Boundless The Signal：零知识跨链的架构与范式创新…

Boundless The Signal: 零知识跨链终极协议的架构和范式创新

“除了像 ZK Rollups 这样的传统应用，ZK 领域新兴的用例现在包括像 The Signal 这样的跨链操作。”

作为区块链研究人员，我们正在目睹对跨链互操作性的巨大需求，但“跨链最终性”仍然是当前基础设施中缺失的一环。尽管桥接不同的链上资产和数据越来越普遍，但传统的多重签名桥和中继器方案仍然依赖于人为信任，安全事件频繁发生：2020-2022 年，由于黑客攻击造成的跨链桥的累计损失超过 25 亿美元！区块链的共识性质确保了单个链内状态的最终性，但链与链之间没有这种无需信任的最终性证明机制。换句话说，不同的区块链不能直接“相互识别”对方的最终状态，这是多链生态中长期存在的信任鸿沟。

近年来，人们采用多重签名 Oracle 或轻节点中继来在链之间转移状态，但这些方案要么牺牲了去中心化，要么复杂且效率低下。有没有一种方法可以让一个链以纯粹的数学方式验证另一个链的最终状态？来自 Boundless 团队的 The Signal 协议提供了一个答案：它通过一个开源的零知识（ZK）共识客户端，将源链（目前为以太坊）的最终性压缩成一个微小的有效性证明，可以在任何目标链上快速验证。换句话说，The Signal 利用零知识证明技术来构建一个任何链都可以信任验证的“最终性声明”。这标志着区块链跨连交互的范式从依赖多重签名信任转变为基于数学证明的信任最小化。

跨链最终性：区块链共识中缺失的一环

区块链的共识机制确保同一链上的所有节点都对状态变化达成一致，并在一定时间后提供最终性，这意味着区块达到不可逆转的已更改状态。然而，不同的链之间没有自然的共识连接：一个链无法知道另一个链上的新区块何时最终确定。目前，跨链传输通常使用桥接参与或第三方服务来“证明”源链上的事件（例如代币锁定）。这些证明通常由多重签名验证者签名或由中继节点提供。这引入了新的信任假设和攻击面：如果验证者勾结或私钥被盗，跨链桥可能会失败。例如，Wormhole、Ronin、Nomad 等多重签名桥相继遭到黑客攻击，造成了巨大的资产损失。

根本原因是不同的链之间缺乏原生的相互信任机制。理想情况下，每个链都希望像读取本地状态一样可靠地直接读取另一个链的状态和最终性。过去，技术上的限制使我们只能使用权宜之计——信任中介、昂贵的轻节点验证或乐观等待——来跨链转移状态。跨链最终性证明是解决此问题的方法：如果我们有一个小的密码学证明，可以直接证明“源链 X 的区块 Y 已最终确定，并且状态的 Merkle 根是 Z”，那么链上的任何合约或用户都可以在不信任任何其他实体的情况下验证它，那么跨连交互的安全性和效率将大大提高。

如今，零知识证明技术的发展带来了突破的机会。ZK 证明已经从只能验证简单的计算发展到足以证明整个链的状态和共识过程。Boundless 利用这一事实将以太坊信标链的最终性转换为可移植的密码学证明，为跨链互操作性创建了可信的基石。The Signal 在每次以太坊信标链发生 Finality 时生成相应的 ZK 证明，并将其广播到其他链，以便任何链都可以“在没有任何人”的情况下验证以太坊的最终确认状态。这意味着跨链桥接不再需要依赖多重签名或中心化 oracle 提供的消息——去中心化应用程序可以直接基于这种数学保证的跨链最终性构建其业务逻辑。正如 Boundless 所说，生态系统将因此获得一个共享的“最终性信号”，流动性和逻辑可以在链之间像 Internet API 一样自由流动，同时仍然保持区块链级别的安全性。

The Signal 协议的原理和架构

除了像 ZK Rollups 这样的传统应用，ZK 领域中涌现的用例现在包括像 The Signal 这样的跨链操作。The Signal 是运行在零知识证明系统上的跨链客户端。其核心思想是让目标链在没有信任的情况下验证源链的共识结果。其架构包括离线证明生成、去中心化竞标激励、证明聚合和链上验证发布模块。

工作流程：零知识最终性证明的生成和验证

1. 请求发起和证明者：当应用程序或用户需要证明源链（例如，以太坊）上的状态或事件已最终确定时，会将证明请求提交给 Boundless 证明市场合约。该请求包含要证明的特定声明（例如，“以太坊状态在区块高度的根”），相应的证明者 ID 以及愿意支付的金额。每次信标链的新区块最终确定时都会调用此过程，从而形成一个新的证明请求。因此，The Signal 以标准化任务的形式向市场广播以太坊共识证明要求。
2. 拍卖竞标和 Prover 锁定：一旦发布请求，Boundless 网络上的许多 Prover 节点就开始竞争以承担该任务。（经济方面/设计将在本文后面讨论）。
3. 离线计算和 ZK 证明生成：竞标成功的 Prover 节点然后在本地执行指定的零知识证明者。Boundless 基于 RISC Zero 的 zkVM 技术，该技术使 Prover 能够在隔离的验证环境中运行任意复杂的程序，同时生成完整的证明。对于 The Signal，此步骤等效于运行以太坊轻客户端：Prover 从以太坊网络获取必要的数据，然后在 zkVM 中执行信标链最终性规则的验证算法。该证明很小且不可伪造，证明“上述以太坊共识验证器使用给定的输入正确执行，并输出最终状态值 X”。
4. 聚合证明和提交：为了优化链上验证成本，Prover 可以在链上提交之前打包和聚合多个证明请求的结果。
5. 链上验证和结果发布：当提交聚合证明时，Boundless 合约立即执行验证逻辑：利用预先部署的零知识验证合约，对 Groth16 证明进行数学验证。如果验证通过，则合约确认此批次的所有请求均已成功完成。然后，合约从每个请求的 Merkle 包含证据中提取该任务的输出，将该请求标记为已完成，并将预先锁定的付款转发给 Prover（质押也被解锁并返还）。

典型用例：跨链验证的新可能性

The Signal 提供的通用“终极信号”为多链生态系统中的许多场景带来了信任最小化解决方案。以下是一些典型的应用：

• DeFi 平台上的跨链储备审计：去中心化金融应用程序通常跨链部署。例如，稳定币在多个链上流通，但其储备资产主要存储在以太坊主网上。通过 The Signal，稳定币协议可以定期请求以太坊上的储备余额证明，并将结果发送到其他链上的发行合约。因此，每个链上的用户都可以以最小的信任实时验证稳定币的资产支持，而无需依赖中央审计报告。同样，跨链去中心化交易所（DEX）可以证明它在不同链上是否具有足够的流动性。
• 信任最小化桥和资产互操作：The Signal 的最终愿景是取代现有的多重签名和中继桥，并成为跨链消息和资产传输的安全基础设施。例如，如果 A 用户希望在链 A 上使用链 B 中的资产，则他可以锁定链 B 上的资产，并通过 Boundless 生成锁定事件最终发生的证明。在链 A 上验证证明后，他可以铸造相应的衍生代币。整个过程不需要信任第三方签名，多重签名者被数学证明取代，桥的安全性直接取决于底层链本身的安全性。一旦主要的区块链开始广播其终极信号，跨链互操作将收敛到单个密码学“波长”——也就是说，每个链都在相同的信任范式下进行通信，并且用户无需担心桥接过程中的其他信任漏洞。

数学信任的优势：The Signal 与多重签名桥

与依赖多重签名验证者或中继节点的传统跨链桥相比，以 The Signal 为代表的零知识证明桥在信任、安全性和公平性方面显示出显着优势：

• 信任模型和安全性：多重签名桥通常依赖于少数验证者签名和确认。一旦超过一半的节点受到威胁或内爆，桥的安全性将不再可用。The Signal 基于底层链共识和密码学保证：只要源链本身是可靠的（例如，以太坊最终性由数千个验证者保证），它生成的 ZK 证明就是可信的。
• 开放性、公平性和去中心化：多重签名或联盟桥通常由特定的机构或节点运营，这具有潜在的中心化和垄断风险。但是，Boundless 的证明网络对任何拥有硬件的参与者开放，并且通过链上拍卖实现自由竞争定价。这意味着，没有一个实体可以控制跨链交易的验证，所有证明者都在相同的规则下竞争，并且出价最低者（最有利于用户的一方）获胜。
• 透明度和可审计性：在零知识跨链方案下，每个跨链验证都伴随着可公开验证的密码学证据，并在链上留下记录。任何人都可以事后检查证明和相关交易，并审计整个过程，以查看其是否按约定工作。
• 效率和性能：零知识证明桥以安全性换取性能。相反，因为它不需要长时间的等待或大量的验证者交互，因此可以在确保安全的前提下加快跨链确认。如前所述，借助 ZK，Rollup 从一周的最终跨链确认缩短到数小时或更短的时间。这种效率对用户体验和现金利用率产生巨大影响。

代币激励和 Prover 生态系统

在 Boundless 设计中，代币经济学也在推动网络增长方面发挥着重要作用。Boundless 的原生代币 $ZKC 既是一种激励，也是一种治理工具，旨在促进 Prover 计算生态系统的良性循环。

首先，Boundless 引入了“可验证工作证明”（PoVW）的创新概念，该概念将 Prover 执行零知识计算的工作量转换为代币奖励。具体来说，每当 Prover 成功完成证明任务并提交有效结果时，它不仅会获得请求者支付的佣金，还会根据任务消耗的实际计算周期获得相应数量的 ZKC 代币奖励。这种奖励机制通过上述的“计算周期标签”实现精确测量，并且奖励与实际完成的有用计算量直接相关，从而消除了简单的“抢单”或刷单的投机行为。这类似于经典 PoW 挖矿，其中工作与奖励Hook，但 PoVW 更进一步，只奖励对网络有用的计算（即验证要求），而不是将计算能力浪费在无意义的哈希冲突上。通过此模型，Boundless 团队计划在不久的将来实现真正的 ZK 挖矿，其中全球 GPU 计算能力为每个链提供证明服务，同时获得区块链的原生好处，这激励了更多的计算能力参与。

其次，ZKC 代币具有治理和质押功能，以维持市场的长期公平性。社区治理可以调整代币发行和费用参数的节奏，以确保激励机制与网络规模动态平衡。Prover 和用户还可以质押 ZKC 参与市场活动和投票决策，从而对网络具有更强的参与感和约束力。这种设计使 Boundless“由用户拥有”，符合去中心化基础设施的精神。值得注意的是，Boundless 在主网 Beta 阶段分配了 500 万 ZKCS（约占总供应量的 0.5%）作为激励池，该激励池的分配比例与 Prover 在前 5 周内完成的有效工作成正比。这导致了计算能力的早期涌入：在一周之内，全球许多矿工都连接到 Gpu 进行竞争，计算能力的需求和供应都增加了，从而创造了一个良性循环。据统计，超过 30 个项目计划在主网 Beta 启动时将 Boundless 集成为证明后端，这也意味着 Prover 将迎来多样化的工作负载和收入来源。

最后，代币模型加强了网络的公平性和可持续性。由于奖励直接来自真实的计算工作，因此计算能力提供商可以获得公平的奖励，从而避免了中央矿池对收入的操纵。随着更多参与者的加入，竞争将推动证明价格更接近实际成本，从而提高整体效率。反过来，ZKC 激励确保了证明者即使在网络早期阶段需求不足时也有动力保持在线，从而通过冷启动阶段并逐渐吸引更多应用程序来访问绑定需求。Boundless 官方总结说，这种模型“直接将奖励与高效工作联系起来”，从而支持公平、去中心化的计算市场。正是在经济激励和技术机制的双重推动下，以 The Signal 为代表的跨链 ZK 基础设施才能持续发展，并朝着更安全、更丰富的多链未来前进。

结论

The Signal 协议的出现为区块链跨链互操作性带来了前所未有的范式转变。借助零知识证明这种固有的可靠工具，我们终于能够允许不同的区块链共享共识结果，而无需额外的可信背书——就像为区块链世界建立了一种通用的“信令语言”。从以太坊开始，越来越多的链将加入这个波长，从而实现一个愿景，即每个链都广播其自身的最终性证明，并且所有链都在数学信任下合而为一。

对于开发人员而言，这意味着在构建跨链应用程序时，不再需要在安全性和效率之间做出痛苦的权衡；对于用户而言，跨链资产流通和信息同步将像单链操作一样流畅和安全。Boundless The Signal 已在主网测试中证明了此模型的可行性和价值。随着生态系统的发展以及更多链的加入，零知识跨链最终性很可能成为下一代区块链基础设施的常态。它填补了多链世界长期以来缺失的信任链接，并使区块链真正朝着可扩展性和可组合性的方向发展，而不会牺牲信任。在此过程中，Boundless 发起的经济激励和技术范式创新无疑值得我们持续关注和深入研究。跨链的未来已经成形，它的边界将通过数学和创新来拓宽。顾名思义，前进的道路是无限的（Boundless）。

• 原文链接： medium.com/@CFrontier_La...
• 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～