的平安性、更快的吞吐量、更廉价的交易、更好的隐私、特定资本供给(例如存储、计算、带宽)以及区域性的开发人员和用户社区。跨链桥之所以重要,是因为它们能利用户拜候新的平台和协议来实现交互,能够闪开发人员协做构建新的产物。更详细地说,它们能:

进步现有加密资产的消费力和适用性

跨链桥让现有的加密资产可以前去新的处所并做新的工作。例如:

将 DAI 发送到 Terra,从而 在 Mirror 上购置合成资产或在 Anchor 上赚取收益;从 Flow 向以太坊发送 TopShot,以用做 NFTfi 的抵押品;利用 DOT 和 ATOM 做为抵押品在 Maker 上获得 DAI 贷款让现有协议拥有更强大的产物功用

跨链桥扩展了协议能够实现的设想空间。例如:

在Solana 和Avalanche 长进行YFI活动性挖矿;以太坊上 NFT 和 Rarible 协议上 Flow的跨链共享订单簿让Index Coop 推出PoS指数为用户和开发人员解锁新功用和用例

跨链桥为用户和开发人员供给了更多选择。例如:

在Optimism、Arbitrum 和 Polygon 长进行跨 DEX 的套利交易(好比,Sushi)利用比特币付出 ARweave 上的存储费用在 Tezos 上参与 PartyBid的NFT集资团购跨链桥科普

在笼统层面上,人们能够将跨链桥定义为在两个或多个区块链之间传输信息的系统。在那种情况下,“信息”能够指资产、合同挪用、证明或形态。大大都跨链桥设想都有几个构成部门:

监控:凡是有一个Actor、“预言机”、“验证器”或“中继器”,负责监控链上的形态。动静传递/中继:Actor 领受到事务后,需要将信息从源链传输到目的链。共识:在某些模子中,需要在监控源链的参与者之间达成共识,以便将该信息中继到目的链。签名:Actor需要零丁或做为阈值签名计划的一部门对发送到目的链的信息停止加密签名。

总的来说,大约有4品种型的跨链桥:

Asset-specific(特定于某个资产):其独一目标是供给从外部链拜候特定资产的路子。那些资产凡是是“封拆(Wrapped)”资产,由底层资产以托管或非托管体例完全抵押。比特币是桥接到其他链的最常见的资产(各类xBTC),仅在以太坊上就有七种差别的桥接。那些跨链桥最容易实现,活动性也很好,但功用有限,需要在每个目标地链上从头实现。

Chain-specific(特定于某条链):两条区块链之间的跨链桥,次要操做是锁定息争锁源链上的代币,在目的链上铸造封拆资产。因为那些跨链桥的复杂性有限,它们凡是能够更快地投放到市场中,但也不容易扩展到更普遍的生态系统。一个例子就是 Polygon 的 PoS 桥,它允许用户将资产从以太坊转移到 Polygon,反之亦然,但仅限于那两条链。

Application-specific(特定于某个应用):供给两个或多个区块链间拜候的应用,但仅供在该应用中利用。应用自己受益于较小的代码库;它并非在每条区块链上都有完好的应用,相反,凡是会在每条区块链上有更轻的、模块化的“适配器”。摆设了适配器的区块链能够拜候应用所毗连的所有其他区块链,因而存在收集效应。不外,缺点就是很难将该功用扩展到其他应用(例如从借贷到交易)。详细的例子包罗 Compound Chain 和 Thorchain,它们别离构建了专门用于跨链借贷和交易的独立区块链。

Generalized(一般性的):专为跨多个区块链传输信息而设想的协议。因为接纳 了O(1) 复杂性(无论数据集中的数据量有几,破费的时间是固定的),那种设想享有强大的收集效应,一个项目标单一集成使其能够拜候桥内的整个生态系统。缺点在于,一些设想凡是会权衡平安性和去中心化以获得那种扩展效应,那可能会对生态系统产生复杂的不测后果。一个例子是 IBC,它用于在两个异构链(拥有最末确认性包管)之间发送动静。

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此外,跨链桥设想还能够按照用于验证跨链交易的机造停止分类,大致有三类型:

外部验证器和联邦

凡是有一组验证器监控源链上的“邮箱”地址,并按照共识对目的链施行操做。资产转移凡是是通过将资产锁定在源链上并在目的链上铸造等量的资产来完成的。那些凡是是绑定(bonded)验证器,利用零丁的代币做为平安模子。

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外部验证器或联邦系统

轻客户端和中继

Actor监控源链上的事务,并生成有关该链上记录的过去事务的加密证明。那些证明与区块头一路被转发到目的链上的合约(即“轻客户端”),然后验证能否记录了某个事务并在验证后施行操做。某些Actor需要“中继”区块头和证明。用户能够“自我中继”交易,不外,也确实存在一个存活假设,即中继器将持续转发数据。那是一种相对平安的跨链桥设想,因为它在不信赖中间实体的情况下包管了无信赖的有效交付,但它也是资本密集型的,因为开发人员必需在每个新的目的链上构建一个新的智能合约,从源链解析形态证明,而且验证自己会消耗大量gas。

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轻客户端和中继系统

活动性收集

活动性收集类似于点对点收集,此中每个节点都充任“路由器”,持有源链和目的链资产的“库存”。那些收集凡是会操纵底层区块链的平安性;通过利用锁定和争议机造,包管路由器不会带走用户资金。因而,关于转移大量价值的用户来说,像 Connext 如许的活动性收集可能是一个更平安的选择。此外,那品种型的跨链桥可能最合适跨链资产转移,因为路由器供给的资产是目的链的原生资产,而非衍生资产。

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活动性收集

下图是一个各类项目标分类和枚举:

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要留意,任何给定的跨链桥都是双向通信通道,每个通道中可能有零丁的模子,而且那种分类不克不及准确地代表混合模子,如 Gravity、Interlay 和 tBTC,因为它们一个标的目的是轻客户端标的目的,另一个标的目的是验证器。

我们能够按照以下因素对跨链桥设想停止粗略评估:

平安性:信赖和活泼度假设、对歹意行为者的容忍度、用户资金的平安性,以及反身性。速度:完成交易的延迟,以及最末性包管。凡是需要在速度和平安性之间停止权衡。毗连性:为用户和开发者停止目的链的选择,以及集成额外目的链的差别难度级别。本钱效率:确保系统平安所需的本钱和转移资产的交易成本。形态性:可以转移特定资产、更复杂的形态和/或施行跨链合约挪用。

综合起来,能够从以下角度来对待那三种设想的权衡:

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此外,平安性在一个范畴内,能够粗略地将其分类为:

无信赖(Trustless):跨链桥的平安性与它所桥接的底层区块链的平安性不异。除了对底层区块链共识层的攻击之外,用户资金不会丧失或被盗。也就是说,现实上没有什么是无信赖的,因为所有那些系统在其经济、工程和加密组件中都有平安性和存活假设。

保险(Insured):歹意行为者可以窃取用户资金,但他们如许做可能无利可图,因为他们在呈现错误或不妥行为的情况下需要供给抵押品并被罚款。若是用户资金丧失,他们将通过充公部门抵押品停止抵偿。

绑定(Bonded):类似于保险模子,但用户不会在呈现错误或不妥行为的情况下收回资金,因为被罚款的抵押品可能会被销毁。抵押品类型对Bonged和保险模子都很重要;内生抵押品(即抵押品是协议代币自己)风险更大,因为若是跨链桥发作毛病,代币价值可能会瓦解,那进一步降低了跨链桥的平安包管。

受信的(Trusted):Actor不供给抵押品,用户也不会在系统毛病或歹意活动的情况下收回资金,因而用户次要依赖于跨链桥运营商的声誉。

总结设想上的权衡

外部验证器和联邦凡是在形态性和毗连性方面表示超卓,因为它们能够触发交易、存储数据并允许在肆意数量的目的链上与该数据停止交互。然而,那是以平安为代价的,因为用户依赖于跨链桥的平安性,而不是源链或目的链。固然当今大大都外部验证器都是受信赖的模子,但也有些是抵押的,此中的一个子集用于为末端用户供给保险。不幸的是,他们的保险机造凡是是反身性的。若是将协议代币用做抵押品,则假设该代币的美圆价值足以庇护用户。此外,若是抵押资产与被保险资产差别,那么需要依赖于预言机的价格流,因而跨链桥的平安性可能会降级为预言机的平安性。若是是不受信赖的,那些跨链桥的本钱效率也是更低的,因为它们需要根据经济吞吐量成比例地扩展抵押品。

轻客户端和中继在形态性方面也很强大,因为区块头中继系统能够传递任何类型的数据。它们的平安性也很强,因为它们不需要额外的信赖假设,虽然有存活假设(因为仍然需要中继器来传输信息)。那些也是本钱效率更高的跨链桥,因为它们不需要任何本钱锁定。那些优势是以毗连性为代价的。关于每两条链,开发者必需在源链和目的链上摆设一个新的轻客户端智能合约,其复杂度介于 O(LogN) 和 O(N) 之间。依赖欺诈证明的Optimistic模子也存在明显的速度缺陷,它可能会将延迟增加多达 4 小时。

活动性收集在速度和平安性方面表示很好,因为它们是当地验证系统(即不需要全球共识)。它们也比Bonded/Insured的外部验证器更具本钱效率,因为本钱效率与交易流量/交易量相关,而非平安性。举个例子,假设两条链之间的流量大致相等,而且有一个内置的再平衡机造,活动性收集能够促进肆意大的经济吞吐量。那个形式有所权衡的则是形态性,那是因为固然它们能够传递挪用数据,但它们的功用有限。举个例子,活动性收集能够跨链与数据交互,此中领受方有权按照供给的数据停止交互(例如,利用来自觉送方的签名动静挪用合约),但它不克不及帮忙传递没有“所有者”或者只是一般形态一部门的数据。

跨链桥还需要处理哪些问题?

在散布式系统中,构建鲁棒的跨链桥是一个十分困难的问题。固然该范畴有良多开展,但仍有几个悬而未决的问题:

最末性和回滚:跨链桥若何考虑概率性最末性(probabilistic finality)链中的区块重组和时间匪徒攻击?例如,若是用户从波卡向以太坊发送资金,此中一条链回滚了怎么办?

NFT 转移和出处:跨链桥若何为跨多个链桥接的 NFT 保留出处?例如,若是有一个 NFT 在 Ethereum、Flow 和 Solana 的市场上买卖,所有权记录若何考虑所有那些交易和所有者?

压力测试:在链拥堵或者遭到协议和收集级攻击的情况下,各类跨链桥设想将若何运行?

区块链跨链桥的将来

固然跨链桥为区块链生态系统释放了立异,但若是团队在研发方面走捷径,它们也会带来严峻的风险。Poly Network 黑客攻击事务已经证了然风险之大。固然关于跨链桥建立者来说,那是一个高度分离和合作剧烈的格局,但团队应该连结规律,先考虑平安性,然后考虑将产物推向市场。

固然抱负形态应该是一个同构跨链桥完成所有的工作,但很可能没有一个算得上“更佳”设想,差别类型的跨链桥合适差别的用处(例如资产转移、合约挪用、代币铸造) 。

此外,更好的跨链桥将是最平安、互连、快速、本钱高效、成本效益高且抗审查的。若是我们想实现“区块链互联网”的愿景,那些是需要更大化的属性。

关于跨链桥来说,如今仍是早期,可能尚未发现更佳的设想。有几个有趣的研究和开发标的目的:

降低区块头验证的成本:轻客户端的区块头验证成本很高,找到降低那些成本的办法能够使我们更接近完全通用且无需信赖的互操做性。一种有趣的设想可能是桥接到 L2 以降低那些成本。例如,在 zkSync 上实现 Tendermint 轻客户端。

从受信赖(Trusted)模子改变为绑定(Bonded)模子:固然绑定验证器的本钱效率要低得多,但“社会契约”关于确保数十亿美圆用户资金的平安来说是一种危险的机造。此外,花哨的阈值签名计划不会显着降低对那些系统的信赖;固然它是一群人,但其实不能承认它仍然是一个受信赖的第三方。在没有抵押的情况下,用户现实上是将他们的资产移交给外部托管人。

从绑定(Bonded)形式改变为保险(Insured)形式:财富丧失长短常蹩脚的用户体验。固然绑定的验证器和中继器能够按捺歹意行为,但协议应该更进一步,间接利用罚没的资金抵偿用户。

扩展活动性收集的活动性:那些能够说是资产转移最快的跨链桥,而且在信赖和活动性之间存在有趣的设想权衡。

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