Разрушить изоляцию островов блокчейна: Подробное объяснение того, как межцепочечная технология формирует открытый, взаимосвязанный криптовалютный мир

Сколько на данный момент существует публичных блокчейнов (L1s & L2s)?

Возможно, кому-то будет трудно сразу точно ответить на этот вопрос. По данным DefiLlama, в настоящее время существует 225 записанных публичных цепочек, не говоря уже о многочисленных новых и неизданных. Можно с уверенностью сказать, что мир криптовалют - это хаотичная вселенная, состоящая из множества блокчейнов. В этом многоцепочечном криптовалютном мире каждый блокчейн имеет свои уникальные технологические характеристики, поддержку сообщества, инструменты разработки и экосистему. Например, существуют публичные цепи POW, возглавляемые Bitcoin, публичные цепи на основе EVM, такие как Ethereum, а также многочисленные L2, отличительные высокоскоростные публичные цепи, такие как Solana, и публичные цепи на основе Move, представленные Aptos и Sui. Такое разнообразие действительно открывает больше возможностей для децентрализованных приложений (DApps) и финансовых инноваций. Однако это также влечет за собой ряд проблем.

Операционная совместимость, обмен активами и информацией между различными блокчейнами, стала насущной проблемой, требующей решения. В прошлом различные системы блокчейн были изолированы друг от друга, каждая из них хранила множество активов и данных, но не могла эффективно взаимодействовать с другими цепочками. Это было значительным препятствием на пути к созданию по-настоящему децентрализованного крипто-мира. Чтобы решить эту проблему, появилась технология кросс-цепочек, которая стремится разрушить эти изоляции и обеспечить беспрепятственный обмен активами и информацией между различными системами блокчейн. Для разработчиков и пользователей технология кросс-цепочек означает не только большую ликвидность и возможность выбора, но и более открытый и взаимосвязанный мир блокчейна. В этой статье мы рассмотрим, зачем нам нужна технология кросс-цепочек, ее основные концепции, классификацию, методы реализации и проблемы, а также то, как она формирует наш будущий криптомир.

Часть 1: Потребность в технологии кросс-цепей

Действительно ли технология кросс-цепочек необходима для достижения подлинно децентрализованного, взаимосвязанного будущего блокчейна? У многих людей могут быть разные ответы. Под влиянием серии инцидентов, связанных с безопасностью в сфере кросс-цепочек, некоторые стали относиться к ним скептически, автоматически ассоциируя кросс-цепочки с "псевдопредложениями" или "ловушками". Это трагедия как этих людей, так и всей индустрии. Однако неоспоримо, что сосуществование нескольких сетей является текущей структурой рынка, и с увеличением числа публичных сетей и сетей второго уровня (Rollups), а также с постепенным развитием их экосистем, технология кросс-цепочек неизбежно станет фундаментальным требованием в текущей структуре рынка. Возможно, Вы найдете ответ в следующих двух аспектах:

Во-первых, совместимость становится все более очевидной болевой точкой. Среди более чем 225 публичных сетей каждая может иметь свои специфические приложения, активы и пользователей. Однако если стоимость, созданная в этих цепочках, не может быть передана другим, их потенциал будет сильно ограничен. Этот вопрос выходит за рамки торговли активами и включает в себя взаимодействие данных, логики и приложений.

Это "островная" проблема, с которой сталкивается современный мир блокчейна. Эти острова богаты ресурсами, но из-за своей изолированности они не могут использовать их в полной мере. Представьте себе, если бы основные платформы в Интернете не могли общаться друг с другом; наш опыт работы в Интернете значительно снизился бы. В блокчейне ситуация аналогичная.

Во-вторых, ликвидность активов - это основа любой финансовой системы. В традиционном финансовом мире активы могут свободно перемещаться между биржами, банками и финансовыми учреждениями. Однако в нынешней сфере блокчейна ликвидность активов на разных цепочках ограничена. Это не только влияет на опыт торговли пользователей, но и ограничивает дальнейшее развитие децентрализованных финансов (DeFi).

Поэтому, независимо от того, идет ли речь о совместимости или ликвидности активов, существует практическая потребность в технологии кросс-цепочек, включая традиционные мосты для кросс-цепочек активов (Bridge) и протоколы совместимости (Interoperability Protocol). В следующих разделах мы постараемся классифицировать все решения для кросс-цепочек с технической точки зрения и представим эти две категории отдельно для лучшего понимания.

Часть 2: Категоризация межцепочечных решений

Технология перекрестных цепочек быстро развивалась в последние годы, предоставляя ряд методов для решения проблем взаимодействия между цепочками. Эти межцепочечные решения можно классифицировать по разным параметрам. Здесь мы представляем систему анализа кросс-цепочек, предложенную основателем Connext Арджуном Бхуптани (Arjun Bhuptani), которая классифицирует протоколы совместимости (кросс-цепочечные мосты) на основе методов проверки их сообщений на три основные категории: Native Verified, Externally Verified и Locally Verified.

Родной проверенный

)

(Источник: Connext, Арджун Бхуптани)

В модели Native Verified легкий клиент или узел исходной цепочки запускается на целевой цепочке для проверки сообщений от исходной цепочки. Основное преимущество этого метода - высокая степень доверия и децентрализация. Поскольку логика проверки светового клиента идентична логике проверки блоков других типов узлов, она обеспечивает надежный механизм межцепочечной проверки.

Ключевую роль в этом механизме играет головной ретранслятор, отвечающий за передачу информации о заголовке блока исходной цепочки легкому клиенту целевой цепочки для проверки. К проблемам этого метода относятся его зависимость от базового механизма консенсуса и потенциальная сложность, особенно при увеличении количества участвующих цепочек.

К проектам, в которых используется Native Verification, относятся Cosmos IBC, Near Rainbow Bridge, Snowbridge и т.д. Въезд/выезд по роллапам также является формой Native Verification.

Внешне проверено

(Источник: Connext, Арджун Бхуптани)

Методы с внешней верификацией предполагают использование внешнего набора валидаторов для проверки межцепочечных сообщений. Эта группа обычно состоит из нескольких организаций, а валидаторы могут принимать различные формы, такие как многосторонние вычислительные системы (MPC), оракулы, мультисиговые группы и т.д. Неоспоримым преимуществом этого подхода является его высокая масштабируемость, поскольку его можно легко распространить на любой блокчейн (мосты, использующие внешнюю верификацию, в настоящее время доминируют в пространстве межцепочечных мостов).

Однако важно отметить, что введение внешнего набора валидаторов также означает введение новых предположений о безопасности. Безопасность в этой модели определяется самым низким уровнем безопасности среди цепочек A, B и внешних валидаторов, что потенциально увеличивает уязвимость системы.

Примерами проверенных извне протоколов являются Wormhole (Portal Bridge), Axelar, Chainlink CCIP, Multichain, и, по сути, LayerZero также использует подход внешней проверки.

Проверено на месте

(Источник: Connext, Арджун Бхуптани)

В отличие от вышеперечисленных методов, Locally Verified, также известный как peer-to-peer верификация, фокусируется на прямой проверке между участниками сделки. Этот метод часто включает в себя контракт с временной блокировкой хэша (HTLC), в котором стороны могут взаимно проверять транзакции друг друга. Поскольку участники сделки обычно имеют противоречивые экономические интересы, вероятность сговора значительно снижается.

Заметным преимуществом этого метода является его децентрализованный характер и высокая степень доверия к участникам сделки. Однако он сталкивается с такими проблемами, как необходимость одновременного присутствия обеих сторон в сети и неспособность поддерживать общую передачу данных между цепочками (это означает, что локальная верификация подходит только для своп-мостов, в первую очередь, для мостов Ethereum с межслойными активами).

Типичными примерами локальной верификации являются Connext, cBridge, Hop и т.д.

В целом, каждый из этих трех технологических методов имеет свои преимущества и ограничения и представляет собой лишь одно из измерений классификации. Выбор метода на практике зависит от конкретных требований приложения, соображений безопасности и характера задействованных цепочек. По мере того, как криптовалютная сфера продолжает развиваться, мы ожидаем появления новых инновационных подходов к решению проблем межцепочечного взаимодействия.

Часть 3: Межцепочечная передача активов и межцепочечная передача сообщений

Ознакомившись с основными понятиями и классификациями кросс-цепочечных решений, давайте углубимся в различия между кросс-цепочкой активов и кросс-цепочкой передачи сообщений.

Перекрестная цепочка активов

Кросс-цепочка активов позволяет цифровым активам беспрепятственно переходить из одного блокчейна в другой. Это наиболее распространенное и популярное межцепочечное приложение, решающее основную проблему: как представлять и использовать одни и те же активы в разных цепочках. Общие принципы работы кросс-цепочки активов включают:

Замки и мята

Наиболее распространенным методом в процессе межцепочечной передачи активов является lock-and-mint. Проще говоря, когда активы перемещаются из исходной цепочки в целевую, они блокируются в исходной цепочке и "чеканятся" в целевой. (К аналогичным механизмам относятся burn-and-redeem, которые мы не будем подробно описывать здесь из-за недостатка места. Типичным примером является метод перекрестных цепочек, принятый эмитентом USDC компанией Circle).

(Источник изображения: web3edge, @0xPhillan)

Например, когда BTC используется в качестве токена в Ethereum, оригинальный BTC блокируется, а в Ethereum генерируется эквивалентное количество токенов Wrapped Bitcoin (WBTC). Это гарантирует, что общее предложение BTC останется неизменным, тем самым сохраняя дефицитность актива. Помимо WBTC, некоторые официальные мосты Ethereum Layer2, такие как Polygon Bridge и Arbitrum Bridge, а также Rainbow Bridge, соединяющий Ethereum с экосистемой Near, также используют механизм блокировки и минирования/сожжения.

Свопы пула ликвидности

Свопы с пулом ликвидности предполагают использование специального пула ликвидности для облегчения межцепочечных сделок. Пользователи вносят свои активы из одной цепочки в пул ликвидности и забирают эквивалентную стоимость активов из пула другой цепочки. Преимущество этого метода заключается в том, что он предлагает быстрые транзакции и обмены, но может повлечь за собой комиссионные, поскольку поставщики ликвидности (LP) обычно ожидают прибыли от предлагаемой ими ликвидности.

(Источник изображения: web3edge, @0xPhillan)

Что касается механизма, то риски, связанные с безопасностью таких межцепочечных мостов, в первую очередь несут LP. Если пул будет взломан, ликвидность, предоставляемая LP, может быть украдена. Дисбаланс в пуле ликвидности также может привести к испарению стоимости активов кросс-цепочки, передавая кризис пользователям кросс-цепочки. Межцепочечные мосты, использующие пулы ликвидности, включают ThorSwap, Hop Exchange, Synapse Bridge и другие.

Атомные свопы

Атомарные свопы позволяют двум сторонам обмениваться активами напрямую, без посредников. Они используют Hash Time Locked Contracts (HTLC), чтобы обеспечить "атомарность" обмена, то есть транзакция либо выполняется полностью, либо не выполняется вовсе. В кросс-цепочечных мостах с атомарным свопом доступ к активам осуществляется с помощью закрытых ключей. Если одна из сторон действует недобросовестно, другая может получить свои активы через временной замок (который открывается через определенное время), не нуждаясь в централизованном доверии третьей стороны. Типичные проекты, использующие атомарные свопы, включают Connext, cBridge и другие.

(Источник изображения: web3edge, @0xPhillan)

Межцепочечный обмен сообщениями

В отличие от кросс-цепочки активов, кросс-цепочка сообщений включает в себя не только активы, но и все типы информации, передаваемой от одной цепочки к другой, например, вызовы контрактов и обновления состояний.

Синхронизация состояний

Распространенным методом обмена сообщениями между цепочками является синхронизация состояний. Это означает, что состояние цепочки или его часть синхронизируется с другой цепочкой. Например, релейная цепочка Polkadot отвечает за синхронизацию состояний различных парасейнов.

Прослушивание и реагирование на события

Когда событие (например, подтверждение транзакции или вызов смарт-контракта) происходит в одной цепочке, другая цепочка может быть настроена на прослушивание этих событий и реагирование на них по мере необходимости. Например, ChainSafe's ChainBridge использует этот метод для обработки межцепочечных сообщений.

На самом деле, будь то перекрестная передача активов или перекрестная передача сообщений, основная задача заключается в обеспечении целостности, безопасности и своевременности информации. По мере развития технологий будут появляться новые межцепочечные решения, обеспечивающие более надежную и гибкую поддержку взаимодействия в многоцепочечной среде.

Часть 4: Проблемы межцепочечных технологий**.

• По мере развития и становления технологии блокчейн, технология кросс-цепочек стала важным направлением исследований. Его цель - облегчить беспрепятственный обмен активами и данными между различными блокчейнами. Однако достичь этой цели не так-то просто. По аналогии с "невозможной троицей" в отдельных блокчейнах, существует "трилемма трудностей" в сфере межцепочечной совместимости.
• Согласно схеме, предложенной Арджуном Бхуптани (Arjun Bhuptani), любое решение для кросс-цепочки может удовлетворять как минимум двум из следующих трех критериев:
• • Расширяемость: Поддерживает произвольную передачу сообщений.
• • Недоверчивость: Не вводит новых предположений о доверии.
• • Универсальность: Может быть легко адаптирована к другим блокчейнам.

(Источник: Connext, Арджун Бхуптани)

Когда невозможно соответствовать всем трем критериям одновременно, приходится искать компромиссы и балансы, которые могут быть более сложными по отношению к отдельным блокчейнам. К ним относятся компромиссы между безопасностью и доверием, единообразием и разнообразием, "обернутыми" активами и "родными" активами, среди прочего. Именно эти проблемы должны решать технологии кросс-цепочек по мере их дальнейшего развития. Различные проекты межцепочечных мостов пытаются оптимизировать или даже преодолеть эти трилеммы с разных сторон, стремясь достичь наивысшей общей производительности.

Часть 5: Резюме и перспективы

Технология кросс-цепочек - это ключевая область в развитии блокчейна, которая даже считается святым Граалем в этой области. Это жизненно важно для преодоления "изоляции" блокчейна и достижения взаимосвязи между несколькими цепочками. От перекрестного обмена активами до перекрестного обмена сообщениями - все разработчики Web3 стремятся создать единую и совместную экосистему блокчейна.

Однако, как уже говорилось, технология кросс-цепочек по-прежнему сталкивается с множеством проблем. Но благодаря более глубоким исследованиям и технологическому прогрессу мы надеемся преодолеть эти трудности и создать более безопасную, эффективную и бесшовную межцепочечную экосистему.

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана из[Wormhole CN]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору[Wormhole CN]. Если у Вас есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с командой Gate Learn, и они незамедлительно рассмотрят их.
2. Предупреждение об ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются инвестиционным советом.
3. Перевод статьи на другие языки осуществляется командой Gate Learn. Если не указано, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.