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区块链链桥生态:构建加密互联网的互联网

更新时间:2021-09-09 14:00点击:

讲解为何链桥非常重要

概述各种链桥设计及其优势和弊端

链桥 101

在抽象层面上,大家可以将桥概念为在两个或多个区块链之间传输信息的系统。在这样的情况下,“信息”可以指资产、合同调用、证明或状况。大部分链桥设计都有几个组成部分:

监控:一般有一个参与者,“oracle”、“validator”或“relayer”,负责监控源链上的状况。

消息传递/中继:Actor接收到事件后,需要将信息从源链传输到目的链。

共识:在某些模型中,需要在监控源链的参与者之间达成协议,以便将该信息中继到目的链。

签名:参与者需要单独或作为阈值签名策略的一部分对发送到目的链的信息进行加密签名。

大约有四类型型的链桥,每种都有我们的优缺点:

特定资产:一个链桥,其唯一目的是提供从外部链访问特定资产的渠道。这部分资产一般是“包装”资产,由基础资产以推广托管或非推广托管方法完全抵押。BTC是桥接到其他链的最容易见到资产,仅在ETH上就有七种不一样的桥接。这部分链桥最易达成并且享有流动性飞轮,但功能有限,需要在每一个目的地链上重新达成。示例包括 w比特币 和包装的 Arweave。

特定链:两个区块链之间的链桥,一般支持围绕锁定和解锁源链上的令牌与在目的链上铸造任何包装资产的容易操作。因为这部分链桥的复杂性有限,它们一般可以更快地上市,但也困难扩展到更广泛的生态系统。一个例子是 Polygon 的 PoS 桥,它允许用户将资产从ETH转移到 Polygon,反之亦然,但仅限于这两条链。

特定应用程序:提供对两个或多个区块链的访问的应用程序,但仅供在该应用程序中用。应用程序本身受益于较小的代码库;不是在每一个区块链上都有整个应用程序的单独实例,它一般在每一个区块链上都有更轻的、模块化的“适配器”。达成适配器的区块链可以访问它所连接的所有其他区块链,因此存在互联网效应。缺点是非常难将该功能扩展到其他应用程序(比如从借贷到交换)。例子包括 Compound Chain 和 Thorchain,它们分别构建了专门用于跨链借贷和买卖的独立区块链。

通用型:一种专为跨多个区块链传输信息而设计的协议。因为 O 复杂性,这种设计享有强大的互联网效应——项目的单一集成使其可以访问桥内的整个生态系统。缺点是一些设计一般会权衡安全性和去中心化以获得这种扩展效应,这可能会对生态系统产生复杂的意料之外后果。一个例子是 IBC,它用于在两个异构链(具备终结性保证)之间发送消息。

除此之外,桥接设计大致分为三类型型,可以依据用于验证跨链买卖的机制进行分类:

开放式问题

在分布式系统中,构建健壮的跨链桥是一个很不简单的问题。虽然该范围有不少活动,但仍有几个悬而未决的问题:

终结性和回滚:桥怎么样讲解具备概率终结性的链中的块重组和时间强盗攻击?比如,假如任一链遇见状况回滚,那样从 DOT波卡 向ETH发送资金的用户会发生那种情况?

NFT 传输和来源:桥怎么样为跨多个链桥接的NFT 保留来源?比如,假如有一个 NFT 在 以太坊、Flow 和 Solana 的市场上交易,所有权记录怎么样说明所有这部分买卖和所有者?

重压测试:在链拥塞或协议和互联网级攻击的状况下,各种桥接设计将怎么样实行?

轻推广客户端和中继

参与者监控源链上的事件,并生成有关该链上记录的过去事件的加密包含证明。然后将这部分证明与块头一块转发到目的链上的合约(即“轻推广客户端”),然后验证是不是记录了某个事件并在该验证后实行操作。某些参与者需要“中继”区块头和证明。虽然用户可以“自我中继”买卖,但确实存在中继器将持续转发数据的活跃性假设。这是一种相对安全的桥接设计,由于它保证了不需要信赖的有效出货,而不需要信赖中介实体,

轻推广客户端和/或中继系统的高级图示

历经多年的研发,大家终于进入了一个多链的市场结构。有100 多个活跃的公共区块链,其中很多都有自己独特的应用程序、用户、地理、安全模型和设计权衡。尽管个别社区相信,但现实是宇宙趋于熵增,并且这部分互联网的数目在将来可能会继续增加。

这类的市场结构需要这部分不同互联网之间的互操作性。很多开发职员已经意识到这一点,大家在去年见证了区块链链桥的爆炸式增长,这部分链桥试图统1日益分散的区块链。在写作本文时,有 40 多个不一样的链桥项目。

截至 2021 年9 月 8 日;说明性/不全方位

提供目前链桥生态的概述

设计权衡概要

外部验证器和网盟一般在状况性和连接性方面表现出色,由于它们可以触发买卖、存储数据并允许在任意数目的目的链上与该数据进行交互。然而,这是以安全为代价的,由于依据概念,用户依靠于网桥的安全性,而不是源或目的链。虽然当今大部分外部验证器都是受信赖的模型,但有的是抵押的,其中的一个子集用于为最后用户提供保险。不幸的是,他们的保险机制一般是反射性的。假如将协议代币用作抵押品,则假设该代币的USD价值足以用户完整。除此之外,假如抵押资产与受保资产不同,则还依靠于预言机价格馈送,所以网桥的安全性可能会降级为预言机的安全性。假如不受信赖,这部分链桥的资本效率也是最低的,由于它们需要与它们促进的经济吞吐量成比率地扩展抵押品。

轻推广客户端和中继在状况性方面也非常强大,由于头中继系统可以传递任何种类的数据。它们在安全性方面也非常强大,由于它们无需额外的信赖假设,尽管存在活跃性假设,由于仍然需要中继器来传输信息。这部分也是资本效率最高的链桥,由于它们无需任何资本锁定。这部分优势是以连接性为代价的。对于每一个链对,开发者需要在源链和目的链上部署一个新的轻推广客户端智能合约,其复杂度介于 O 和 O 之间(介于这个范围之间,由于添加对具备相同链的支持)共识算法相对容易)。这会使买卖延迟确认高达4小时。

流动性互联网以速度和安全性见长,由于它们是当地验证的系统(即无需全球共识)。它们也比保税/保险的外部验证器更具资本效率,由于资本效率与买卖流量/买卖量而非安全性有关。比如,假设两条链之间的流量有的相等,并且有一个内置的再平衡机制,流动性互联网可以促进任意很多的经济吞吐量。权衡是有状况的,由于虽然它们可以传递 calldata,但它们的功能有限。比如,他们可以跨链与数据交互,其中接收者有权依据提供的数据进行交互(比如

用BTC支付 Arweave 上的存储成本

在这篇文章中,我将:

描述链桥的将来可能是什么样子

截至 2021 年9 月 8 日

要紧的是应该注意,任何给定的网桥都是双向通信通道,每一个通道中可能有单独的模型,并且这种分类不可以准确地表示混合模型,如 Gravity、Interlay 和 t比特币,由于它们都具备轻推广客户端方向和验证器在另一个。

除此之外,可以依据以下原因对链桥设计进行粗略评估:

安全性:信赖和活跃度假设、对恶意行为者的容忍度、用户资金的安全性和反身性。

速度:完成买卖的延迟,与最后性保证。一般需要在速度和安全性之间进行权衡。

连接性:为用户和开发者选择目的链,与集成额外目的链的不同困难程度级别。

资本效率:围绕确保系统安全所需的资本和转移资产的买卖本钱的经济学。

状况性:可以转移特定资产、更复杂的状况和/或实行跨链合约调用。

综合起来,可以从以下角度来看待这三种设计的权衡:

除此之外,安全性在一个范围内,可以粗略地将其分类为:

无信赖:网桥的安全性等于它所桥接的底层区块链的安全性。除去对底层区块链的共识级攻击以外,用户资金不会丢失或失窃。也就是说,事实上没啥是不信赖的,由于所有这部分系统在其经济、工程和加密组件中都有安全性和活性假设。

投保:恶意行为者可以窃取用户资金,但他们如此做可能无利可图,由于他们需要提供抵押品,并在出现错误或不当行为的状况下被削减。假如用户资金丢失,他们将通过削减抵押品进行补偿。

保税:像保险模型(即演员在游戏中有经济利益),除去用户在出现错误或不当行为时没办法收回资金,由于被削减的抵押品可能会被烧毁。抵押品种类对保税和保险车型都非常重要;内生抵押品(即抵押品是协议代币本身)风险更大,由于假如桥接器发生问题,代币价值可能会崩溃,这进一步减少了桥接器的安全保证。

可信:参与者不发布抵押品,用户也不会在系统问题或恶意活动的状况下收回资金,因此用户主要依靠于链桥运营商的声誉。

截至 2021 年9 月 8 日。在将来的升级中,几个项目将移出“受信赖”类别。

互操作性开启革新

伴随各个生态系统的进步,它们会进步源于己独特的优势,比如更高的安全性、更快的吞吐量、更实惠的买卖、更好的隐私、特定资源提供(比如存储、计算、带宽)与地区开发者和用户社区。链桥非常重要,由于它们用户可以访问新平台、协议相互操作,与开发职员协作构建新品。更具体地说,它们可以:

提升现有加密货币的生产力和实用性

链桥使现有些加密货币可以前往新的地方并做新的事情。比如:

将 D人工智能 发送到 Terra 以在 Mirror 上购买合成资产或在 Anchor 上赚取收益

从 Flow 向ETH发送 TopShot 以用作 NFTfi 的抵押品

用 DOT波卡币 和 ATOM 作为抵押品在 Maker 上获得 D人工智能 贷款

适用于现有协议的更强大的商品功能

桥接扩展了协议可以达成的设计空间。比如:

渴望在索拉纳 和雪崩 上进行高产农业

ETH上 NFT 的跨链共享订单簿和 Rarible 协议的 Flow

外部验证器和网盟

一般有一组验证器监控源链上的“邮箱”地址,并依据共识对目的链实行操作。资产转移一般是通过将资产锁定在邮箱中并在目的链上铸造等量的资产来完成的。这部分一般是绑定验证器,用单独的令牌作为安全模型。

外部验证器或联合系统的高级说明

Index Cooh3 的权益证明指数

为用户和开发职员解锁新功能和用例

链桥为用户和开发职员提供了更多选择。比如:

Optimism、Arbitrum 和 Polygon 上跨 DEX 的套利 SUSHI 价格

区块链链桥的将来

虽然链桥为区块链生态系统开启了革新,但假如团队在研发方面走捷径,它们也会带来紧急的风险。该聚互联网黑客攻击已经证明漏洞和攻击的潜在的经济规模,我预计这将变得更糟之前更好。虽然对于链桥建设者来讲,这是一个高度分散和角逐激烈的格局,但团队应该维持纪律,优先考虑上市时间的安全性。

虽然理想状况应该是所有事物的同构链桥,但非常可能没单一的“最好”链桥设计,不相同种类型的链桥最好特定应用(比如资产转移、合同调用、铸造代币) .

除此之外,最好的链桥将是最安全、互连、迅速、资本效率高、本钱效益高且抗审查的链桥。假如大家想达成“区块链网络”的愿景,这部分是需要最大化的属性。

目前还为时髦早,可能尚未发现最好设计。所有链桥种类都有几个有趣的研究和开发方向:

减少标头验证的本钱:轻推广客户端的块标头验证本钱非常高,找到减少这部分本钱的办法可以使大家更接近于完全通用且不需要信赖的互操作性。一种有趣的设计可能是桥接到 L2 以减少这部分本钱。比如,在 zkSync 上达成 Tendermint 轻推广客户端。

从受信赖模型转变为绑定模型:虽然绑定验证器的资本效率要低得多,但“社会契约”是一种危险的机制,可以确保数十亿USD的用户资金安全。除此之外,花哨的阈值签名策略不会显着减少对这部分系统的信赖;仅仅由于它是一群歌手并不可以消除它仍然是一个值得信任的第三方的事实。在没抵押的状况下,用户事实上是将他们的资产移交给外部推广托管人。

从保税模式转变为保险模式:赔钱是糟糕的客户体验。虽然绑定的验证器和中继器可以抑制恶意行为,但协议应该更进一步,直接用削减的资金补偿用户。

扩展流动性互联网的流动性:这部分可以说是资产转移的最快链桥,并且在信赖和流动性之间存在有趣的设计权衡。比如,大概使流动性互联网可以用绑定验证器样式模型外包资本提供,其中路由器也可以是具备绑定流动性的阈值多重签名。

流动性互联网的高级说明

也可以从这个角度看待目前的链桥生态:

流动性互联网

这种似于P2P互联网,其中每一个节点都充当“路由器”,持有源链和目的链资产的“清单”。这部分互联网一般借助底层区块链的安全性;通过用锁定和争议机制,保证用户不会被路由器带走用户资金。因此,对于转移很多价值的用户来讲,像 Connext 如此的流动性互联网可能是一个更安全的选择。除此之外,这类的桥可能最好跨链资产转移,由于路由器提供的资产是目的链的原生资产,而不是衍生资产,它们之间不可以完全互换。

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