多鏈世界中的區塊鏈橋梁

我們生活在一個多鏈世界,數十億美元的資產鎖定在100多條區塊鏈上。這些資產的所有者正在尋找套利機會來獲利,就像在傳統金融中一樣。然而,與傳統金融不同,區塊鏈之間長期無法直接進行資產轉移和套利,主要有三個原因:

1. 區塊鏈之間無法互相通信
2. 由於公鏈的無信任特性,套利需要所有相關資產都在同一條鏈上
3. 無信任的區塊鏈之間缺乏可信的中介機構

爲了解決區塊鏈上資本效率低下的問題,一些創業者開發了區塊鏈橋來應對這三個挑戰,開始將不同的區塊鏈生態系統連接起來。現在,你可以在以太坊上交易比特幣了。當然,跨鏈橋還可以用於其他功能,但提高資本效率是其主要作用。

區塊鏈橋的定義

區塊鏈橋連接兩個區塊鏈,通過信息和資產的傳輸實現這些區塊鏈之間安全可驗證的通信。

這帶來了許多機會,例如:

• 資產跨鏈轉移
• 新的去中心化應用可以利用不同區塊鏈的優勢
• 來自不同區塊鏈生態系統的開發者可以協作構建新的解決方案

橋梁有兩種基本類型:

1. 可信橋

依賴中心化實體或系統運作。對資金托管和橋梁安全有信任假設。用戶主要依賴橋梁運營商的信譽,需要放棄對加密資產的控制權。

2. 無需信任橋

使用去中心化系統運作,如嵌入算法的智能合約。橋梁安全性與底層區塊鏈相同。用戶可以通過智能合約控制自己的資金。

在這兩種信任假設下,常見的跨鏈橋設計類型包括:

• 鎖定-鑄造-銷毀代幣橋:可以即時保證最終性,因爲目標鏈上可以根據需要鑄造資產,不會出現交易失敗。用戶在目標鏈上獲得一種合成資產,通常稱爲包裝資產。

• 具有統一流動性的原生資產池的流動性網路:一條鏈上的單一資產池與其他鏈上的資產池連接,共享彼此的流動性。這種方式無法實現即時的有保證最終性,因爲如果共享池缺乏流動性,交易可能會失敗。

然而,所有設計都必須解決區塊鏈橋面臨的兩個難題。

跨鏈橋三難困境

Stargate的Ryan Zarick提出的"跨鏈橋三難困境"指出,橋協議最多只能同時實現以下三個特性中的兩個:

• 即時保證最終性:保證在源鏈交易執行和目標鏈交易最終確認後,立即在目標鏈上接收資產。

• 統一流動性:源鏈和目標鏈之間所有資產的單一流動性池。

• 原生資產:接收目標鏈的原生資產,而不是代表源鏈原始資產的橋鑄造資產。

互操作性三難困境

Connext的Arjun Bhuptani提出的互操作性三難困境指出,互操作性協議最多只能同時實現以下三個特性中的兩個:

• 無需信任:與底層區塊鏈具有相同的安全保證,沒有新的信任假設。

• 可擴展性:連接不同區塊鏈的能力。

• 通用性:允許任意數據消息傳遞。

除了可以通過巧妙設計解決的這些三難困境外,區塊鏈橋最大的挑戰是安全性,這從2021年和2022年發生的多起黑客事件就可以看出,如Wormhole、Ronin、Harmony和Nomad事件。從根本上說,區塊鏈之間的橋梁僅與資產橋接鏈中使用的最不安全的區塊鏈一樣安全。不過,對於錨定在同一Layer 1(L1)區塊鏈上的Layer(L2)平台之間的橋梁來說,後一個問題並不存在,因爲它們共享相同的L1安全保證。

L2橋的重要性

到目前爲止,我們還沒有具體討論L2平台,它們是爲了擴展L1區塊鏈而設計的,同時繼承L1的安全保證。嚴格來說,L2是一種特定類型的橋:原生橋。然而,在L2之間創建橋梁時,L2平台有一些特性,如optimistic rollups、zk-rollups、Validium rollups和Volition rollups等。這些差異使它們變得特別,因爲L2與L1以及不同L2之間在信任假設和最終性方面存在差異。

L2之間的橋梁重要性與L1相同:L2資產正在尋求其他L2的資本效率,以及可移植性和其他功能。

如前所述,如果橋接的L2錨定在同一L1上,就可以克服L2平台上本地信任假設的差異。而且這種橋梁不需要額外的信任假設。然而,錨定L1上L2交易最終性的差異使得以信任最小化的方式在L2之間橋接資產具有挑戰性。

L2區塊鏈橋的類型

深入研究L2橋,我們發現理想的L2-L2橋應滿足以下標準:

• 客戶端必須從它們通過抽象層連接的每個L2協議中抽象出來 - 松散耦合範式。

• 客戶端必須能夠驗證從抽象層返回的數據是否有效,理想情況下無需將信任模型更改爲目標L2協議所使用的模型。

• 接口L2協議不需要結構/協議更改。

• 第三方必須能夠獨立構建目標L2協議的接口 - 理想情況下是標準化接口。

從目前的情況來看,大多數L2橋將L2視爲另一個區塊鏈。需要注意的是,Optimistic rollups中使用的欺詐證明和zk-rollups解決方案中使用的有效性證明取代了"普通"L1到L1橋接中使用的區塊頭和Merkle證明。

當前L2橋的格局

以下是當前L2橋的多樣化格局概述,包括名稱、簡要描述和橋梁設計類型:

1. Hope Exchange:Rollup-rollup通用代幣橋,允許用戶幾乎立即在rollup間傳送代幣,無需等待挑戰期。設計類型:流動性網路(使用AMM)。

2. Stargate:基於LayerZero構建的可組合原生資產橋和dApp。設計類型:流動性網路。

3. Synapse Protocol:利用鏈和流動性池間驗證者的代幣橋。設計類型:混合(代幣橋/流動性網路)。

4. Across:跨鏈Optimistic橋,使用中繼器滿足目標鏈上用戶傳輸請求。設計類型:流動性網路。

5. Beamer:允許用戶在rollup間移動代幣。設計類型:流動性網路。

6. Biconomy Hyphen:多鏈中繼網路,利用基於智能合約的錢包在不同Optimistic L2網路間傳輸代幣。設計類型:流動性網路。

7. Bungee:建立在Socket基礎設施上的橋,使用套接字流動性層(SLL)。設計類型:流動性池聚合器。

8. Celer cBridge:去中心化非托管資產橋,支持30多個區塊鏈和L2 rollup上110多種代幣。設計類型:流動性網路。

9. Connext:處理跨鏈發送資金相關消息。設計類型:混合(代幣橋/流動性網路)。

10. Elk Finance:使用ElkNet進行跨鏈價值轉移。設計類型:混合(代幣橋/流動性網路)。

11. LI.FI:橋接器和DEX聚合器。設計類型:流動性池聚合器。

12. LayerSwap:將代幣從中心化交易所直接橋接到L2網路。設計類型:流動性網路(使用AMM)。

13. Meson:使用哈希時間鎖定合約(HTLC)的原子互換應用。設計類型:流動性網路。

14. O3 Swap:聚合多個跨鏈流動性池。設計類型:流動性池聚合器。

15. Orbiter:用於傳輸以太坊原生資產的去中心化跨rollup橋。設計類型:流動性網路。

16. Poly Network:允許用戶使用Lock-Mint交換在不同區塊鏈間轉移資產。設計類型:代幣橋。

17. Voyager (Router Protocol):使用路由算法和路由器網路移動資產。設計類型:流動性網路。

18. Umbria Network:跨鏈資產橋、質押池和DEX。設計類型:流動性網路(使用AMM)。

19. Via Protocol:鏈、DEX和橋接器的聚合器。設計類型:混合(代幣橋/流動性網路)。

20. Multichain:使用SMPC節點網路的經過外部驗證的橋。設計類型:混合(代幣橋/流動性網路)。

21. Orbit Bridge:允許用戶在支持的區塊鏈間轉移代幣。設計類型:代幣橋。

22. Portal (Wormhole):建立在Wormhole消息傳遞協議之上的代幣橋。設計類型:代幣橋。

23. Satellite (Axelar):由Axelar網路支持的代幣橋。設計類型:流動性網路。

L2橋的風險概況

使用L2橋時,用戶需要評估以下風險:

資金損失風險

• 預言機、中繼器或驗證者串通提交欺詐性證明
• 驗證者/中繼者私鑰泄露
• 驗證者惡意鑄造新代幣
• 虛假聲明未及時異議(Optimistic消息協議)
• 目標區塊鏈重組發生在Optimistic爭議期過後
• 未經驗證的合約代碼包含惡意功能
• 代幣橋所有者行爲不當
• 協議合約暫停或惡意更新

資金凍結風險

• 中繼器/流動性提供者不對用戶交易採取行動
• 協議合約暫停或惡意更新
• 橋上目標代幣流動性不足

審查用戶風險

• 預言機或中繼器無法促進傳輸
• 協議合約暫停

雖然此列表不夠詳盡,但概括了當前使用橋梁的主要風險。新的零知識證明(ZKP)技術正在開發中,旨在減輕上述部分風險並解決橋梁難題。ZKP的使用允許以下橋梁設計特徵:

• 無需信任且安全,因爲可以通過zk-SNARKs證明區塊頭的正確性
• 無需許可和去中心化,因爲任何人都可以加入中繼網路
• 可擴展,因爲應用可以執行特定驗證和功能
• 高效,因爲新的證明方案具有快速的生成和驗證時間

這些新技術有望加速橋梁生態系統的成熟和安全。

總結

• L2橋是L2生態系統的重要粘合劑,促進L2互操作性和資產高效使用。
• 錨定在同一L1上的L2橋比L1間橋更安全(假設代碼安全)。
• 需要在三難困境中做出權衡。
• L2橋有不同的信任假設和設計選擇。
• L2橋生態系統仍處於早期階段。
• 用戶應評估哪些L2橋能提供最佳風險回報。
• 新的ZKP技術正在開發中,有助於提高橋梁整體安全性。

雖然L2互操作性框架標準化還處於早期,但這些都是重要的發展,值得關注。