安全・高效率的跨链桥支撑中间件“LCP”

引言

Datachain一直在致力于使用Cosmos的IBC协议解决不同区块链之间的互操作性问题，通过开发Hyperledger Lab YUI等产品实现跨链交易。此外，Datachain还受Interchain Foundation资助开发IBC的Solidity实现IBC-Solidity。

同时，Datachain利用这些技术与大型企业如NTT数据和JCB等合作，进行了基于IBC的互操作性验证。

基于这些成就和目前跨链桥面临的挑战，Datachain发布了新的中间件“LCP（Light Client Proxy）”，以解决当前互操作性和跨链桥的相关问题。

LCP采用“代理模式”对目标链进行Light Client验证，并在验证源链侧验证其有效性。这些通过使用TEE在Enclave内执行Light Client验证来实现。

作为链间通信协议，LCP支持跨链通信协议栈IBC。通过使用LCP和IBC，可以构建安全性、Gas效率和可扩展性优秀的跨链桥。

在本Medium中，我们将介绍当前跨链桥面临的挑战以及LCP解决方案的概述。我们希望与各种参与者合作推动开发，感兴趣的方可随时与我们联系。此外，详细信息请查看我们发布的文档。

本文的英文版可从 这里 查看。

跨链桥的现状和挑战

各种区块链平台相继上线，因此跨链交易的需求日渐增长。事实上，已经有许多跨链桥被应用。

这些桥可以分为以下几类：

1. HTLC方式（专注于代币的原子交换）

例）Hop, Connext

2. External Validators方式（由链外单一或多方进行验证）

例）Multichain, Portal(Wormhole), Axelar, LayerZero

3. Light Client方式（互相验证各自链的共识）

例）IBC

在各种桥中，目前最常用的是External Validators方式。然而，该方式除了双方链之外还需要新的信任，因此容易存在安全隐患。虽然有各种原因，仅在2022年就由于跨链桥的黑客攻击导致丢失了超过1000亿日元。在这种情况下，对安全性高的桥接解决方案有着迫切的需求。

Light Client方式是实现互相验证共识的机制。由于不需要新的信任，因而被认为是最安全的跨链方法。

然而，Light Client方式也面临以下两个挑战。

1. 可扩展性差
2. 验证成本高

由于其需要在互相链之间验证共识，因此在连接新链时需要实现相应的Light Client。这意味着扩展并不容易（可扩展性差）的问题。此外，验证成本取决于每条链的共识算法和支持的加密原语的数量。因此，在EVM链上，执行验证处理的成本（Gas费用）常常是一个问题。

LCP（Light Client Proxy）的概要

LCP是通过采用TEE的代理模式解决了上述Light Client方式的两个挑战（可扩展性差和验证成本高）。

如前所述，LCP采用代理方式替代目标链的验证。代理对待验证链进行Light Client验证，并生成能够以低成本验证其有效性的证明。

通过这一机制，LCP能够在跨链通信中以更低的成本实现与在链上进行Light Client验证相同的安全性。

LCP的主要特点如下：

1 最小信任假设 除了Light Client方式的优秀验证方式的信任假设外，还需信任TEE。

2. 超高效的链上验证 由于验证成本的限制，链上验证在很多情况下都是困难的。LCP不再需要对目标链进行链上的Light Client验证。取而代之的是，仅需对Enclave内生成的验证结果的承诺进行一个签名验证。也就是说，通过减少链上签名验证的成本以及验证交易的大小，实现了高效的验证。

3 可扩展性 不需要根据每种链的组合实现不同的Light Client，在LCP节点内的Enclave中可以运行的Light Client实现即可。因此，与新链的兼容性易于实现。

此外，使用LCP构建包括Token Swap和Transfer在内的跨链应用程序，需要在链间建立通信协议。为此，LCP首先支持跨链通信协议栈IBC。

IBC 提供了不同区块链之间互操作性的协议，并被标准化为ICS。IBC为以下机制提供标准化。

上述图示了使用LCP实现的两个区块链间数据包发送时的验证架构。使用LCP的验证流程如下：

1. 源链将数据包发送的承诺写入自身
2. 中继节点向LCP节点发送第1步的承诺和证明
3. LCP节点的Enclave内进行Light Client验证，并生成验证结果的承诺和由Enclave内生成的密钥签名的证明
4. 将第3步生成的承诺和证明通过中继节点发送至目的链
5. 在目的链验证第4步发送的承诺和证明

在LCP的初步实现中，将使用Intel SGX作为TEE。

Intel SGX | LCP

有关架构和流程的详细信息，请参阅文档。

架构 | LCP

路线图

LCP计划在接下来的路线图中进行以下开发。

（时间轴可能会有所变动）

在2022年第三季度，确定初步桥接的目标网络并继续初步设计。基本上考虑Ethereum to X 的桥接。在2022年第四季度，计划发布基于LCP的跨链桥接应用的测试网络。2023年第一季度，计划启动该应用的主网。

此外，在主网启动后，还将继续支持新的网络和跨链应用程序的兼容性，并推动组成桥接的节点的去中心化，以及相关的代币经济模型的讨论，以实现更安全的桥接构建。

跨链的未来

LCP将在未来以安全且Gas高效的方式连接世界上的所有链。为了实现这个宏伟目标，不仅需要LCP的核心贡献者Datachain团队的努力，还需要各种开发者和合作伙伴公司的合作。

例如，像以下公司或项目，欢迎随时与我们联系。

• L1链: 有意愿一起构建桥接的伙伴
• DeFi应用运营商: 希望支持跨链代币交换的团队
• 桥接应用开发者: 对基于LCP的桥接应用开发感兴趣的开发者

让我们一起创造跨链的未来！

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• 原文链接： medium.com/@datachain_jp...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～