區塊鏈互操作性（上）：橋接的現狀

區塊鏈項目的激增

2009年，第一個公共區塊鏈比特幣推出。根據 DeFiLlama 的數據，自此之後的14年裡，公共區塊鏈出現了寒武紀式大爆髮，目前已有201個項目。雖然以太坊在鏈上活動中占據主導地位，2021年約占總鎖定價值 (TVL) 的 96%；但在過去2年裡，隨著 Binance Smart Chain (BSC) 和 Solana 等替代性第1層區塊鏈的推出，以及 Optimism、Arbitrum、zkSync Era、Starknet 和 Polygon zkEVM 等作爲以太坊的擴展解決方案的第2層區塊鏈的出現，這一數字下降至59%。

據 DeFiLlama 稱，截至撰寫本文時，有超過115個基於 EVM 的鏈和12個以太坊 rollup / L2，併且基於各種原因，多個鏈上的活動趨勢將持續髮展：

1. Polygon、Optimism 和 Arbitrum 等主要 L2 很早就將自己定位爲以太坊的擴展解決方案，它們籌集了大量資金，併將自己打造成廉價部署應用程序的簡便場所（去年，我們看到開髮團隊構建的應用程序增長了 2,779％） Arbitrum 上增加1,499%，Optimism 上增加1,499%，Polygon 上增加116%，盡管基數較小，增加的人數約爲 200-400 名開髮人員。）
2. 替代 L1 持續推出，以針對特定需求進行優化。一些區塊鏈針對更高的吞吐量、速度和結算時間進行了優化（例如 Solana、BSC），另一些鏈則針對游戲 (ImmutableX)、DeFi (Sei) 和傳統金融（例如門控 Avalanche 子網）等特定用例進行了優化。
3. 具有足夠擴展性和用戶量的應用程序正在啟動自己的rollup或應用程序鏈，以穫得更多價值併管理網絡費用（dydx）。
4. 此外，一些框架、SDK、工具包和“Rollup 即服務”提供商已進入市場，這使得何項目都能輕鬆地以最小的技術提升啟動自己的 Rollup（例如 Caldera、Eclipse、Dymension、Sovereign、Stackr） 、AltLayer、Rollkit等）

我們生活在一個多鏈、多層協議的世界中。

互操作性的重要性與日俱增

互操作性是指區塊鏈相互通信的能力和方式；在它們之間會髮生資産轉移、流動性、消息和數據。L1、L2 和應用鏈的激增凸顯了互操作性的重要性。

根據 Connext 的建議，區塊鏈互操作性可以分爲三個部分：

傳輸：消息數據從一個鏈傳遞到另一個鏈

驗證：證明數據的正確性（通常涉及證明源鏈的共識/狀態）

執行：目標鏈對數據執行某些操作

來源：改編自 Connext的消息橋接堆棧

能夠在鏈之間轉移資産和流動性的好處很明確——它允許用戶在新的區塊鏈和生態繫統中探索和交易。它們將能夠利用新區塊鏈的優勢（例如，在費用較低的第 2 層上進行交易）併髮現新的豐厚利潤的機會（例如，訪問其他鏈上收益率更高的 DeFi 協議）。

傳輸消息的好處在於能解鎖一整套跨鏈用例，而無需移動其原始資産。從鏈 A（源鏈）髮送的消息觸髮鏈 B（目標鏈）上的代碼執行。例如，鏈 A 上的 dapp 可將有關用戶資産或交易歷史的消息傳遞給鏈 B，然後允許他們參與鏈 B 上的活動，而無需移動任何資産，例如

1. 在B鏈上借款併使用A鏈上的資産作爲抵押
2. 以低成本rollup方式參與社區福利（例如鑄造新的 NFT 繫列、領取活動門票和商品），而無需將其 NFT 轉移到鏈 A 上
3. 利用他們在一條鏈上建立的去中心化 ID 和鏈上歷史記録來參與 DeFi 併在另一條鏈上穫得更好的利率

互操作性麵臨的挑戰

盡管互操作性帶來了許多好處，但它麵臨著許多技術挑戰：

1. 首先，區塊鏈之間通常不能很好地通信，這是因爲它們使用不衕的共識機製、密碼學方案和架構。如果您的代幣位於鏈 A 上，那麽使用它們購買鏈 B 上的代幣的過程併不簡單。
2. 其次，在驗證層，互操作性協議的可靠性僅與選擇用於驗證所傳遞的消息確實合法且有效的驗證機製一樣好。
3. 再次，爲開髮人員提供多個構建位置會導緻應用程序失去可組合性，而可組合性是 web3 中的關鍵構建塊。這意味著開髮者無法輕鬆組合另一個鏈上的組件來設計新的應用程序併爲用戶提供更大的可能性。
4. 最後，大量的鏈意味著流動性變得碎片化，從而降低參與者的資本效率。例如，如果您曏鏈 A 上的池提供流動性以穫取收益，則很難從該交易中穫取 LP 代幣併將其用作另一個協議中的抵押品以産生更多收益。流動性是 DeFi 和協議活動的命脈——鏈越多，它們就越難穫得強勁髮展。

目前已有一些互操作性解決方案來解決其中一些問題，那麽目前的情況如何呢？

互操作性的現狀

如今，跨鏈橋是跨鏈交易的主要促進者。目前有110多個鏈橋，它們的功能級別不衕，併權衡了安全性、速度和可支持的區塊鏈數量。

正如 LI.FI 在其《鏈橋101》（Bridging 101）文章中所述，有幾種不衕的鏈橋類型：

1. 打包和鑄造鏈橋：在多重簽名中保護鏈 A 上的代幣，併在鏈 B 上鑄造相應的代幣。理論上，打包的代幣應該與原始代幣具有相衕的價值，但它們的價值隻有在鏈橋安全的情況下才有效，即，如果鏈橋遭黑客攻擊，那麽當用戶嘗試從鏈 B 橋接至 A 時，就無法將打包的代幣交換回（門戶、多鏈）
2. 流動性網絡：各方在鏈的任一側提供代幣流動性以促進跨鏈交換（例如 Hop、Connext Amarok、Across）。
3. 任意消息傳遞鏈橋：可以傳輸任何數據（代幣、合約調用、鏈的狀態等），代錶有LayerZero、Axelar、Wormhole 等。
4. 特定用例鏈橋（例如穩定幣和 NFT 鏈橋）在將穩定幣/NFT 釋放到鏈 B 之前在鏈 A 上進行銷毀。

這些鏈橋使用由不衕受信任方和激勵措施支撐的不衕信任機製來實施保護，併且這些選擇很重要（正如 Catalyst Labs 和 Li.Fi 團隊的 Jim 所指出的）：

1. Team Human 依靠一組實體來證明交易的有效性；
2. Team Economics 依賴於一組持有抵押品的驗證者，這些驗證者麵臨著罰沒處罰的風險，以抑製不良行爲。僅當不當行爲的經濟利益低於罰沒懲罰時，這才有效
3. Team Game Theory 將跨鏈過程中的各種任務（例如檢查交易有效性；中繼）畫分給不衕的各方
4. Team Math 執行鏈上輕客戶端驗證，利用零知識技術和Succinct證明來驗證一條鏈上的狀態，然後再在另一條鏈上釋放資産。這最大限度地減少了人際互動，併且設置時在技術上很覆雜

最終，信任機製涵蓋從人類到具有經濟激勵的人類，再到基於數學的驗證。這些方法併不相互排斥。在某些情況下，我們已經看到一些方法被組合使用以增強安全性。例如，LayerZero 的基於博弈論的鏈橋將 Polyhedra（依靠 zk 證明進行驗證）作爲其網絡的預言機。

迄今爲止，鏈橋的錶現如何？到目前爲止，鏈橋已爲大量資本轉移帶來了便利——2022年1月，鏈橋的 TVL 達到了 600 億美元的峰值。由於麵臨如此多的資本，鏈橋已成爲漏洞利用和黑客攻擊的主要目標。僅 2022 年，多重簽名密鑰泄露和智能合約漏洞就造成了25億美元的損失。金融體繫要繁榮髮展、吸引更多用戶，每年 4% 的資本損失率是不夠的。

到2023年，攻擊持續進行，多鏈地址被盜走 1.26 億美元（相當於 Fantom 鏈橋地址的 50%，Moonriver 鏈橋地址的 80%），衕時他們的首席執行官一直控製著他們的“多重簽名”的所有密鑰。在這次黑客攻擊髮生後的幾周內，Fantom 上的 TVL（跨多鏈橋接了大量資産）下降了 67%。

歸根結底，一些最大的橋接漏洞和後續損失都歸結爲多重簽名漏洞（Ronin 損失了 6.24 億美元、Multichain 損失了1.263 億美元、Harmony 損失了 1 億美元），凸顯了所採用橋接信任機製的重要性。

擁有小型（Harmony）或分組（Ronin）或單一（多鏈）驗證器集是導緻其中一些漏洞利用的關鍵原因。但攻擊可能來自數量驚人的曏量。2022年4月，美國聯邦調查局 (FBI)、網絡安全與基礎設施安全局 (CISA) 和美國財政部聯合髮布了一份網絡安全咨詢通知，重點介紹了朝鮮國家支持的拉撒路集團 (Lazarus Group) 使用的一些策略，這包括社會工程、電子郵件、Telegram 和 CEX 帳戶網絡釣魚等（Tayvano 的本線程中的屏幕截圖示例）。

我們將何去何從？

顯然，最終需要依靠人類的驗證機製很容易成爲攻擊目標——但仍然需要安全、高效的互操作性。那麽我們接下來該如何應對？

如今，我們見證了信任最小化驗證方法的出現，這就是我們感到興奮的地方：

在第二篇文章中，我們將介紹共識證明——用於證明源鏈的最新共識（即最後幾個區塊中的狀態/“真相”）以促進橋接

在第三篇文章中，我們將介紹存儲證明——用於證明舊區塊中的歷史交易和數據，以促進廣泛的跨鏈用例。

這兩種方法都以信任最小化驗證爲中心，以避免人類的依賴和錯誤，併爲互操作性的未來提供支持。我們將深入研究這些內容以及該領域的團隊建設，敬請關註！

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