名家專欄

爲什么我們需要跨鏈橋？當下有哪些熱門跨鏈項目？

2022/04/21 17:27

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、 Foresight News

未來將是多鏈的，跨鏈橋能幫我們獲得更多鏈上收益和交易機會。

跨鏈橋使我們能夠獲得許多鏈上的收益和交易機會。
橋接有幾種形式，每一種都有其自身的安全性、速度和可靠性的組合。
正在开發的新工具可以解決「橋接三難」的新工具。
未來將是多鏈的。

介紹

跨鏈橋允許我們在區塊鏈之間轉移代幣，已經成爲大多數 DeFi 用戶不可或缺的實用工具。隨着新的區塊鏈與新的 DeFi 協議和收益機會的不斷湧現，對這些工具的需求在過去幾年中呈爆炸性增長。如果你有興趣追逐最高的資本收益率，那你將會使用到跨鏈橋。跨鏈橋有多種形式，每種形式在安全、保管、速度和成本方面都有其優缺點。在這裏，我們將嘗試解釋說明這些差異。

爲什么要使用跨鏈橋？

三個常見原因：

追逐收益：DeFi 允許任何人將他們的資產投入使用並產生一些收益。每條鏈上的 DeFi 協議都希望你使用其業務，並且經常提供激勵措施來吸引你，並鼓勵你留下來。
逃避擁擠網絡的高額費用：如果你只有幾百美元的資產，但每筆交易都需要 20 美元，那么你就很難活下來。如果你能把這種資產連接到一個更便宜的鏈上，你可以更便宜地進行交易並獲得更好的生存機會。
包裝或解开原生資產：一些交易所可能會向你出售你剛購买的原生代幣的 ERC20 版本。如果你想擁有實際的原生代幣，你可能首先需要將你的包裝版本與原生網絡連接起來。

DeFi 協議通過爲我們提供比競爭對手更高的收益來爭奪我們的資產。假設以太坊網絡上最好的提供 ETH 的年收益率只有 1%，但 Avalanche 網絡上包裝好的以太坊 wETH 的收益率是4%。在這種情況下，每個人都希望將他們的 ETH 打包並放到 Avalanche 上。由於每個希望成功的 DeFi 平台都引入了流動性挖礦激勵措施來吸引用戶和資金，因此對功能性和可靠的橋梁的需求出現了爆炸性增長。

對好的跨鏈橋的另一個明顯需求是網絡擁堵。以太坊本身已經是一個成功的區塊鏈了，但仍致力於擴容。在網絡擁堵最嚴重的時期，在 Uniswap 上進行一次簡單的交易會收取 300 至 500 美元的 Gas 費。已經出現了幾個替代的 Layer 1 ，以滿足這種對可負擔區塊空間的需求。如果最新的EVM復制鏈上也开始變得擁堵，就會有人开闢新的鏈。只要存在這些高收益機會，對跨鏈工具的需求就會繼續增長。便宜的替代性 Layer 1 滿足了這個市場的一些需求，而更便宜的 Layer 2 正在开發建造並等待上线。無論高收益在那條鏈，用戶都希望將資金轉移過去。

跨鏈橋的工作原理

常見的結構有以下三種：

1.鎖定和鑄幣

鎖定源鏈上的資產並在目標鏈上鑄造合成代幣。這是目前最常見的橋接類型。ERC20 代幣就是一個很好的例子，ERC20 可以代表以太坊上的任何資產，比特幣變成 wBTC；甚至以太坊本身也可以被包裝成 wETH。

每個網絡都有一個原生代幣，任何網絡都可以通過「橋接」資產來發行自己鏈上的另一條鏈的原生代幣。這是通過在源鏈上鎖定原生資產，並在目的鏈上提供資產確實被鎖定的證明來實現的。這使得目的鏈可以發行一個包裝好的資產版本，並由鎖在源鏈上保險庫中的原生資產支持。該系統的安全性取決於驗證轉移的橋梁和驗證者網絡。雖然這種方式是最流行的，但必須解決圍繞中心化、可信托管和串謀的問題，以使這種模式更具彈性。還有一個固有的低效率問題仍在解決中。這些橋接通常需要兩個步驟來使合成資產在目標鏈上可用——將 ETH 換成橋接代幣，然後銷毀橋接代幣來鑄造合成資產。這爲提高效率提供了明顯的機會。

2. 原子互換

這可以說是將本地資產轉移到其他鏈的最安全和信任最小化的方法，但這也有一些缺點。兩條鏈必須共享相同的哈希算法，以確保可以在兩條鏈上驗證包含傳輸的區塊。

3. 流動性提供者

兩個鏈上都創建了資金池，並爲轉账提供便利，收取一定費用。這個系統在充分去中心化，有效地再平衡，並且 LP 有足夠的激勵措施來保持橋兩側的充足流動性時，該系統運行良好。這種類型的橋上的跨鏈交易在源鏈和目標鏈上都有效的。資產從通常由 LP 和驗證者管理的金庫中轉移。

在我們很容易在所有這些不同的鏈上轉移時，幕後發生的包括很嚴重的技術混亂，只要涉及資金，就有可能發生黑客攻擊和漏洞利用。Vitalik 警告我們，他認爲糟糕的橋梁架構會帶來一些真正的挑战，這些挑战可能會造成系統性風險。在設計這些工具的功能方式時，必須避免串通驗證者、受損的預言機、中心化中繼器和其他危險。Celestia 的聯合創始人 Mustafa Al-Bassam 在接受採訪時簡要回應了 Vitalik 的說法，稱他在很大程度上同意 Vitalik 的觀點。他過去曾表達過同樣的擔憂。然而區別在於，Vitalik 的論點是，每條鏈都必須使用相同的結算層來共享安全性，因爲你不能安全地做橋接。Mustafa 認爲，如果使用正確的工具，這仍然是可能的，並且基於通信的跨鏈橋可以成爲一種有效的解決方案。

這裏有一個 Layer Zero 上跨鏈交易的例子，顯示了其中的復雜程度：

跨鏈橋的問題

中心化——如果只有三個人控制着價值數十億美元的錢包或合約，最可能的結果是這三個人合謀搶劫跨鏈橋並且跑路。

速度——它可能需要數小時或數天。如果沒有足夠的流動性，你會發現自己要等上一兩天，等待有人用資金做相反方向上的跨鏈，或者等待目的方補充流動性。

流動性問題——流動性提供者維護的橋梁可能會在橋梁的一側耗盡資金。這意味着試圖橋接資產的用戶將不得不等待流動性補充，然後才能看到他們的資產出現在橋的另一邊。

智能合約風險——鎖定在源鏈上的資產使得相應的資產在目標鏈上可用。如果鎖定在源鏈上資金庫中的代幣被盜，則目標鏈上包裝資產的價值將歸零，因爲沒有任何東西可以贖回它們。

安全問題

最近對 Axie Infinity 的 Ronin 鏈的黑客攻擊證明了爲什么橋接安全至關重要。Ronin 橋被攻擊，損失了 17.36 萬枚 ETH 和 2550 萬 USDC，這怎么可能呢？裝有被包裹的資產的金庫由一個5/9的多籤名錢包控制，該錢包由 Ronin 鏈驗證者管理。其中 5 個籤名者的密鑰被泄露，控制的黑客能夠將所有 wETH 發送給他們自己。

這個特殊的事件是一個橋梁過於集中的案例，其信任假設相當差，而且幾乎沒有監督。在網絡高度擁堵的時期，一個籤名者被賦予了臨時的批准權，而這種批准權並沒有在之後立即撤銷。這是攻擊者在接管 9 個控制橋接資金的籤名者中的 4 個後，轉移資金所需的最後一環。

更常見的橋接攻擊通常涉及智能合約中的可利用代碼。你在 Ronin 上獲得的 wETH 能用夠使用，因爲該資產代表鎖定在某個資金庫中的原生 ETH。如果你能找到一種方法來鑄造無限數量的 wETH 並使用橋將其兌換成真正的 ETH，那么恭喜，你剛剛搶劫了一座跨鏈橋。現在剩下的 wETH（在這個例子中是在 Ronin 鏈上）基本上一文不值，因爲所有被鎖定作爲其包裝版本的抵押品的 ETH 都已經被認領了。這種規模的黑客也有可能極大地擾亂整個加密市場。如果一個劫橋者能像這樣大撈一筆，然後开始在市場上拋售價值 5 億美元的 ETH，這對長期持有 ETH 的人來說是（至少暫時是）壞消息。

希望這么大的數額的攻擊事件能抓到黑客，把所有資金歸還原處，這是一個寶貴的教訓，我們需要仔細考慮這些跨鏈橋的建設和機制，以限制大規模的系統性風險。也許會有一個更好的方法，我們發現目前有幾個有趣且吸引人的跨鏈互操作性項目正在引入新的橋接方法和策略，。

目前有趣的跨鏈項目

Chainlink CCIP

Chainlink 構建了一個可編程的代幣橋。它使用 Chainlink 的鏈下報告協議（OCR2.0），一個由數百個獨立預言機節點的組成網絡及其跨鏈互操作性協議。CCIP 爲所有跨鏈通信提供了一個接口，並可以輕松集成到任何智能合約應用程序中。它支持任何通用消息並具有重組保護。他們的可編程代幣橋也支持計算，允許开發人員跨區塊鏈網絡傳輸代幣並在目標鏈上啓動可編程操作。通過使用 Chainlink 的去中心化預言機網絡和消息傳遞路由器，智能合約可以安全地將消息發送到目標鏈，並由另一個消息傳遞路由器對其進行驗證，然後將消息發送到目標鏈上的智能合約。

Stargate

Stargate 是一個完全可組合的跨鏈橋接協議，建立在 LayerZero 之上，允許用戶跨各種區塊鏈傳輸原生代幣。

LayerZero 是一個 Omnichain 互操作性協議，專爲跨鏈傳遞輕量級消息而設計。LayerZero 通過可配置的不信任提供真實且有保證的消息傳遞。該協議被實施爲一組高效、不可升級的智能合約。

大多數現有的跨鏈橋無法將原生代幣從一條鏈發送到另一條鏈，而是依靠中間或「包裝」代幣來完成橋接過程。這種方法創造了一種緩慢且效率極低的用戶體驗。Stargate 圍繞多個鏈共享的統一流動性池構建，確保始終有足夠的流動性可用和快速確定性。最終目標是通過單筆交易實現跨鏈無縫橋接。

Stargate 如何解決橋接三難困境：

即時保證的確定性：Stargate 向用戶和 dApp 保證他們在源鏈上提出的任何傳輸請求都會到達目標鏈。但是，目標鏈上必須有流動性，否則交易將被退回。使用 Stargate 的橋接，無需包裝代幣，用戶無需在接收鏈上手動交換代幣。

跨鏈可組合性：Stargate 橋可以由源鏈和目的鏈的智能合約組成。這將允許用戶在單個跨鏈交易中完成多個交易。想象一下，將 Fantom 上的 wBTC 換成 Avalanche 上的 JOE，並在不離开 Fantom 的情況下通過單筆交易進入 LP 頭寸。

統一流動性：大多數現有的橋都需要分散流動性才能發揮作用。集成到橋接器中的每條鏈都需要爲橋接的每個資產指定一個流動資金池。如果流動性不足，用戶也可能會遇到長時間的延遲或交易失敗。想要添加新區塊鏈的橋還必須引導一個新池，以在每個現有鏈上以足夠的流動性容納新鏈。

Stargate 提出了一種統一的方法，其中所有連接都從一個單一的流動性池中存取，使 Stargate 能夠實現可擴容性和效率，這在鎖定和鑄幣或銷毀和贖回橋上是不可能的。Stargate 還具有高效的再平衡和自我限制機制，以管理提款活動的峰值。協議上的每條鏈都可以維護一個單一的流動性池，該池被「軟劃分」爲不同的片區，每個片區對應網絡中的一個特定鏈。

Gravity Bridge

Gravity Bridge 是 EVM 和基於 Cosmos SDK 的區塊鏈之間的橋，它是由 Althea 的優秀人員建造的。他們創建了一個不可升級的 Solidity 合約，允許用戶將資產鎖定在以太坊上，並在任何 Cosmos 鏈上鑄造等價的代幣。它們可以被送回或在其他 Cosmos 鏈之間發送。不同的 Cosmos 鏈可以使用這個橋接器訪問 ERC20 資產，如 wETH、DAI、USDC 和 wBTC。來自以太坊的資產可以流入 Cosmos 生態系統，並與 Akash Network、Sentinel、Regen 和 Osmosis 等各種應用程序進行交互。Cosmos 生態系統上的資產可以流向以太坊並與以太坊 DeFi 進行交互。

爲什么是 Gravity Bridge？

非托管：你在轉移資產時只需要信任以太坊和 Cosmos 的安全性。
可信的中立性：該橋並不專注於爲特定區塊鏈或 DEX 捕獲用戶。它的設計是爲了讓流量在橋上流動，這座橋的中立性降低了獲取以太坊生態系統流動性的障礙，同時允許 Cosmos Hub 上的新的和小型區塊鏈參與。
具有互操作性：長期以來，Binance 的 BNB 是 Cosmos 和以太坊生態系統之間唯一的共同資產。諷刺的是，從一個去中心化生態系統連接到另一個去中心化生態系統的唯一方法是通過中心化交易代幣。Cosmos 生態中的 DEX 基本上都被擱淺在自己的島嶼上，無法與其他鏈進行交易。有了 Gravity Bridge，Osmosis、Umee 或 Gravity DEX 將可被所有市場參與者訪問。
安全：在基於 Cosmos SDK 的鏈上有一個活躍的驗證器集。驗證者必須質押大量代幣，並且驗證者的任何不當行爲都會通過削減驗證者的權益來懲罰。它也是無需許可和抗審查的。當至少 2/3 的驗證者證明有存款時，將鑄造代表性代幣。當網橋批量處理多個「SendToEth」消息時，就會發生取款。

Interlay.io

Interlay 推出了 Kintsugi，這是 Polkadot 的金絲雀網絡 Kusama 上的第一個無需信任的比特幣橋，Polkadot 很快就會有自己的橋。Interlay 的包裝比特幣 kBTC 與 Maker 的 DAI 非常相似。它在算法上與 BTC 掛鉤，並由一個去中心化的保險庫網絡、一個多抵押系統和跨鏈加密技術來擔保。這個熟悉的抵押品支持的金庫利用了 Polkadot 的共享安全模型和比特幣的經典安全模型。

Nomad

Nomad 是一個新的設計，用於非常便宜的跨鏈通信，跳過了區塊頭驗證的需要。Nomad 從 Optimism 團隊中汲取了大量靈感。Nomad 本身實際上是他們的 Optics 協議（OPtimistic Interchain Communication）的一個實現和擴展。但是 Nomad 只有 30 分鐘的延遲（而不是 ORU 的一周防欺詐窗口）。它的工作方式就像一個公證服務，源鏈生成並發送一些「文件」（消息），「公證人」（稱爲Updater）籤訂合同以籤署文件，並被激勵只批准有效的消息，否則有可能受到經濟上的懲罰並失去他們的「公證人執照」的風險。他們文檔中表示：

「Nomad 在任何主鏈上創建一個經過驗證的數據結構，並在任意數量的副本上轉發對該數據結構的更新。因此，主鏈和所有副本 [維護待處理更新隊列、接受證明和發送消息的合約] 將就數據結構的狀態達成一致。通過在這個數據結構中嵌入數據（消息），我們可以高度自信地在鏈之間傳播它。」

該團隊與 Optimism 團隊和 Connext 團隊的密切合作充分說明了他們的聲譽和資質，他們正從一個非常新的角度來處理跨鏈問題。

我們都厭倦了「狂野西部」和「新前沿」這些陳詞濫調，但它們之所以成爲陳詞濫調，是因爲它們是如此貼切的比喻。或許有人爭論說現在开始加密是否爲時已晚，但毫無疑問我們仍處於跨鏈通信和橋接的早期階段。今年跨鏈方面取得的進展是令人震驚的，而且我們預計這種步伐將繼續下去。以下是我們在深入研究該主題時探索和試驗的一些跨鏈橋的列表：

多鏈橋

Connext (xpollinate)
Hop Protocol
Synapse
Multichain (Anyswap)
Stargate
Celer Network
Albridge
Wormhole
RenBridge
OrbitBridge
Nomad

原生跨鏈橋

Matic
Avalanche
Rainbow bridge (NEAR)
Metis
Gravity Bridge（Cosmos）即將推出
Cosmos IBC 在任何 IBC 兼容鏈之間轉移資產

數量排名前 10 的 EVM 跨鏈橋