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TOK:跨鏈簡史:從資產橋到互操作-ODAILY_TOKEN

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跨鏈一開始的目標在于讓資產能從一條鏈轉移到另一條鏈,又可以安全的返回,后來擴展到解決兩個或多個不同鏈上資產及狀態的互相傳遞、轉移、交換的問題。隨著現在跨鏈基礎設施的日趨成熟,對于跨鏈概念的炒作已經冷卻。在這樣一個時刻,我們來對現有的跨鏈技術形態,做一個冷峻的觀察。

跨鏈技術被認為是區塊鏈領域發展的圣杯,是實現萬鏈互通的關鍵技術。現在的跨鏈技術形態,有些是在實現資產互通,有些是提出了一套通信協議,實現區塊鏈間的通信,還有些是提出了新的系統架構和運行模式,支持更多區塊鏈的接入。

根據跨鏈技術的演進和實現方式,以太坊的創始人Vitalik曾經總結了3類跨鏈技術,分別是哈希時間鎖,公證人,側鏈/中繼。我們將把公證人,和側鏈/中繼進一步分類,各自分成兩個小類,這樣,我們將分別介紹五種跨鏈方案。

01哈希時間鎖合約

哈希時間鎖合約是通過一套密碼學方法,來實現跨鏈的去信任資產交易,比如我的BTC和你的ETH交易,就可以通過哈希鎖來實現交易的原子性。

其原理大致如下:用戶A生成隨機數s,并計算出該隨機數的哈希值h=hash(s)發送給用戶B,A和B通過智能合約先后鎖定各自的資產。A公開出示s可獲得B鎖定的資產,同時B也獲得了s,可獲得A的鎖定資產,若超過設定的時間,A沒有出示s,智能合約中鎖定的資產會自動回退給雙方。

數據:已有近6萬枚ETH被跨鏈至zkSync Era:金色財經報道,據Dune數據顯示,已有5.92萬枚以太坊被跨鏈至zkSync Era。此外,zkSync Era主網上地址數約為25.46萬,交易筆數近30萬筆。[2023/4/3 13:42:13]

02公證人

公證人機制是指由公證人建立一個中間賬戶,用戶將資產轉入中間賬戶,由公證人跨鏈發行一種映射原Token的影子Token給到用戶。當用戶需要贖回的時候,將影子Token銷毀,并向公證人提供證明,公證人將中間賬戶中的原始Token轉到該用戶的地址。

公證人必須是可信的。公證人可以憑借自身信用,也可以通過智能合約做超額抵押來獲得信任。公證人可以是單個主體,也可以是多個主體通過某種規則組合形成的聯盟。

根據公證人的單主體還是多主體,以及公證人的信譽來源是超額抵押還是自身信用,我們可以把公證人方案劃分為4個子類:

其中,HBTC,BTTC,imBTC均屬于②方案,tBTC屬于③方案,X-BTC,WBTC屬于④方案,采用方案①的項目暫未發現。你可能發現,全是比特幣跨鏈項目,為什么如此,我們后文在對比分析中會有詳述。

我們并不需要關注公證人的數量,因此,我們將公證人方案,僅按信任來源,分為兩個子類。

跨鏈橋deBridge推出交易捆綁功能:5月20日消息,跨鏈橋deBridge推出“交易捆綁”功能,該功能通過集成Gnosis Safe的“Transaction Builder”功能完成,允許用戶在A鏈上通過單筆交易直接與B鏈上的DeFi、NFT等協議交互。[2022/5/20 3:29:52]

超額抵押

公證人通過超額抵押建立信用,這意味著,公證人抵押的資產v2,必須大于中間賬戶中的資產價值v1。當公證人出現作惡行為或者過失行為,導致中間賬戶里的資產遭受損失,那么抵押的資產將可以用來賠付給受損失的用戶。然而,超額抵押會給公證人帶來資金成本,這些成本,會轉化為高額的跨鏈的手續費,而高額的跨鏈手續費會讓用戶望而卻步。

自身信用

公證人也可以通過自身信用來背書,讓用戶信任。但這種信任是中心化的,和區塊鏈的基本精神是背離的。但由于這種方式手續費低廉,甚至免費,因此還是吸引了大批用戶。這種由中心化機構擔保的跨鏈方式,對于跨鏈資金體量小,安全訴求低的用戶而言,也是很好的選擇。

03側鏈/中繼

第三種是側鏈/中繼的方案。側鏈和中繼其實是同一個概念,中繼鏈就相當于多條鏈共同的側鏈,為了簡化表述,我們后文統一稱為橋接鏈方案。

橋接鏈方案我們分兩類來說,分別是通用方案和同構跨鏈專用方案。

通用方案

橋接鏈通用方案和公證人方案一樣,仍然存在一個中間賬戶,但中間賬戶的安全,不靠公證人來保護,而是靠智能合約來規范,這意味著中間賬戶將是一個合約賬戶,其資產管理規則被智能合約的代碼約束,而不是由公證人約束。如果代碼本身沒有問題,只要部署該合約的鏈是安全的,那么合約中的資產就是安全的。

跨鏈協議Soluna宣布開啟solUST質押:3月1日消息,跨鏈協議 Soluna 宣布開啟 solUST 質押,用戶可通過 crate 協議將 solUST 參與者將 solUST 進行存放,參與者將直接獲得一定比例的 Anchor(Terra 儲蓄協議)網絡收益。

此前報道,2 月 10 日,Solana 鏈上去中心化交易平臺 Saber 宣布推出 Soluna 跨鏈協議,并在 Solana 上推出首個 solUST-UST(Wormhole) 池。該功能允許任何人將存放在 Anchor(Terra 儲蓄協議)上的有息資產發送到 Solana。[2022/3/1 13:29:45]

當然,如果橋接鏈本身有問題,也會影響合約賬戶里的資產安全。因此,驗證人們必須Stake一定價值的WorkToken來保障橋接鏈的安全運行。假設這個價值是v3,那么這個v3是可以遠遠小于合約賬戶里的資產價值v1的。

為什么v3可以小于v1呢?因為現在較為通行的BFT-PoS類共識,幾乎杜絕了能夠篡改賬本的“雙花”攻擊(如果橋接鏈賬本被篡改,則有可能間接威脅到合約賬戶中的資產安全),實現了更強的共識安全。BFT-PoS可以做到即時確定性,而非概率確定性,攻擊者即便掌握了半數以上的StakingWorkToken,最多只能做到拒絕簽名區塊,讓封塊速度減慢,讓網絡無法處理交易,已經形成最終確定性的區塊中的交易是無法被逆轉的。我們可以認為,只要BFT-PoS鏈沒有代碼故障,無論Token市值多小,都是安全的。

跨鏈借貸協議Paribus將于12月28日發布質押App:12月27日消息,基于Cardano區塊鏈的跨鏈借貸協議Paribus將推出PBX質押功能。Paribus質押App將于北京時間12月28日22點發布,并提供Aereus、Argenti和Aurum池。[2021/12/27 8:07:00]

雖然惡意的驗證人,無法動搖中間賬戶內的資產安全,但網絡癱瘓,停止驗證新交易,也不是我們希望看到的狀況。因此,v3最好也不要太小,我們還是希望橋接鏈的Token市值越大,Staking比例越高,去中心化程度越高越好。

v3可以小于v1,因此不會有超額抵押帶來的高額跨鏈手續費,使用跨鏈橋將可以做到很廉價。那么有沒有方法進一步降低跨鏈成本呢?可能有的朋友會想到讓多條鏈復用同一座橋,這便是PolyNetwork的思路。

同構跨鏈專用方案

橋接鏈通用方案,看起來已經很完美了!但我們對于跨鏈,還有更高的追求。其一,多鏈復用的資產橋,可以盡可能多的兼容現有的鏈,但新的鏈不斷涌現,要再去擴充兼容太麻煩了,能否有一個通用的鏈框架,讓新鏈遵循框架,能夠一勞永逸的實現跨鏈呢?其二,我們對于跨鏈的追求,并不只是想實現資產橋,我們還希望鏈間能傳遞更豐富的信息,有強大的互操作性,例如可以跨鏈調用合約,讓多個鏈真正連接起來,形成有機整體。

基于對以上兩者的追求,區塊鏈世界里有了波卡和Cosmos這樣的同構跨鏈項目。兩者都采用了“1母鏈+N子鏈”的架構,其中母鏈是所有子鏈的公共橋接鏈,任何開發者都可以按照規定的框架開發子鏈,并申請接入母鏈。

基于Solana的跨鏈DEX聚合器Atlas DEX將集成Chainlink喂價:12月11日消息,基于Solana的跨鏈流動性聚合器和去中心化交易所Atlas DEX宣布,將在Solana、以太坊和幣安智能鏈上集成Chainlink喂價。Atlas DEX將獲得優化用戶代幣余額(以美元計價)計算所需的高質量、防篡改的喂價,以確保其代幣價值代表全球準確的公平市場價格。[2021/12/12 7:33:31]

Cosmos母鏈名為Hub,子鏈名為Zone,通過內置的IBC協議,Zone之間可以實現跨鏈通訊,既能傳遞資產,也能傳遞其他格式的信息,實現跨鏈互操作性。波卡母鏈名為中繼鏈,子鏈名為平行鏈,平行鏈之間通過XCMP協議來通訊,以實現跨鏈互操作。事實上,波卡的中繼鏈不光起到橋接作用,還可以讓接入的平行鏈共享其共識層的安全性,而對于Cosmos的Zone而言,鏈的安全是需要自己負責的。

04對比分析

哈希時間鎖雖然能實現跨鏈交易的原子性,但無法實現資產的跨鏈流通。這意味著,通過哈希時間鎖,我的BTC和你的ETH進行安全的交易,但并不能讓BTC流通到ETH上,也無法讓ETH流通到比特幣鏈上。但哈希時間鎖的通用性最強,對鏈的屬性沒有任何限制。

公證人方案,可以在一條圖靈完備的鏈和一條非圖靈完備的鏈之間實現資產跨鏈。當然,這種資產跨鏈是單向的,只能由非圖靈完備的鏈上跨到圖靈完備的鏈上。例如把BTC引入ETH,反之把ETH引入比特幣鏈則不行。這并不是公證人方案的限制。事實上,公證人方案也可以實現兩條圖靈完備的鏈間的資產雙向跨鏈流通,但由于其要么費率較高,要么傾向于中心化,人們更多的會采用橋接鏈方案。

前文提到一個問題,為什么比特幣的跨鏈更多采用了公證人方案,而非橋接鏈方案呢?這是因為比特幣鏈不是圖靈完備的。在這里解釋一下,為什么橋接鏈只能在雙圖靈完備的鏈間跨鏈呢,是因為橋接鏈不是一個獨立的存在,而需要部署在兩端鏈上的合約配合,就像一座橋不能懸空存在,必須在兩岸有橋墩作為依托。

在雙圖靈完備鏈間跨鏈,橋接鏈方案更有優勢,主要體現在無需超額抵押,且可以多鏈復用,可以更低的成本實現資產跨鏈。像波卡,Cosmos這樣的跨鏈項目則直接搭建了一個全新的多鏈架構,超越了資產橋,在同構鏈之間實現了豐富的互操作性。

我們闡述了三大類的跨鏈方案,我們將各方案的特性對比做成表格。

以上我們對各跨鏈方案的闡述順序,其實有一條清晰的時間脈絡。最早的主流鏈有比特幣和以太坊,人們想要實現BTC和ETH之間的交易,最先能想到的便是哈希時間鎖這樣的,不需要借助任何外力的純密碼學方法。2013年5月,Nolan在BitcoinTalk論壇提出了原子轉移思路。后來,人們開始建設基礎設施,建立資產橋,讓鏈間的資產能夠互通,在這當中,比特幣作為市值最大的加密資產,吸引了很多人想把比特幣資產導入到其他鏈,但由于比特幣不支持智能合約,人們只好使用公證人機制。

由于理念的不同,有的項目采用了去中心化的,成本較大的超額抵押方案,有的項目則采用了簡單直接的中心化托管方案。為了降低跨鏈成本,人們想到了,讓多鏈共用一座鏈橋的方式。為了一勞永逸,實現對新鏈的兼容性,人們制定了新鏈開發的框架和標準,如Substrate和Tendermint,為了實現更多維度的互操作性,人們創造了同構多鏈架構,如Polkadot,Cosmos。現如今,區塊鏈跨鏈基礎設施日趨成熟,以至于人們已經不再常常討論跨鏈,就像我們看到燈亮起時,不再談論“電”的原理一樣。

區塊鏈的從業者們從未停止思考,從未停止追求更優方案,在他們的推動下,區塊鏈世界像生物一樣向著更復雜,也更簡單的方向不斷演化著。

05Bifrost啟示

由于Bifrost所創造的衍生品,必須有充足的流動性才能發揮其釋放質押資產流動性的作用。其中,衍生品是否能跨鏈流通對于其流動性非常重要,vToken有必要作為DeFi基礎資產,參與到除波卡生態以外的其他生態中,尤其是以太坊生態。從波卡到以太坊,已經有不少現成可選的橋接鏈,在Bifrost的RoadMap中有自己開發橋接鏈的計劃作為備選方案。

眾所周知,區塊鏈行業對于有價值的新創造溢價極高,同時我們發現,區塊鏈行業的環境也越來越適合新的創造,因為基礎設施越來越完善,人們不必重造車輪。Bifrost專注于自身業務,不斷打磨優化產品邏輯,做好質押資產的流動性釋放即可。橋接鏈和波卡Substrate對于Bifrost而言是基礎設施。然而,對于那些以vToken為底層資產的DeFi應用,Bifrost又何嘗不是其基礎設施?整個行業的協同創新,往往就是這樣層遞式的。

Bifrost是什么?

Bifrost是波卡生態DeFi基礎協議,致力成為質押資產提供流動性的基礎設施,推出面向Staking和波卡平行鏈卡槽的衍生品vToken。目前已獲得NGC、SNZ、DFG、CMS等機構數百萬美金融資和Web3基金會Grant,同時也是SubstrateBuildersProgram、Web3Bootcamp成員。

vToken可在DeFi、DApp、DEX、CEX等多場景下優化Trading,通過vToken實現Staking、Crowdloan等質押權益的轉讓通道,實現質押資產風險對沖,擴充場景如vToken作為抵押物進行借貸時,其Staking收益可抵銷部分利息,實現低息借貸

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