一文读懂跨链智能合约

本文将探讨多链生态的发展历程,总结当前多链智能合约发展的优势和挑战,并深度解析多链智能合约将如何颠覆区块链dApp的开发模式。

跨链智能合约是去中心化的应用,由多个部署在不同区块链网络的智能合约组成。这些智能合约之间可以实现互操作性,并共同构成一个完整的应用。这种创新的设计范式对多链生态的发展起到了关键的推动作用,并将有潜力利用不同区块链、侧链和layer 2网络的独特优势,打造出全新的智能合约用例。

本文将探讨多链生态的发展历程,总结当前多链智能合约发展的优势和挑战,并深度解析多链智能合约将如何颠覆区块链dApp的开发模式。之后,我们还会列举跨链智能合约解锁的创新用例,以及跨链互操作性协议(CCIP)将如何在各个区块链之间实现跨链通信,并推动跨链智能合约向前发展。

多链生态的崛起

之前,大部分智能合约应用都部署在以太坊主网上,因为以太坊是第一个支持完全可编程智能合约的网络。以太坊之所以能够成为主流的智能合约网络,不仅因为它具有先发优势,还因为它创建了不断增长的网络效应、去中心化的基础架构、成熟的开发工具以及庞大的Solidity开发者社区。然而,随着用户对以太坊智能合约的需求不断上升,以太坊区块空间(即计算资源)出现供不应求的状况,这也导致了以太坊网络的交易费一路飙升。虽然以太坊主网仍然是部署智能合约最安全的选择,但许多终端用户也开始寻求更加低成本的替代方案。

因此,过去一年中有越来越多的智能合约开始部署在其他layer 1区块链、侧链以及layer 2 rollup上,以此来满足用户和开发者的需求。多链生态在过去只是一个概念,而现在则变成了现实。目前,DeFi应用所部署的区块链愈发多元化,这也很好地证明了这一点。此外,日活钱包地址、交易次数以及网络贷款金额等各种链上衡量指标也无疑证明了多链生态正在蓬勃发展。

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多链DeFi生态的发展历程

随着各种新的区块链不断涌现出来,智能合约经济的总量也扶摇直上,吸引了更多新用户加入,以更低的成本展开交易。另外,每个侧链和layer 2都有自己独特的扩容方案和去中心化方案,在机制设计、共识、交易执行、数据可用性以及隐私方面也各具特色。在多链生态中,所有这些不同的模式都可以并行,在实践中得到检验,并最终推动生态向前发展。

以太坊社区也拥抱了这种多链策略,采取了以rollup为中心的发展路线,通过部署多个layer 2扩容方案来提升以太坊生态的吞吐量。Layer 2网络提高了以太坊智能合约的交易吞吐量,因此单笔交易费得以降低,并同时保持了以太坊主网的安全优势。具体方案是利用欺诈证明(fraud proof)或有效性证明(validity proof),在以太坊区块链上验证链下计算。之后还会利用数据分片技术来扩展rollup calldata的性能。

如今,越来越多的开发者都在多个区块链上部署智能合约代码库,以充分利用多链生态的优势。项目开发多链智能合约,既可以扩大用户群,又可以在低成本的区块链上试验新功能,以此规避成本风险。这种多链策略在多个DeFi垂直领域逐渐形成了势头。比如,SushiSwap DEX部署到了15条不同的区块链上;Beefy Finance的收益聚合器部署到了12条链上;Aave的货币市场则部署到了3条链上。

多链智能合约的瓶颈

多链生态虽然能为用户和开发者带来诸多好处,但将同一个智能合约的代码部署到多条区块链上还是会存在一系列特殊的挑战和利弊权衡。

首先,多链智能合约的代码每部署到一个新的区块链上,都需要创建一份原应用的副本,这就意味着应用不再具有唯一性。相反,部署在每条链上的智能合约都管理着自己的内部状态(比如追踪账户余额),而不同区块链上的合约几乎或甚至完全不能直接交互。虽然用户可以访问任何一条链上的应用副本,但不同链上的用户体验不能保证完全一样。

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多链智能合约本质上是不同链上互相孤立的dApp副本

这种现象在去中心化交易平台上尤为突出,特别是多链自动做市商(AMM)。由于用户资产只能同时存在于一条区块链上,因此应用的流动性会分散在不同的区块链上。结果就是,每条链上应用的锁仓量都会降低,这会导致交易滑点增大并且交易费收入下降。另外,AMM应用每部署到一个新的区块链上,都需要从零开始创造流动性。如果新链上也采用yield farming来冷启动,那么这会导致协议的原生通证不断被稀释。

如果应用需要对其状态维持单一事实来源,比如统一注册的链上域名系统,那就很难做到多链部署。如果在每条链上都分别部署注册表,那么不同人可能会在不同链上注册同一个域名,这将会引起混乱。因此,如果应用要保证全局状态的一致性,通常只会部署在一个区块链网络中。

除了应用层面的挑战以外,多链系统还会为终端用户带来麻烦。用户可能需要学习如何与其他区块链进行交互。由于某一条区块链上的资产只能在这条链上的dApp中使用,因此,用户必须手动使用通证桥,将通证发送到其他区块链上的dApp中使用。用户不仅需要重新配置钱包,熟悉新链上的操作流程,并持有底层区块链通证以支付gas费;还不得不在一定程度上牺牲安全性,因为目前许多跨链通证桥都存在安全问题。

总而言之,多链智能合约最大的瓶颈是:在不同区块链、侧链和layer 2上部署的智能合约之间几乎或甚至完全无法实现互操作性。虽然现在可以使用通证桥来实现多链部署,但要安全地跨链传输数据则需要采用一种全新的思路来设计智能合约的基础架构。

跨链智能合约

安全的跨链通信(即:在各个链上环境之间传输任意数据、通证和指令)是实现跨链智能合约的关键要素。跨链智能合约是去中心化的应用,由多个部署在不同区块链网络的智能合约组成。这些智能合约之间可以互相通信,并共同构成一个完整的应用。

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跨链智能合约其实是一个完整的dApp将逻辑分别部署在不同的区块链上

尽管可以用各种方式实现这一部署,但在最底层需要设计跨链智能合约,让开发者可以将应用分割成不同的模块。也就是说,不同链上的智能合约可以分别执行不同的任务,而所有智能合约又都保持同步,并共同实现同一个应用场景。这样,开发者就可以利用不同区块链的优势,实现独特的价值。比如:去中心化的应用可以利用第一条区块链的抗操纵性来追踪资产所有权;利用第二条区块链的高吞吐量来实现低延时交易;利用第三条区块链的隐私性来识别用户身份;并利用第四条区块链的去中心化存储功能来储存元数据。

另外,这种跨链智能合约的设计范式还可以使部署在多个区块链上的同一智能合约副本之间更加流畅地交互。这将有助于统一多链应用在不同区块链上的用户体验。因此,跨链智能合约可以解决现有多链智能合约面临的诸多瓶颈,并打造出全新的应用场景。为了进一步向各位展示跨链智能合约的无限潜力,下面为大家介绍几个用例。

跨链交易平台

用户在跨链去中心化交易平台(DEX)上执行交易时可以跨越各个区块链的通证池获得流动性,以解决多链DEX流动性分化的问题。比如,用户在交易时,其存入的通证可以被分割并桥接至不同区块链,以获得最佳的交易执行价格;然后再将交易完成后的通证桥接回原来的区块链并存入用户钱包。这样一来,所有区块链上的流动性都会被盘活,用户可以享受到更低的交易滑点,并且每条链上的流动性提供方都可以获得更高的交易费收入。

另外,跨链DEX的用户还可以将一条链上的原生通证换成另一条链上的原生通证。比如,用户可以将以太坊上的ETH换成比特币区块链上的比特币。这样一来,用户无需通过包装通证或中心化的交易所,就可以灵活交易各个区块链上的原生通证。

跨链收益聚合

跨链收益聚合可以将用户存入的资金放置在各条链上的DeFi协议中。这样一来,用户就无需手动将通证资产桥接到其他链上以最大化收益,并轻松获得更高的收益。因此,这将极大改善多链yield farming的体验,所有繁琐的流程都将得到简化。

除此之外,这个机制还能扩大DeFi应用在新兴区块链上的TVL,并以此盘活多链生态的流动性。

跨链借贷

跨链货币市场可以推动跨链借贷市场的发展,用户可以在一条链上存入抵押资产(ETH),并在另一条链上贷入通证资产(如USDC)。这样一来,用户既可以将抵押资产放在更加安全的区块链上,又可以在吞吐量更高的区块链上贷入通证资产,并将资产放到这条链上的应用中产生收益。

跨链货币市场的用户还可以在另一条利率较低的区块链上贷入通证资产,然后将资产桥接回第二条区块链上还贷款。这将有助于统一不同区块链上的收益率,为低流动性、高利率的货币市场降低贷款成本。

跨链DAO

去中心化的自治组织(DAO)可以利用跨链互操作性,在一个或多个高吞吐量的区块链网络中展开链上投票,并且将投票结果发送回核心治理合约所在的成本较高的区块链上。这样做不仅可以为DAO的参与者降低交易成本,还能实现链上透明且抗操纵,并激励更多人参与。

另外,跨链DAO还可以无缝治理并修改不同区块链上的智能合约参数,拓宽一个或多个链上环境中持币者的治理范围。

跨链NFT

跨链NFT市场的用户可以在任何区块链上发布或竞拍NFT。这将提升NFT的流动性,并且NFT可以在竞拍结束后在不同区块链之间无缝传输。另外,某一区块链上的游戏也可以采用跨链互操作性来追踪另一条区块链上的NFT所有权。因此,用户能够将NFT安全地储存在任意区块链上,并同时在其他区块链的游戏中使用这些NFT。

以上用例只是冰山一角,跨链智能合约最终将实现无限可能。除了将去中心化应用分割成不同模块以外,跨链智能合约还可以通过其他方式来充分利用多链生态的优势。

“门店式”智能合约

现有的单链或多链智能合约可以部署“门店式”智能合约(storefront smart contract),以充分利用多链生态的优势。门店式智能合约为用户提供了一个入口,用户可以通过其访问其他链上的智能合约应用。用户可以通过这类智能合约,在不离开原有区块链环境的前提下,将资产存放在另一条链上的去中心化应用中。

用户无需手动将资产桥接至其他区块链上的智能合约中,他们甚至都不用知道智能合约到底在哪条区块链、侧链或layer 2上运行。对用户来说,其他区块链上的应用使用起来跟原生应用没有任何区别。

所有已经运行的去中心化应用,比如衍生品交易平台或货币市场,都可以通过向后兼容的方式添加门店式智能合约。由于智能合约本身具有可组合性,现有协议可以通过无需许可的方式添加跨链互操作性。流畅的用户体验和更高的互操作性,将极大推动多链经济的发展。

CCIP将如何为跨链生态保驾护航

虽然跨链智能合约彻底颠覆了去中心化应用的开发模式,但是如今大多数区块链网络在本质上仍然是相互孤立的。也就是说,这些区块链之间无法直接发送和接收数据。要实现跨链智能合约,就需要在链与链之间搭建跨链桥。

目前为止,跨链桥主要聚焦于在不同区块链之间传输通证,常见的方式是基于一条链上的原生资产在另一条链上铸造包装资产。然而,跨链智能合约需要通用化程度更高的桥来传输数据包、通证和指令。这类基础设施必须保证安全性和可靠性,并且代码库必须经过严格审计,以确保传输的消息不会被操纵,能够及时传到目标链上,并且可以经受住区块链重组等外部因素的考验。去中心化的预言机网络(DON)很好地解决了区块链预言机问题(即:区块链无法访问链下资源);同样地,DON也可以安全地实现区块链互操作性。

Chainlink网络可以兼容任何区块链上的协议,目前已集成至了一系列区块链、侧链以及layer 2。因此,Chainlink有足够的能力推动多链生态向跨链智能合约转型。为了实现这一目标,Chainlink目前正在开发跨链通信的全局开源标准,即跨链互操作性协议(CCIP)。

与普通的跨链桥不同的是,CCIP可以让智能合约跨越所有区块链安全地传输数据和通证。智能合约可以用任何方式对数据消息进行加密或解密,因此具有极高的灵活性。值得一提的是,CCIP将利用目前已在运行的Chainlink预言机节点。这些节点不仅具有极高的可靠性和防篡改性,而且还能兼容任何区块链,目前已经为多链DeFi经济保障了数百亿美元的价值。

视频链接:http://mpvideo.qpic.cn/0bc3qeaaaaaa5malekokqbqvbaodacaqaaaa.f10002.mp4?dis_k=8b5e9095d87f0d5e3bfa4eb146f3fd96&dis_t=1646357878&vid=wxv_2199184786420744200&format_id=10002&support_redirect=0&mmversion=false

CCIP不仅拥有高质量的代码库,还计划采用名为“防欺诈网络”(Anti-Fraud Network)的创新风控系统来进一步保障安全。防欺诈网络由多个去中心化的预言机网络组成,这些预言机网络又由多个独立的节点委员会构成,这些节点不参与CCIP跨链桥的运行,而是专门负责监控CCIP服务中可能出现的恶意攻击行为或区块重组等网络突发状况。这一额外的验证层有权紧急关闭跨链桥,暂停数据和通证传输,以保护跨链智能合约和用户免受黑天鹅事件的影响。

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跨链互操作性协议(CCIP)将在各个区块链之间传输消息

目前已经有上百个单链或多链智能合约应用在使用Chainlink预言机获取链下数据以及信任最小化的计算资源。这些协议在将来还可以使用同样的去中心化基础设施,实现跨链互操作性。CCIP不仅可以为跨链智能合约提供基础设施,还能支持开发各种跨链通证桥,用户可以直接将通证桥接入不同的区块链,并同时发送指令部署这些通证。尽管跨链基础设施的开发面临一些挑战,但是必须将重点放在代码审计和防御机制的建立上,以在最大程度上保障安全性,而这正是建立CCIP标准的关键。

总结

如今,多链生态充满了创新机遇,有越来越多的开发者正在将应用部署至多链环境中,以吸引更多用户和流量。虽然多链智能合约设计范式面临一些瓶颈,但是跨链智能合约的出现将带来巨大的机会,不仅能够消除这些瓶颈,还能解锁一系列创新的用例。

CCIP旨在打造安全可靠的跨链基础设施,帮助去中心化应用安全地向任何区块链上的智能合约传输任意数据,以此加速这一转型。在上世纪九十年代,没人能预测如今互联网的所有应用场景;同样地,我们现在也无法准确预测跨链智能合约在未来大多数的应用场景。

原文链接:https://blog.chain.link/cross-chain-smart-contracts-zh/

  • 发表于 2022-03-04 10:19
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  • 分类:跨链技术

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