LayerZero：突破跨链能力的边界

主要收获

• LayerZero 成立于 2021 年，通过安全、快速且经济实惠的跨链消息传递解决了区块链互操作性问题。

• LayerZero V2 的主要改进包括可编程安全栈、简化的协议接口和水平可组合性。

• LayerZero 启用的重要原语包括通用消息传递、全链标准和代币桥接，其应用包括用于名称服务的 Clusters 和用于游戏代币的 Iskra。

• 尽管过去受到批评，LayerZero 还是吸取了反馈，改进了 V2 中的安全性、用户控制和定制，从而提高了可靠性并解决了过去的问题。

区块链本质上是隔离的，配备了自己的状态机、存储和用于状态更改的执行逻辑。一个合适的现实世界的类比是一个拥有独特语言和领土的国家。从历史上看，这种隔离在创建能够跨不同区块链传输消息或代币的系统方面带来了挑战。主要关注的问题包括原生资产在转移到另一个区块链时是否保留其状态，以及转移方恶意行为的风险。

为了缓解区块链的碎片化，许多团队已经开始努力，范围从创建具有可信中介（如 Wormhole）的独特基础设施，到将互操作性解决方案直接纳入 Layer 1 框架（如 IBC）。

LayerZero 成立于 2021 年，一直致力于减少这种碎片化。它一直是构建互操作性领域重要原语的领先项目。LayerZero 构建的功能始终处于前沿并且被广泛采用。在本文中，让我们看看 LayerZero 的历程、其架构以及 LayerZero 可能实现的目标。

1. 关于 LayerZero：它的历程

1.1 启动

来源：新合作：LayerZero 的传奇 | 红杉资本

以前，区块链之间的互操作性问题没有得到充分解决，因为大多数用例都涉及将代币作为包装代币发送。LayerZero 的联合创始人 Bryan Pellegrino、Ryan Zarick 和 Caleb Banister 开始开发一种协议，旨在实现区块链之间的顺畅通信。他们的解决方案促进了跨不同链的资产或信息的转移，强调经济性、速度和安全性。这三人在新罕布什尔大学的计算机网络研究实验室期间结为朋友，他们将自己的企业命名为 LayerZero。这个名称反映了它在支撑应用程序方面的重要作用，强调了它在区块链生态系统中的基础重要性。

LayerZero 引入了一种新颖的、以用户为中心的方法来整合应用程序级别的数据。如果成功，它可以增强加密货币领域。但是，在那个阶段，许多新的原语需要开发，因为互操作性本身的研究还处于非常早期的阶段。

1.2 发展

2021 年，互操作性的概念是有限的，指的是链之间的资产桥接。LayerZero 与其他几个团队一起，引入了任意消息传递的想法，它允许应用程序在链之间发送任何类型的信息（数据、代币、逻辑等）。这导致了像 Omnichain Fungible Tokens (OFT) 这样的原语的开发——它一次性地将任何 ERC20 代币扩展到许多链上，以及 Omnichain Applications——允许开发者一次性地在许多链上构建。

1.3 下一个阶段，LayerZero V2

LayerZero 经历了持续增长，并在过去推出了几项举措，现在无疑是互操作性领域的领导者。自推出以来，该协议也进行了重大更改。

1.3.1 V2 发布

与 V1 相比，LayerZero V2 进行了几项关键改进：

• 新的安全和执行：V2 引入了可编程安全栈，该栈使用不同的去中心化验证器网络 (DVN) 进行消息验证。消息验证和执行现在已分离，安全栈处理验证，而执行器处理执行。

• 简化的协议合约接口：它降低了发送和接收消息的复杂性。Path-Specific Libraries 使开发人员能够为特定路径配置不同的 MessageLibs。水平可组合性允许将外部调用包含到新的消息包中，确保消息接收逻辑和外部调用逻辑之间清晰的分离。

2. 那么 LayerZero 是如何工作的？

2.1 核心架构组件

LayerZero V2 的架构中有三个主要组件：

1. 端点合约：这些合约充当跨链消息的入口点。

2. DVN（去中心化验证器网络）：它管理区块链之间跨链消息传递的完整性和安全性。

3. 执行器：根据消息中的指令，执行器执行发送到另一个区块链的消息。

2.1.1 端点合约

来源：LayerZero 端点 | LayerZero

端点合约是 LayerZero 架构中的一个关键组件，它支持不同区块链网络之间的跨链通信。它充当跨链发送和接收消息的网关。端点合约提供用于发送消息的函数，其中包括必要的参数，如目标链、接收者地址和有效负载数据。它还处理传入的消息，验证它们的完整性和真实性，并通过在接收链上执行相关操作或回调来处理它们。

端点合约与 OApp（全链应用程序）配置的安全栈集成，该安全栈由验证消息 payloadHash 的必需和可选的去中心化验证器网络 (DVN) 组成。通过端点合约发送的每条消息都被分配一个唯一的 nonce，代表消息验证过程的状态。当消息经过验证并准备好执行时，它会被提交到相应的消息传递通道，任何调用者（如执行器）都可以检索该消息并触发其在目标链上的执行。端点合约概括了跨链通信的复杂性，并为 OApp 提供了一个标准化接口，用于在不同的区块链网络上发送和接收消息。

2.1.2 DVN

来源：安全栈 (DVN) | LayerZero

LayerZero 架构中的去中心化验证网络 (DVN) 对于保护和验证跨不同区块链的消息至关重要。LayerZero 的 V2 更新通过将应用选择的预言机和中继器模型过渡到包含模块化安全栈和无需许可的执行器的更强大的系统来增强了这一方面。这些安全栈是 DVN 的可配置组合，可以包括原生桥、第三方桥、预言机和其他验证实体。这允许应用程序选择一组定制的 DVN，以确保跨链消息的完整性，然后再在目标链上执行它们。

DVN 设置的灵活性允许不同级别的冗余和安全检查，从而增强了协议对不同安全需求和潜在威胁的适应性。通过允许无需许可地参与验证过程，LayerZero 确保了广泛且多样化的验证器集，从而提高了消息验证的去中心化和稳健性。这种方法对于在 LayerZero 生态系统中的交易中保持高安全性和信任至关重要，强调了其提供可扩展且可靠的跨链通信协议的承诺。

以下是对 DVN 在 LayerZero 架构中如何运作的详细探索：

1. 消息完整性检查：每个 DVN 的任务是验证消息的 payloadHash。payloadHash 本质上是消息内容的加密摘要，确保信息在传输过程中没有被篡改。

2. 去中心化验证：DVN 独立运行，使用它们独特的验证模式来检查 payloadHash。这种去中心化机制确保验证过程不依赖于单点故障，从而增强了跨链通信的安全性。

3. 阈值共识：LayerZero 允许在 OApp（全链应用程序）的安全栈中配置必需和可选的 DVN。消息可以在目标链上被提交为已验证，这不仅基于单个 DVN 的批准，而且通常需要满足多个 DVN 之间指定的一致性阈值。

2.1.3 执行器

在 LayerZero 协议中，执行器是一个关键组件，负责在跨链消息经过验证和授权后，处理和执行消息中指定的操作。执行器充当在通过去中心化验证器网络 (DVN) 和任何其他必要的检查完成所有安全验证后，执行消息中命令的最终行动者或代理。这些是执行器的主要角色：

1. 对经过验证的消息执行操作：一旦消息的完整性和真实性得到 DVN 所需阈值的确认，执行器的作用就是获取此经过验证的消息并对其执行操作。这涉及到执行目标链上消息指示的实际操作。

2. 与智能合约交互：通常，执行器与目标区块链上的特定智能合约交互。它们按照传入消息的规定调用这些合约的函数或方法，从而有效地将经过验证的跨链数据转换为目标链上的可操作更改。

执行组件本质上弥合了消息验证和区块链上最终交易或状态更改执行之间的差距。如果没有执行器，即使是经过完美验证的消息仍然无法执行，导致尽管跨链通信成功，但没有实际效果。

2.2 交易生命周期

来源：什么是 LayerZero V2？ | LayerZero

LayerZero 消息的生命周期涉及一系列明确定义的步骤，以通过全链应用程序 (OApp) 实现从源区块链到目标区块链的跨链通信。以下是对交易生命周期中每个步骤的解释：

2.2.1 消息启动

• 用户通过调用 OApp 中的 _lzSend 方法来启动跨链通信，该方法会触发 LayerZero 端点上的 send 方法。它提供诸如消息参数和费用管理的退款地址等信息。

• 费用计算和提交：如果交易费用要以 lzToken 支付，并且 lzToken 不可用（地址设置为 0x0），则交易将回滚。用户或 OApp 需要确保提供正确的原生或 lzToken 费以支付估计的费用。

• 消息生成和发送：在处理费用并确保所有参数都正确设置后，端点的链上消息库 (MessageLib) 会生成一个消息包。此数据包根据 OApp 所有者指定的配置构建，并作为事件发送，其中包含目标区块链、接收者地址和实际消息内容等数据。

2.2.2 消息安全和验证

• 事件侦听：在此阶段，包含 DVN 基础设施的安全栈会侦听发送的事件。

• 区块确认和验证：在这里，系统会等待预定数量的区块确认，以确保交易的最终性。之后，它会继续验证消息的完整性。

• 有效负载验证：此步骤涉及在目标链的 MessageLib 上验证 payloadHash。它确认收到的消息与发送的数据包匹配。

2.2.3 消息执行

• 消息接收：调用者（通常是执行器或指定的智能合约）在目标端点上调用 lzReceive 函数。

• 消息执行：目标端点现在触发目标 OApp 合约中定义的 _lzReceive 函数，其中执行消息指定的实际逻辑。

• 执行上下文验证：接收端点执行消息，并且可以验证执行器提供的任何不受信任的额外数据，从而确保发送者和任何其他上下文均满足安全要求。

• 确认和完成：该操作以发送 PacketDelivered 事件结束，确认消息已成功传递和执行。

3. LayerZero 可以做什么？

LayerZero 构建了一个强大的跨链标准和基础设施，使 dapps 和用户能够无缝地将其活动扩展到多个区块链。多年来，随着 LayerZero 的运行，利用其基础设施的项目数量显着增长。DeFi 领域尤其明显，项目正在利用 LayerZero 从各种链中挖掘流动性和用户群，从而支持跨链收益耕作、借贷和交易。

以下部分将探讨潜在的用例，并检查不同的项目如何利用 LayerZero 的跨链基础设施。

来源：LayerZero V2 深入研究。关于 V2 你需要了解的一切

3.1 通用消息传递

LayerZero 成为早期允许 GMP（也称为 AMB（任意消息传递））的先驱，GMP 是一种发送消息并在另一个区块链中执行它的能力。该架构类似于 Cosmos 中的 IBC，但它们的超轻客户端 (ULN) 允许它在包括 Ethereum 在内的其他生态系统中更具成本效益和可用性。这开辟了更多通用互操作性解决方案的可能性。

3.1.1 集群，通用名称服务

来源：LayerZero V2 案例研究：Clusters

Clusters 是第一个跨链名称服务，它通过允许用户在所有平台上使用单个通用名称，从而简化了管理各种区块链上的多个钱包的过程。它解决了在不同区块链上运行多个钱包的用户所遇到的钱包碎片化问题。此功能由 LayerZero 促进，LayerZero 确保在一个区块链上注册的名称在所有其他 LayzerZero 支持的区块链上都能被识别。它利用 LayerZero 的 GMP 功能进行此操作。

3.2 全链标准

LayerZero 开发了独特的跨链标准，称为“全链标准”。这包括一个名为 OFT（全链可替代代币）的代币标准和一个 OApp（全链应用），它为跨链活动提供 GMP 接口。

OFT Standard 允许跨各种区块链网络平稳地转移和组合资产。这是通过一种铸造和销毁机制实现的，其中代币最初在源区块链上被销毁，然后在目标区块链上铸造相等数量的代币。这种机制确保了所有连接链上一致的代币供应，从而无需包装资产或额外的流动性池进行桥接。目前，Wormhole 的 xERC20、NTT、Axelar 的 ITS 和 Nexa 的 CAT 等几种全链代币都使用此机制。但是，OFT Standard 是采用最广泛的标准。

来源：解释 OFT 标准。OFT 是跨链移动的代币…… |

3.2.1 ISKRA，以太坊游戏代币中心

ISKOA 通过 LayerZero 旨在成为其他游戏链的游戏代币中心。鉴于游戏需要定制的基础设施，因此有必要构建自己的 rollup。这可能会导致流动性和用户体验方面的碎片化。为了解决这个问题，ISKOA 正在与 LayerZero 构建一个流动性中心。所有游戏链代币将在各自的链上以原生方式发行，并且将具有 OFT-Adaptor。此适配器将允许代币以原生方式转移到 ISKOA 中心链。此外，中心链中的 DEX 和桥接合约将使整体交互无缝。

Iskra 是一个 web3 游戏社区平台，旨在将区块链技术集成到游戏体验中。它的愿景是成为玩家和开发者的单一目的地，提供基于社区参与的独特奖励。他们从韩国的知名投资者那里筹集了约 5000 万美元，并准备在链上构建和带来高质量的游戏。

3.2.2 Ethena

来源：Ethena：将合成美元发展到数十亿美元 | 四大支柱

Ethena.fi 是一个 DeFi 平台，专注于提供一种称为 USDe 的合成美元解决方案，该解决方案在以太坊区块链上运行。与传统的法定稳定币不同，USDe 是一种加密货币原生的、以美元计价的工具，旨在在不依赖传统银行系统的情况下运行。该平台旨在通过使用以太坊和比特币作为抵押品的 delta 对冲策略来提供可扩展且可访问的金融解决方案。这种方法有助于保持 USDe 针对美元的价值的稳定性。Ethena 的独特产品之一是“互联网债券”，它整合了来自质押资产的收益以及来自期货和永续市场的收益。这种方法创建了一个强大的链上货币系统，旨在支持稳定性和收益生成。Ethena 的平台通过使用Layer2扩展解决方案和高级智能合约优化来提高交易效率，从而解决 Ethereum 网络面临的常见可扩展性问题。此外，它通过实施诸如持续漏洞监控和智能合约审计之类的措施来优先考虑安全性。

该平台通过使用来自 LayerZero 的 OFT 标准来增强其本地合成美元（USDE 和 sUSDE）和治理代币 (ENA) 的跨链互操作性，从而允许跨不同区块链网络进行无缝的资产转移。此功能扩大了用户对资产和流动性的访问范围，从而促进了 DeFi 领域中更多样化的投资和金融活动。

3.2.3 Angle 协议

来源：Angle 与 LayerZero 集成，使 agEUR 链不可知

Angle 协议已与 LayerZero 集成，以将其稳定币 agEUR 作为 OFT。这允许 agEUR 通过 Angle web 界面以铸造和销毁机制跨多个区块链转移。这也统一了所有现有的 agEUR 流动性池，确保稳定币在所有支持的区块链上保持深厚的流动性。

3.2.4 EtherFi

Etherfi 已与 LayerZero 合作，以利用其互操作性解决方案来跨多个区块链网络桥接其原生代币 weETH。此合作利用 OFT 标准，该标准允许 Etherfi 有效地将 weETH 的覆盖范围扩展到不同的链。最初，weETH 将在 Mode 和 Blast 上线，并计划扩展到 LayerZero 支持的其他链。

此外，与 LayerZero 的集成使 Etherfi 能够探索更多创新的用例。例如，该合作伙伴关系将促进 eETH 的启动，eETH 是 EigenLayer 上的流动性重新质押代币，允许用户在他们的质押以太币上赚取更高的收益，并更有效地利用他们在 DeFi 协议中的质押。

3.3 LayerZero 上的代币桥接

随着消息传递而出现的另一个核心功能——桥接。像 Stargate、Aptos Bridge 和 Gas.zip 桥梁，以及作为 CoreDAO 和 Harmony 的默认桥梁，代表着 LayerZero 协议的创新应用，每个都在跨链交互领域中发挥着独特的功能。

3.3.1 Stargate

来源：桥接三难困境。

Stargate 利用 LayerZero 协议来促进无缝的跨链流动性转移，从而解决了即时最终性、统一流动性和原生资产支持的常见桥接三难困境。Stargate 的创新方法允许用户在多个区块链生态系统中执行原生资产的单笔交易交换，从而通过消除在不同链上手动代币转换的需要来增强用户体验。

Stargate V2 已经发布，以解决 Stargate V1 中的痛点：昂贵的链上会计、静态信用机制和缓慢扩展到新链。Stargate V2 引入了交易批处理，以便在所有路径上提供绝对最便宜的桥接体验。它还引入了动态信用分配，以更好地处理特定路径上的交易量激增，由 AI 规划模块管理。Hydra 被引入作为 Stargate 扩展到桥接服务，允许新链访问几乎在所有 Stargate 链中功能无限的流动性。

3.3.2 Aptos Bridge

来源：LayerZero 的 Aptos Bridge。

Aptos Bridge 是使用 LayerZero 协议开发的，它通过采用铸造和销毁机制，使 Aptos 区块链和其他区块链之间的直接资产转移成为可能。此桥的工作原理是将代币锁定在源区块链（例如以太坊）上的托管中，同时在目标区块链 Aptos 上铸造等量的代币。此过程确保了区块链网络之间流畅的资产移动。该机制通过使用去中心化预言机和中继器来增强安全性并保持资产完整性。预言机验证区块链数据的准确性，中继器促进资产的实际转移，确保代币一次仅在一个区块链上处于活动状态，从而保持代币的总供应量完整性。

4. 过去的批评和前进的道路

LayerZero 面临着相当多的批评，特别是由于在没有 Lido DAO 明确批准的情况下启动了 Wrapped Staked Ether (wstETH)，这被认为创建了一个专有标准，并引发了对中心化和安全风险的担忧。此外，LayerZero 将测试网代币桥接到主网的方法，允许将 Goerli ETH 换成主网 ETH，导致 gETH 的价值飙升。这种意想不到的价值增长吸引了投机者，并为原本应该仅用于测试目的、本质上毫无价值的代币创造了一个高价值市场，并在以太坊社区内引发了一场辩论。

然而，LayerZero 一直在努力，并重点介绍了该领域的许多有趣的原语，例如 GMP、原生代币桥接和 OFT 标准。它已欣然接受了过去挑战的教训，并结合了这些宝贵的反馈，同时支持了增强型 LayerZero V2 的开发。此更新后的版本强调改进的安全性和更大的用户控制，反映了团队致力于解决社区问题和增强平台可靠性，并为开发人员提供了更多的自定义机会。

感谢 Kate 为本文设计图形。

• 原文链接： 4pillars.io/en/articles/...
• 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～