什么是跨链桥？

DEFINITION

跨链桥是一种去中心化应用，它能够促进资产从一条区块链转移到另一条区块链。

Web3 生态系统正日益成为多链的，去中心化应用存在于数百个不同的区块链和 layer-2 解决方案中，每一个都有其自身的安全和信任方法。由于区块链可扩展性持续存在的挑战，这一趋势可能会继续下去，并得到更多区块链、layer-2 和 layer-3 解决方案以及独立网络（如特定于应用的区块链）的推出支持，这些区块链可以根据单个或较小集群的去中心化应用的特定技术和经济要求进行定制。

然而，区块链本身并不具备相互通信的能力。这使得区块链互操作性对于实现多链生态系统的全部潜力至关重要。区块链互操作性的支柱是跨链消息传递协议，它使智能合约能够读取和写入来自其他区块链的数据。

由于如此多的经济活动被隔离在孤立的网络中，越来越明显的是，Web3 需要强大的跨链互操作性解决方案，以实现数据和代币以安全无缝的方式跨互连的区块链网络移动。

跨链互操作性的一个核心要素是跨链桥，它是一种基础设施，能够将代币从源区块链转移到目标区块链。

本文解释了什么是跨链桥以及不同类型的跨链桥，探讨了与跨链桥相关的设计挑战，并考察了即将推出的跨链互操作协议 (CCIP)是如何构建以解决这些局限性的。

为什么 Web3 中需要跨链桥

区块链本身就不能相互通信——它们通常不具备监视或理解其他网络上发生的事情的能力。每个链在协议设计、货币、编程语言、治理结构、文化和其他要素方面都有自己的一套规则，这使得链之间的通信变得困难。这种区块链间通信的缺乏限制了Web3 生态系统中可能发生的经济活动量——没有区块链互操作性，不同的网络实际上代表着彼此孤立的经济体，它们之间没有任何连接。

理解跨链桥的需求的一个简单方法是将区块链想象成不同的洲，它们之间隔着广阔的海洋。A 洲拥有丰富的自然资源，B 洲拥有肥沃的土地可以种植粮食，C 洲拥有蓬勃发展的制造业和大量的熟练工匠。

如果能够将这些洲的能力结合起来，我们将拥有一个繁荣的世界。但是，如果没有办法通过航运、桥梁、隧道或其他基础设施来连接它们不同的经济体，这些地区将无法从它们的能力中获得益处。A 洲将没有食物，B 洲将没有技术来最大限度地提高其粮食生产效率，C 洲将没有资源来制造最好的产品。然而，如果可以将这些经济体连接起来，所有洲都将受益于一个更加互联的世界，每个地区都可以专注于其独特的竞争力，同时通过贸易从整个世界的财富和创造力中受益。

同样，通过使不同的区块链、扩展解决方案和特定于应用的链能够进行通信，生态系统可以从每个区块链生态系统的独特品质中受益。

跨链桥如何工作？

跨链桥是一种去中心化应用，它能够将资产从一条区块链转移到另一条区块链。跨链桥通过促进不同区块链之间的跨链流动性来提高代币的效用。跨链桥通常涉及通过智能合约锁定或销毁源链上的代币，并通过目标链上的另一个智能合约解锁或铸造代币。

代币桥通常利用跨链消息传递协议来实现一个特定目的——在区块链之间移动代币。实际上，跨链桥是跨链消息传递协议的一个非常狭窄的用例，许多桥仅仅充当两个区块链之间的特定于应用的服务。在其他情况下，跨链桥用于促进更广泛的效用，例如跨链去中心化交易所 (DEX)、跨链货币市场 或提供更通用的跨链功能。

跨链桥的类型

跨链桥由三种主要机制类型驱动：

• 锁定和铸造——用户将代币锁定在源链上的智能合约中，然后将这些锁定的代币的包装版本在目标链上铸造为 IOU 的一种形式。在相反的方向上，目标链上的包装代币被销毁以解锁源链上的原始代币。
• 销毁和铸造——用户销毁源链上的代币，然后在目标链上重新发行（铸造）相同的原生代币。
• 锁定和解锁——用户将代币锁定在源链上，然后从目标链上的流动性池中解锁相同的原生代币。这些类型的跨链桥通常通过经济激励（例如收入分成）来吸引桥两侧的流动性。

此外，跨链桥还可以与任意数据消息传递功能相结合——不仅能够在区块链之间移动代币，还能够移动任何类型的数据。这些可编程代币桥涉及代币桥和任意消息传递的组合，一旦代币被传递到目标链，就会在目标链上执行智能合约调用。

可编程代币桥在桥接功能完成后，可以实现更复杂的跨链功能。这些功能包括在执行桥接功能的同一交易中，在目标链上交换、借贷、质押或将代币存入智能合约。

对跨链桥进行分类的另一种方法是，考察它们在验证源区块链状态并将后续交易中继到目标区块链方面，在信任最小化的频谱中所处的位置。通常，跨链解决方案在频谱上越靠近信任最小化，其计算成本就越高，灵活性就越差，通用性也就越低。做出这些权衡是为了支持需要最强信任最小化保证的用例。

跨链桥接的挑战

在没有受信任的第三方的情况下，区块链之间的安全通信是具有挑战性的。跨链通信本质上需要安全、信任或灵活性方面的权衡，而这些权衡在单个区块链上发生的交互中是不需要的。这也意味着，不同区块链上的智能合约之间的可组合性只能通过在安全性、信任假设或配置灵活性方面做出固有的权衡来实现——而这些权衡在同一链上的智能合约之间的可组合性中是不需要的。

如果跨链消息传递存在局限性，为什么不将所有应用活动都部署在单个区块链上呢？答案是双重的。首先，如果去中心化和可信中立是网络的核心价值，那么由于计算能力、带宽和存储能力的限制，单个区块链可以处理的活动量存在理论上的限制。其次，各个区块链和扩展解决方案针对不同的质量进行了优化，例如速度、安全性和去中心化，并且很可能对于这些价值的最佳组合总是存在分歧，从而导致对多个链和解决方案的需求。

与跨链桥相关的一个重要问题是包装资产与原生资产的使用。包装或桥接资产是源区块链上另一种资产的表示，因此，由于需要一个或多个实体托管底层代币，因此引入了不同形式的安全和信任假设。这些局限性可以通过 Chainlink 储备证明 支持的去中心化验证来缓解。如果使用原生资产，那么在桥接功能执行后，实际上在目标链上使用相同的资产，但需要考虑如何验证一条链上的代币销毁以触发另一条链上的发行。

跨链桥的另一个考虑因素是最终性——保证一旦源链上的资金成功提交，目标链上的资金就可以使用。如果没有保证的最终性，源链上的一笔反向交易（例如区块重组）可能会对目标链造成不利影响，例如创建无支持的桥接代币。

密码经济系统的弹性仅与它们最薄弱的攻击向量一样强。即使底层区块链或 layer-2 网络是安全的，不安全的桥也会使资金容易受到攻击。在保护桥的安全方面，关键的考虑因素是攻击成本和需要贿赂的参与者数量。从这个意义上说，最大化跨链桥的安全意味着在状态验证和将后续交易中继到目标区块链期间，最大化实体多样性和/或加强保护桥的密码学保证。

由于这些复杂性，对桥的攻击占 Web3 空间中大量漏洞利用，因此在设计跨链消息传递协议时，必须首先考虑安全性。

CCIP 如何构建以实现安全的跨链桥接

为了适应区块链生态系统中对安全跨链消息传递日益增长的需求，Chainlink 正在开发跨链互操作协议 (CCIP)——一种用于跨链通信的开源标准，包括任意消息传递和跨链代币转账。CCIP 旨在通过单个标准化接口在数百个区块链网络之间建立通用连接。此外，CCIP 的构建方式使其可以与其他各种预言机服务组合，以支持高度复杂的跨链交互和跨链智能合约。

预计 CCIP 将支持各种跨链服务，包括可编程代币桥，这将使用户能够以高度安全、可扩展且经济高效的方式跨任何区块链网络移动代币。可编程代币桥旨在为开发人员提供一种支持计算的服务，以安全地跨区块链网络转移代币，并在目标链上启动涉及使用这些桥接代币的编程操作。

通用接口提供将代币转账到跨 EVM 和非 EVM 链的任何 Chainlink 集成区块链网络的能力，不仅可以解锁不同区块链网络之间的闲置流动性，还可以帮助提高跨链消息传递的安全标准。安全性的提高通过风险管理网络（一个监视恶意活动的独立网络）、来自具有可验证链上性能历史记录的各种高质量节点运营商的去中心化预言机计算以及链下报告 (OCR 2.0) 协议（OCR 1.0 的更通用实现，它已经促成了数万亿美元的总价值启用 (TVE)）来实现。

要了解更多关于 CCIP 如何构建以实现更强大的跨链生态系统的信息，请阅读此博客：Introducing the Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP).

要了解更多关于 Chainlink 的信息，请访问 Chainlink website 并关注官方 Chainlink Twitter 以了解最新的 Chainlink 新闻和公告。

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