进入多元宇宙 - 构建连接链路的桥梁

[生态系统] 进入多元宇宙 — 构建连接链的桥梁

. 讨论关于连接多链的桥梁、桥接和跨链解决方案的文章。

事前告知: 本文仅用于信息提供，不承担任何投资、法律、咨询等方面的责任。并不是推荐对特定资产进行投资，请勿仅依据本文内容作出投资决策。

(连接多链的桥梁 | 来源: Cryptopump News, 链接)

1. 概述

我们已经进入多链的时代。a41的金南雄分析师在 Mainnet 2021 事件介绍文 中提到，目前区块链行业的热议话题是多链生态系统。本文将讨论多链的优点及其带来的问题，以及连接各个链的桥梁（以下简称桥梁）。有关桥梁的内容参照了1kx的Dmitriy Berenzon的 ‘ 区块链桥梁：构建加密网络的网络 ’。那么让我们来看看多链的优点和随之而来的问题。

2. 多链时代的到来

比特币诞生已有十余年，现在我们迎来了多链时代。目前已形成约 100个以上的公共区块链，每个链都构建了基于其要解决的问题而独特的共识算法的基础设施。在这套基础设施之上，许多去中心化应用（dApps）正在不断推出。

在这里我们稍作整理，了解一下 多链 和 跨链 这两个术语。首先 多链 字面意思就是多个区块链，而多链 dApp 是指在两个或多个链上运行的 dApp。举例来说，运行在以太坊链和波卡链上的 dApp 包括 Aave，另如 SushiSwap，它希望在以太坊、波卡与 BSC、Moonbeam 网络、Phantom 等多个链上提供服务。Tether（$USDT）是一种部落于以太坊、Tron、EOS、Algorand、Solana 等多个链的稳定币，可以被称为支持多链的加密资产。

(在以太坊链和波卡链上提供服务的借贷协议 Aave | 来源: Aave)

相对而言，跨链 是将资产转移到其他链以产生链间联系的解决方案。该解决方案通常被称为桥梁，代表性的例子是连接以太坊、Solana、BSC和Terra的 Wormhole。此外，也有基于资产流动性实现的 DeFi 服务，它们不在各个链上运行独立实例，而是以单一实例处理多个链上的交易，因此可以被称为跨链产品。例如，使用连接以太坊和 Cosmos 链的 ‘重力桥’ 的跨链 DeFi 服务 Umee。

(Wormhole V2 logo | 来源: Terra 官方 Medium)

再总结一下，多链指的是多种链的集合，而跨链指的是连接多链的解决方案。这看似相似，但实际上是明确不同的概念，因此不应混淆。

多链带来了巨大的机会，同时也伴随着问题，核心问题在于链间的互操作性（interoperability）。如果各条链能够相互交流和连接，将带来诸多好处；但若没有达到互操作性，则可能会出现如下问题。

(1) 多链时代的优点

如果具有多种优势的链能够共存并实现互操作，则将具备以下优点。

现存加密资产的可用性增加

• 原本只在各自链上使用的加密资产现在也可以在其他链上使用。
• 举例来说，可以将以太坊的 Maker dApp 的稳定币 $DAI 发送到 Terra，购买 Mirror Protocol 的合成资产。
• 或者可以用波卡链上的 $DOT 或 Cosmos 链上的 $ATOM 作为抵押，在以太坊的 Maker 中借入 $DAI。
• 可以使用 $BTC 购买永久网页协议和存储的 Alwyve 的存储容量。

现存各种 dApp 的功能扩展

• 不仅限于个别加密资产，可以基于 DeFi 的各种 dApp 也可以通过引入其他链的 dApp 或功能来扩展功能。
• 例如，在以太坊的 Yearn Finance 中打开针对 Solana、Avalanche 等链的收益农场 Vault。
• 在以太坊的 NFT 市场 Rarible Protocol 中，不仅可以提供以太坊 NFT，也可以提供 Flow, Solana, Terra 等链的 NFT 订单薄。

(2) 多链化时出现的问题

然而，如果互操作性未得到充分保障，前面提到的优点将会减弱，以下问题可能会出现。

流动性碎片化导致的价格发现低效

(像沙漏一样碎片化的流动性 | 来源: 链接)

• 流动性碎片化并不是新问题。为了解决以太坊的扩展性问题，各种 L2 解决方案陆续推出，导致流动性分散到各个 L2，这也引发了 L2 上资产价格不平衡的问题。
• 如果链越来越多，流动性逐渐分散到各个链中，当流动性较低的池存在时，DEX 之间的价格不平衡是不可避免的。

dApp 发展过程中的低效性

(对当今推出的 dApp 的质疑 | 来源: jkb.eth 推特)

• 各种 dApp 针对各自身链设计并推出并不算问题。然而，抵押贷款协议即便是以太坊的 Aave、Compound 提供的服务与 Solana 的 Port Finance、Apricot Finance 等功能之间显然是有区别的。
• 然而，很多 dApp 只是简单地对先前成功的 dApp 进行复制和移植（即代码复制粘贴），并未充分利用各个链的独特优势。究竟这是否有助于整个区块链生态系统的发展，是一个值得深思的问题。
• 如果各条链不仅限于孤岛状态，确保互操作性，那么简单的移植行为将减少，推广差异化的附加价值的 dApp 发布将成为可能。

3. 构建连接多链的桥梁

Terra 的 Do Kwon CEO 在 Mainnet 2021 中提到 “就像没有人希望所有人都住在一个城市一样，区块链也同样。”那么如何连接这些城市呢？为此需要连接各个城市的介质——跨链解决方案——桥梁。作为链间桥梁的协议和 dApp 的研究，早在多链生态系统真正开始兴起之前就已经持续进行。目前，已有40多条桥梁在运作，确保各条链不被碎片化并可以互操作。

(桥梁概念图, 21.09.08. 更新 | 来源: 1kxnetwork Medium, 链接)

桥梁可以简单定义为“在两个或多个区块链之间传递信息的系统”。该系统所需要的信息传递组件如下：

• 监控： 需要监视数据源链状态的观察者。通常称为 “Oracle”、 “Validator”、“Relayer”等。
• 信息传递（Relay）： 一旦观察者侦测到事件，需要将信息从源链传递到目标链的消息中继。
• 共识： 在某些模型中，只有观察源链的观察者之间达成共识，才能将消息传递到目标链。
• 签名： 为了将信息发送给目标链，观察者需单独或集体进行加密签名。

4. 桥梁的种类

桥梁可以根据多个标准进行不同的分类。首先，我们来了解基于依赖性的分类。

(1) 基于依赖性的分类

• 资产依赖性： 仅用于将特定资产转移到其他链的一种解决方案。由于它仅针对特定资产，因此扩展性非常有限。许多使用 DeFi 的人们可能见过的Token种类，如 Wrapped Token（封装代币），就属于这一类。Wrapped Token 是与其他加密资产的价值Hook的Token，可以视作一种证券。最具代表性的例子便是 $WBTC（Wrapped Bitcoin）。$BTC 本身无法在以太坊网络上使用，因此，为了在以太坊上使用比特币，需发行与 $BTC 价值 1:1 Hook的 ERC-20 标准的 $WBTC，已发行的数量会有相应的 $BTC 锁定在数字金库中。通过这种方式，可以在以太坊网络中使用表现比特币角色的代币，而如果想将 $WBTC 转换为 $BTC，则需销毁发行的 $WBTC，并取出锁定在金库中的 $BTC。详细解释请参考以下链接。 ( 币安学院)
• 链依赖性： 比起资产依赖性桥梁，具有更高的扩展性。这不仅涉及特定资产，而是通过桥梁连接的特定链之间的跨链解决方案。一个代表性例子是连接以太坊和 L2 波卡的 Polychain PoS 桥。
• 应用程序依赖性： 针对两个或多个区块链服务的个别应用程序。这种情况下，较大的优势在于不需要在每个链上完全实现整个应用程序，而是可以利用一个实例用于多个链。仅仅是带来了一个局限性，即不能一概适用于多个应用程序，互不相同的应用程序需要另行创建解决方案。代表性的例子包括 Compound 链与 Thorchain。两者均为 1）借贷和 2）交易所功能的应用程序，提供各自代码进行服务。
• 无依赖性： 指不依赖于任何一种事物，旨在连接多个区块链的解决方案。虽然作为连接各自生态的通用化解决方案看起来是合适的，但是许多会因此牺牲去中心化和安全性，寻求扩展性，因此存在一定的权衡。最具代表性的例子即是 Cosmos 的 IBC。

(基于依赖性的桥梁分类 | 来源: 1kxnetwork Medium, 链接)

(2) 基于跨链交易验证方式的分类

除了按照依赖性分类，还可以根据跨链交易验证方式进行分类。

• 外部验证者和联盟验证： 在这种方式中，交易当外部验证者侦查到源链的交易请求后，就会将所转移的代币锁定，并在目标链发布相应的代币。此操作必须在验证者之间达成共识，且验证者会监控充当源链“邮箱”的地址，锁定亦是在该邮件地址进行。正如“外部”名称所揭示的，这种方式在某种程度上依赖于对验证者的信任。
• 轻客户端与中继： 观察者监视源链的事件，并生成对曾发生的事件的密码学证明。该证明将与区块头一起发送到目标链的合约（轻客户端），在那里经过信息验证并执行指定操作。此方式的优点在于无需信任第三方，但缺点是目标链需要开发智能合约，且解析和验证源链上传递的状态证明可能会产生费用，从而成本较高。
• 流动性网络： 在此种方式中，节点将充当持有资产的路由器。此方式利用底层区块链的安全性。在使用流动性网络的情况下，当资产从链 A 移动到链 B 时，可以在目标链上以原生资产形式接收，因此对于需要进行资产移动的情况，这种方式可能更加合适。

(根据交易验证方式的桥梁分类 | 来源: 1kxnetwork Medium, 链接)

每种方式都有其优缺点，且可用下图表示。

1) 外部验证者和联盟 验证的方式在连接性、速度、状态扩展能力（Statefulness）方面具有优势，但在资本效率和安全性方面却较弱，因为它依赖外部的信任。（状态扩展能力指的是可传送资产的多样性、复杂状态的传递能力，以及各链间合约调用的可执行性。）

2) 轻客户端与中继 方式在资本效率、状态扩展和安全性方面存在优势，但在连接性和速度上却较弱。由于需要解析和验证传输的事件及信息，因此在速度方面存在劣势，且轻客户端（智能合约）的单独开发导致连接性下降。通常来说，速度与安全性之间存在权衡。

3) 流动性网络 形式在安全性、速度方面与资本效率、连接性良好，但状态扩展能力不足。这根本上是因为节点必须持有特定资产才能维持该系统。

(对各方法的评估 | 来源: 1kxnetwork Medium, 链接)

(3) 基于安全性的分类

在安全性的角度可以分为以下四种类型。

• 无信任（Trust-less）：当桥梁的安全性利用源链的安全性时。如果不是源链的共识层面攻击，就无法盗取资金。
• 有保险（Insured）：有恶意个体可能盗取资产，但给予其行为的经济动机不足。这种情况需要以资产作为抵押，因此该抵押物可能会被削减，相关损失会向恶意行为受害者进行补偿。
• 有债券（Bonded）：该模型与有保险相似，但抵押的资产可能面临高概率被销毁，用户获得补偿的可能性较小。若抵押物为跨链协议的原生代币，那么假如该协议发生问题，该代币的价值可能会暴跌，因而带来的风险很大。
• 受信（Trusted）：此模式在某种程度上基于对第三方的信任。如果出现恶意行为或系统上的错误，资金回收将变得困难，并且不涉及抵押品。

(基于安全性的桥梁分类 | 来源: 1kxnetwork Medium, 链接)

5. 未来的挑战

如上文所述，桥梁可以通过多种方式进行分类，并在功能和方法论的层面上表现出优势和劣势，因此可认为不太可能存在适合所有情况的绝对解决方案。在生态系统内，各种尝试正在进行当中，然而以下问题仍未解决，或尚未被集中探讨，因此在未来仍需关注。

(1) 最终性和回溯

如果在正在交互的链上发生区块重组（reorg）或者 时间带攻击（Time Bandit Attack），如何应对仍无答案。时间带攻击是恶意矿工进行可提取价值（MEV）攻击的方式之一，抢夺区块生产者或生产者群体的最大 MEV 价值。有关详细信息，请参见 Multicoin Capital 的 下一篇文章。

(2) NFT 传输与来源管理

如何管理跨链流动的 NFT 的来源及传输记录同样是问题。对于从以太坊、Flow、Solana 等链移动的 NFT，关于所有权的记录将如何进行是个问题。NFT 证明数字资产的所有权，但无法阻止与 NFT 相关的元数据/内容数据的复制，从而冒用复制的数据生成新的 NFT 仍是可行的。不过，可以确认某个地址首次发布特定内容数据的NFT，因此可以确定哪些是由首发者发布。但因为最近在区块链世界中发生的事件，Wormhole 连接以太坊和 Solana 的桥中，就存在用户需要确认发布地址的较为复杂的情况。

(通过 Wormhole 发送到以太坊并伪造了的 Degen Ape Academy 例子 | 来源: Wormhole 推特)

从中，用户必须通过 Solscan 直接确认生成地址，并查看是否跟真 Degen Ape 一样有5个发行地址。用户体验方面无法被认为是良好。但在此版本中，由于仅跨越一个链，因此能够直接确认，但若 NFT 被多个链穿越则追踪就会更为困难。

(发行地址有5个的真实 Degen Ape vs. 只有1个的伪 Degen Ape | 来源: Wormhole 推特)

(3) 压力测试

对于正常连接的链的拥堵情况或在协议层攻击发生时，桥梁如何反应的压力测试几乎没有进行。这仍是一个未知的领域。

6. 所以，这对我有什么变化呢？

既然讨论了基础技术，那么现在暂时转向更切身的话题，结束本文。随着多链环境中跨链解决方案和桥梁的逐渐活跃，实际的终端用户服务将变得愈加多样化。其中最让用户感到明显的是聚合器服务和钱包服务。

• 聚合器：随着多种 DEX 的推出，聚合器服务与此相似，未来会出现用户能够一次性处理跨链交易的服务。例如， Li Finance 就是这样的例子之一。Li Finance 是在 BSC、Polygon、xDai 和 Phantom 链之间相互兑换稳定币的。
• 钱包服务：支持多链的钱包服务也将越来越受到关注。 Coin 98 是最具代表性的多链支持钱包服务。Coin 98 几乎覆盖了几乎所有 DeFi 的领域，并且其内部的交叉链桥 Space Gate 便是在其中之一。

7. 结语

(连德古拉博士都不知道的多元宇宙 | 来源: 蜘蛛侠：无路径归返的预告片)

在多链时代，各种我们尚未想象的不同类型的 dApp 和协议将继续发布。各条链的优势各不相同，因此在各个链上推出独特的 dApp 并利用跨链解决方案实现更广泛的合作，甚至增加某个 dApp 的活动范围和多样性等变化将会加速。这一去中心化的生态系统的发展，如今第一幕已经结束，正迎来真正的第二幕的开始。

a41 — 所有人为了一个人.

• 原文链接： medium.a41.io/ecosystem-...
• 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～