如何启用跨链 DApp

原文标题：《How to Launch Cross-Chain DApps: A Guide to Interoperability》

近年来，全球目睹了向去中心化的重大转变，这一转变受到了增强安全性、透明度和自治性的承诺的推动。在这一运动的前沿是区块链技术和去中心化应用程序（DApps），它们为各个行业引入了新的范式。跨链 DApps 是传统 DApps 的高级发展，正在成为克服单链平台局限性的强大解决方案。本文介绍了跨链和互操作性的重要性。

本文概览：

1. 什么是跨链？
2. 为什么跨链很重要？
3. 跨链DApp的用例和真实世界案例
4. 跨链DApp的挑战和考虑因素
5. 启动跨链DApp
6. 许多区块链工具促进了跨链通信
7. 未来将是跨链的
8. 常见问题
9. 关于作者

什么是跨链？

跨链DApp顾名思义，是在多个相互连接的区块链网络上运行的应用程序。与依赖单一区块链的传统DApp不同，跨链DApp利用多个链的功能，解决诸如可扩展性、互操作性和专业化等挑战。传统上，区块链网络受到了区块链三难困境的困扰，这是以太坊联合创始人维塔利克·布特林提出的概念。该三难困境建议开发人员必须在以下三个核心区块链元素中选择实现两个：去中心化、安全性和可扩展性。因此，许多不同的链已经出现，每个链都有其个别的优缺点。常见链类型的摘要如下表所示。

跨链 DApp 与多链 DApp 明显不同，多链 DApp 类似于智能合约在多个区块链上运行。就目前情况来看，大多数去中心化金融应用程序，例如 Uniswap，Curve 等仍然在此设置中运行，因此它们部署在每个单独的区块链上。链之间没有数据、消息或交易发生。

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多链和跨链DAPP：Kaleido

为什么跨链很重要？

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解决区块链三难困境

单链 DApp 面临的最紧迫的挑战之一是可扩展性。随着这些应用程序的普及，区块链网络的拥塞问题变得越来越严重。跨链 DApp 通过跨多个链分配交易和计算来解决这个问题，从而减轻任何单个网络的压力。

例如，将第2层与第1层协议相结合可以解决去中心化、安全性和可扩展性等许多问题。大批量交易可以在第2层链上完成，从而最大限度地减少或消除 Gas 费用，而小批量、高价值交易可以在第1层链上完成以确保安全性。

这种类型的跨链设置的一个常见示例是web3游戏，许多游戏内 NFT 和交易在第2层处理，而高价值 NFT 或在市场上出售的 NFT 在第1层处理。

互操作性

区块链网络的互操作性是跨链 DApp 的另一个重要用例，也是行业内的长期目标。想象一下，如果互联网的工作方式是网络浏览器只能连接到某些网站子集。例如，Chrome仅连接“.org”网站，Safari仅连接“.com”网站，Firefox仅连接“.edu”网站等。这将带来非常碎片化的体验。

区块链互操作性使不同的区块链网络能够通信并共享数据、资产和服务，无论其各自的协议和结构如何。 这种无缝交互为跨链交易、去中心化应用程序和高效价值交换开辟了新的可能性，就像统一的浏览器如何在互联网的不同领域轻松浏览一样。

跨链 DApp 的用例和现实示例

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去中心化金融（DeFi）

跨链方法在DeFi领域有着巨大的潜力。跨链 DApp 可以为用户提供跨不同区块链的各种金融服务，同时保持区块链技术提供的流动性和安全性。这将开启 DeFi 领域的新创新水平，并扩大全球受众对金融工具的可访问性。

一个值得注意的例子是 DeFi 聚合器，例如1inch连接到以太坊，Avalanche、Polygon等多个区块链。该 DApp 为用户提供了访问各种 DeFi 协议的权限，例如借贷、流动性挖矿等去中心化交易所。用户可以跨链无缝转移资产，以利用更高的收益、更低的费用或每个区块链的特定功能。

资产代币化

过去几年，资产代币化已成为热门概念，涵盖了对现实世界资产的数字化。这可能包括房地产、大宗商品、股票、债券、艺术品等各种资产。因此，许多不同的区块链将出现作为特定用例的结算层。例如，一家银行可能会在资产数字化案例中使用链A，一个房地产平台可能会使用链B等。由于不同的链基础设施，这些经验可能会变得分散。然而，跨链兼容性将促进更大的流动性、用户访问和增强的用户体验。这样，结算在链A上的资金可以轻松地在链B上使用，依此类推。

数字货币

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基于上述用例，稳定币或中央银行数字货币（CBDC）形式的数字货币代表了数字金融领域的创新发展。

CBDC 是一国中央银行发行的官方货币的数字代表形式。与此同时，稳定币是通常与法定货币或商品等稳定资产挂钩的数字代币。

这些数字资产的跨链兼容性对于其功能和广泛采用至关重要。不同区块链网络之间的互操作性可实现无缝且高效的交易，使 CBDC 和稳定币能够穿越各种金融生态系统。这种跨链兼容性促进了国际贸易、汇款和金融普惠性，因为这些数字资产可以与更广泛的金融平台和应用程序进行交互。

游戏行业

跨链 DApp 可以通过实现跨平台物品交易、增强的游戏体验和游戏资产的真正所有权来彻底改变游戏行业。玩家可以享受不同游戏和平台之间的无缝过渡，同时保留虚拟物品的所有权，从而将玩家参与度和价值保留提升到新的水平。

还有合作性游戏生态系统的潜力。例如，想象一下一个游戏情景，在这个情景中，你必须通过与另一个游戏互动来获得独特的物品。你可能会发现自己处于这样一种情况：要在游戏A中打造一把剑，你必须获取一个只能在游戏B中独有的特定材料。或者，可能存在着只有拥有来自另一个游戏的NFT才能解锁的独家内容。这开辟了一个创新游戏概念的领域，开发人员和玩家都可以深入探讨。

在游戏中实现区块链互操作性的一个实例是远方游戏公司的《Mini Royale: Nations》与Ready Player Me的合作伙伴关系。在不同的区块链和游戏后端操作下，玩家现在可以将他们的Ready Player Me角色创建或导入到Mini Royale中。这使得Ready Player Me用户可以为他们的角色提供功能，这些角色可能会装备着来自Adidas、New Balance和Tommy Hilfiger等品牌的服装和物品。现在，这些角色不仅仅是美观，而且可以在实际游戏中使用，从而增加了个性化和对两款游戏的益处。

供应链管理

在供应链管理中，跨链DApp可以提高透明度和可追溯性。通过利用多个区块链，这些应用可以追踪产品从起源到最终目的地的过程，确保其真实性并降低欺诈风险。这种透明度水平可以重塑那些问责制和来源至关重要的行业。

考虑一个由食品公司使用的跨链DApp，用于追踪产品从农场到餐桌的过程。该DApp可以利用区块链在每个阶段记录信息，包括起源、运输和质量检查。这确保了产品历史的准确、防篡改的记录，使得企业和消费者都受益。

跨链DAPP挑战与思考

跨链DApp必须考虑很多挑战。这些包括：

1. 复杂性

与单链甚至多链 DApp 相比，跨链 DApp 的构建和维护明显更加复杂。跨链 DApp 可能会跨多个链共享数据、消息等，这意味着开发人员必须应对跨不同链的状态维护问题。一条链上的活动会影响 DApp 运行的任何其他链的状态。

此外，开发人员还必须管理跨链的不同智能合约。测试、调试和部署过程变得非常复杂，因为开发人员需要考虑各种网络条件、延迟问题以及互连区块链之间潜在的不一致问题。

2. 安全性

由于攻击面扩大，安全性成为跨链 DApp 的首要关注点。与多个区块链的交互使 DApp 面临各种漏洞。不同链之间安全协议的差异可能会导致危害整个跨链生态系统的漏洞。由于许多最大的跨链 DApp 都是持有大量资金的桥链，因此它们已被以各种方式利用。跨链桥被黑客攻击的知名案例有 Ronin Bridge、Wormhole 和 Nomad 黑客攻击，每一次都造成了数亿美元的损失。

3. 用户体验

流畅的用户体验对于跨链 DApp 的采用至关重要。无论底层区块链如何，用户都期望直观的交互。吞吐量速度、可靠性和一致性对于培养用户信任和参与度至关重要。如果交易失败、花费很长时间或导致双花等错误，那么信任和用户就会受到侵蚀。

启用跨链DApp

现在我们了解了跨链 DApp 的好处、用例和挑战，那么我们如何启用它们呢？

有很多工具和框架可以启用 DApp 跨链。热门项目包括Cosmos、Polkadot、Hyperledger FireFly 等等。我们以后者为例。

Hyperledger FireFly由Kaleido开发，在当今被许多企业使用。 FireFly 堆栈由 Hyperledger 基金会提供支持，该基金会是 Linux 基金会的一部分，专注于开源区块链工具。 FireFly 超级节点可以连接到任何公共或私有的区块链生态系统。当链连接时，FireFly 超级节点可以调用自定义智能合约，与代币交互并监控交易。可将其视为大脑或数据编排层。单个 FireFly 超级节点可以连接到多个链，并通过促进交易、数据和消息传递来创建跨链网络。

所有这一切的工作方式是利用事件驱动模型。这样，无论数据是在链上还是链下，数据都可以通过正确的排序、重试和幂等性在 DApp 和链之间可靠地传输。

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HyperLedger FireFly：Kaleido

举个例子，Hyperledger FireFly 可以充当链之间的可信桥梁，无论是两条私链、两条公链、还是一条私链和公链之间。用户必须向 FireFly 传授他们想要连接的链，并为每个链设置一个包含相应 RPC URL 和链 ID 的“命名空间”。

然后，指定要传输的内容并使用 FireFly 的内置桥接 REST API 来启动桥接过程。 FireFly 监听两条链上的事件并处理传输过程，确保正确促进代币铸造和销毁。下图显示了其工作原理。

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FireFly 桥接过程原理：Kaleido

许多区块链工具促进跨链通信

除了Hyperledger Firefly之外，还要注意Cosmos和Polkadot，它们也因其强大的生态系统和独特的跨链通信方法而脱颖而出。

Cosmos采用了一种模块化框架，通过跨链通信（IBC）协议使区块链能够在其生态系统内相互交互。它是独立并行区块链网络，每个区块链由经典的BFT共识算法（如Tendermint）驱动。Cosmos将自己定位为“区块链之间的互联网”，其Cosmos SDK允许开发人员构建可互操作的区块链，这些区块链保持主权，同时实现代币转移和数据共享。

另一方面，Polkadot提供了一个异构多链互换框架，可以实现任何类型的数据或资产的跨链转移，而不仅仅是代币。通过连接到中心中继链，Polkadot的平行链可以独立运行，但也可以与其他平行链进行通信和共享安全，促进可扩展的多链架构。Polkadot的开发框架Substrate简化了创建内在可互操作的自定义区块链的过程。Polkadot的独特共享安全模型允许一个动态的生态系统，在这个生态系统中，各种区块链可以通过共享的安全性和互操作性进行升级和通信。

未来将是跨链的

本文讨论了区块链开发工具的选择必将推动跨链应用程序的发展更加接近大规模采用。区块链互操作性为跨链交易、去中心化应用程序和价值的高效交换开辟了新的可能性，就像统一的浏览器能够轻松地在多样化的互联网广袤空间中进行浏览一样。随着web3的发展和交织，我们可以期待看到区块链与其上构建的所有技术之间的巨大连接和无缝交互。

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