寻找跨链桥发展契机
封面：Photo by Arun Kuchibhotla on Unsplash
TL;DR
1，区块链间的资产数据流动是必然趋势，跨链桥也成为必然产物。
2，跨链桥主要采用 3 种技术方案：锁定+铸造/销毁类、资金池类、原子置换类。
3，跨链桥发展的 4 个趋势：NFT 跨链、跨链聚合、跨链资金池参与 DeFi 生态、专注于特定生态的跨链（如 Layer2、非 EVM 链）。
根据 Blockchain-Comparison 的统计，现在 Layer1 区块链数量至少有 126 条。这些区块链彼此各不相同。
比特币是一个电子现金转账网络，网络中应用匮乏，BTC 虽然很有价值，但是经常被束之高阁，资产价值没有被发挥出来。以太坊是一个应用网络，生态丰富但是网络经常拥堵，大量资金被用来付 gas 费，用户体验不太好。BTC 希望能到以太坊参与 DeFi。ETH 则希望在网络拥堵的时候到 Near 等链上交易。
在这种背景下，Layer1 和 Layer1 间、Layer1 和 Layer2 间、Layer2 之间的资产、信息流动成了一种必然趋势。区块链之间资产流动所依赖的工具——跨链桥也成为必然产物。
哔哔 News 对 71 个跨链桥做了统计。在这篇研报中，我们将从跨链生态现状、技术方案、趋势和机会 3 个维度对跨链生态进行最全面的梳理和解读。
跨链生态现状
如我们现在所看到的，资产跨链已经成为一种很广泛的现象，甚至到了无孔不入的程度。
首先是跨链桥多。根据 debridges.com 今年 7 月份的数据，以太坊、BNB Chain、Polygon 上的跨链桥数量分别达到 100 个、68 个、48 个。再加上新公链、新 Layer2 出现，相应的跨链桥配套设施应该会越来越多。
其次是跨链资产多。以 BTC 为例，你应该看到过很多和 BTC 相关的资产，如 WBTC、anyBTC、VBTC 等等，其实这些都是基于 BTC 生成的跨链资产。这还只是同质化代币的部分，随着 NFT 发展，NFT 的跨链预计会带来更多让人眼花缭乱的跨链资产。
再者是跨链渗透到各种各样的生态和 DAPP。据了解，主流的链和层，包括以太坊、BNBChain、Polygon、Avalanche、Fantom、Arbitrum、Gnosis Chain、Harmony、Optimism、Moonriver 都已经采用跨链方案，其中光是以太坊生态中的桥锁仓量就达到了 78 亿美元。跨链桥也在支持越来越多的生态，例如 Multichain 凭一己之力把 55 个链或层连接起来。
跨链的渗透性在 DeFi 的可组合特点下得到了最好的发挥。我们经常在 DAPP 中看到各色跨链资产，如借贷市场中的 WBTC、DEX 中的 ceUSDC。Multichain 这张生态图很好地说明了这一点。
所以随着越来越多的跨链桥出现，跨链资产无论是种类还是金额都在急剧增长，同时生态间的跨链交互也越来越频繁和错综复杂。
整体来看，在当前阶段，跨链最繁荣的生态是以太坊、BNB Chain、Polygon、Avalanche、Fantom 等。跨链资产中，USDC 类的占比最高，其次是 USDT、MATIC、ETH/WETH、DAI。
哔哔 News 统计的 71 个跨链桥中，TVL（锁仓量）排名靠前的跨链桥包括：Polygon Bridge、Arbitrum Bridge、Optimism Bridge、Stargate、WBTC 等。
技术方案和优劣势分析
首先需要说明的一点是资产并不能真正实现跨链。就好像实物黄金不能真正钻进你的资产账簿，在账簿中，我们只能用文字格式的黄金余额来代表黄金持仓。
类似的，因为区块链之间的记账规则不一样，BTC 也不能直接在以太坊网络中使用，我们能做的是把 BTC 改造成符合以太坊网络记账规则的资产，用这种资产去代替 BTC 使用。
所以当我们说资产跨链的时候，我们其实在说代表资产价值的凭证在另一条链上的铸造和销毁过程，或者原生资产和跨链资产的直接兑换过程。
目前跨链桥的技术方案主要可以分成三种：1，锁仓+铸造/销毁类；2，流动性池类；3，原子置换类。
·锁仓+铸造/销毁类
WBTC 是典型的锁仓+铸造/销毁类跨链桥。用户要把 BTC 跨链到以太坊网络，他需要向承兑商请求 WBTC。承兑商先对用户进行 KYC/AML 验证，然后把用户的 BTC 交给托管机构托管，托管机构和承兑商执行 WBTC 铸造，承兑商再把 WBTC 返还给用户。
在这个过程中，资产的锁仓、铸造、销毁依赖智能合约或中心化的第三方。最薄弱的安全环节在于桥本身。智能合约的漏洞、控制资产托管地址的第三方等都有可能成为单点故障。
因此，我们在评估跨链桥安全性时常常会考虑桥的验证者数量和分布、验证者是否被要求质押、质押有没有作恶罚没机制、资产是由智能合约托管还是由多签控制，又或者是由单一的第三方保管。
在验证者去中心化分布、验证者被要求质押资产、作恶有罚没机制、资产由智能合约托管的情况下，跨链桥的安全程度更高。
除了 WBTC 外，以太坊的一些 Layer2 官方桥，例如 Polygon Bridge、Arbitrum Bridge，连接以太坊和 Near 生态的 Rainbow Bridge，以及一些支持多链的第三方桥如 Wormhole 也采用锁仓+铸造/销毁类机制。
考虑到跨链以锁仓+铸造或销毁+解锁的顺序进行，锁仓+铸造/销毁类跨链桥的跨链效率会比其他 2 类跨链方式低一些。
流动性池类
流动性池类跨链桥在锁仓+铸造/销毁类跨链桥的基础上增加了流动性池。因为原生资产和跨链资产被提前放置在流动性池，跨链速度会快于前者。
这类跨链桥的逻辑应该是这样的：
1，跨链桥在源链和目标链各设立一个流动性池，分别提前放置好原生资产和跨链资产。
2，跨链桥提供 staking 奖励吸引用户向流动性池中存入资产。这些用户充当 LP 的角色。
3，用户在跨链的时候，原生资产填充到源链的流动性池，同时从目标链的流动性池获得跨链资产，兑换比例可能通过预言机获取。
4，流动性池类跨链桥更为广泛的一种操作是：第三方跨链桥自身发行一些跨链资产，作为源链资产和目标链资产间的交易媒介。例如 USDC（Ethereum）>anyUSDC>USDC（Fantom）。
可以看到，这类跨链桥的安全风险主要由 LP 承担。池子一旦被黑客攻击，LP 提供的资金流动性很可能会被黑客取走。池子失去平衡也会导致跨链资产价值凭空蒸发，从而把危机传导给跨链用户。
目前采用流动性池方式的跨链桥主要有 ThorSwap、Hop Exchange、Synapse Bridge、Boba Gateway 等。
LayerZero 是一个全链互操作性协议，它的跨链方案在流动性池的基础上做了进一步的优化。一方面，它通过 “统一流动性池” 让各链共享流动性。
另一方面，它通过在各个区块链上部署 Endpoint（本质上是智能合约），在 Oracle（预言机）和 Relayer（中继）的帮助下实现对跨链消息的验证和链间的通信。
例如 A 链的 DAPP 告诉部署在 A 链的 Endpoint“我要把 1 ETH 发送到 B 链。” 当这笔交易在 A 链上链后，Oracle 会到 A 链检查交易是否真的上链，Relayer 也会去 A 链获取这个交易的证明。Oracle 和 Relayer 将它们获取到的内容都发送到 B 链的 Endpoint，如果两者内容匹配，则 A 链的消息发送到 B 链，否则交易被忽略。
在 Endpoint 的部署和 Oracle、Relayer 的帮助下，链和链间的状态能做到一致和同步。所以 LayerZero 可以 “更直接” 地进行资产跨链。以采用 LayerZero 方案的全链借贷项目 Radiant 为例，你可以在 Arbitrum 网络存入 ETH，然后直接在 Avalanche 借出 USDC。
相比于锁仓+铸造/销毁机制下的跨链桥，流动性池跨链桥和区块链去中心化的特点更为接近。
原子置换
第 3 类是原子置换类。原子置换类跨链桥存取资产都通过私钥，当一方作恶时，另一方可以通过时间锁（在规定时间后才可以打开）取回资产，不需要中心化的第三方提供信任保障，所以在 3 类桥中最安全。
这种方式的局限和优势都比较明显。局限性在于，原链和目标链要基于相同的算法，并且都要兼容 HTLC（哈希时间锁定合约）。
优势在于符合条件的原链和目标链上的任何资产都可以直接交易，不需要中间资产作为媒介，交易费用比较低，速度也更快。此外，交易可以直接通过用户钱包发起，不需要将资金托管给中心化的第三方，更去中心化也更安全。
目前采用原子置换类跨链方式的主要是 cBridge。当有跨链需求时，cBridge 会创建一个状态通道，在这个通道上进行原子置换。以从 Arbitrum 到 Optimism 的跨链为例：
1，USDT 被锁定到 Arbitrum 的安全合约（默认锁定时间为 12 小时）
2，一个状态通道被创建，cBridge 生成访问合约的密钥，并与 relay node 共享这个密钥的加密哈希
3，Relay node 在 Optimism 创建一个安全合约地址并在其中存入相同数量的 USDT
4，用户通过 cBridge 用密钥获取 Optimism 上的 USDT，在这个过程中 relay node 也会知晓密钥，并可以用这个密钥解锁 Arbitrum 安全合约中的 USDT
5，如果用户迟迟不通过 cBridge 获取 Optimism 上的 USDT，那么 12 小时后时间锁会起作用，relay node 和 cBridge 端的用户能先后取回锁定的 USDT
在此基础上，cBridge 通过 SGN（一条 PoS 链）来为跨链信息验证提供保障。SGN 上的节点（即验证者）通过质押 CELR 来参与验证，作恶或者掉线都会受到惩罚。整个机制比较安全。目前 SGN 上总共有 21 个验证者参与交易验证，质押 CELR 数量超过 24 亿枚。
跨链趋势与机会
资产跨链本质上是对安全性、速度、可拓展性（支持更多的链和资产）的权衡和取舍。例如，一个跨链桥如果支持尽可能多的链和资产，它同时也会引入更多的风险点。
由于无法在所有维度都做到完美，各大跨链桥往往会选择一个角度作为发展策略。
Layer2 官方桥注重安全性
以 Polygon Bridge 和 Arbitrum Bridge 为例，它们各自只支持以太坊主网和 Polygon、以太坊主网和 Arbitrum 间的跨链。这种做法把跨链生态限制在以太坊和 Layer2（尤其是 Arbitrum Bridge，Rollup 使 Arbitrum 继承了和以太坊主网接近的安全性），确保了更高的跨链安全性。
此外，这种策略还通过定位以太坊主网和 Layer2 间的跨链捕获 Layer2 发展红利。目前 Layer2 处在一个比较关键的发展时期，越来越多的资产跨链到 Layer2。通过这种方式，Layer2 官方桥捕获了大量 TVL。Polygon Bridge、Arbitrum Bridge、Optimism Bridge 目前在所有跨链桥中就排名 TVL 前三。
跨链聚合器注重用户体验
聚合类跨链桥也成为一种趋势。根据哔哔 News 的不完全统计，71 个跨链桥中，有 12 个通过聚合 DEX、跨链桥来提供跨链服务，包括 Optimism Bridge、Boba Gateway、LI.FI、Bungee 等。
在这些跨链桥界面，用户选择跨链/swap 资产、原链、目标链后，平台会向用户展示多个路由，并根据 gas 费、跨链时间等给出路由排序，用户能比较方便地选择最佳跨链方案。
LI.FI 跨链界面
此外，聚合类跨链桥也在一些小的细节上进行优化。比如 Bungee 提供加油功能。用户在跨链 gas 不足的情况下，可以通过加油功能从其他链转移代币作为 gas 费。
越来越多的跨链桥提供 staking 选择
以 LI.FI 为例，LI.FI 上的 X Swap 用于资产的跨链 swap，Y Pool 则专门为用户提供了一个 staking 入口，用户作为 LP 提供流动性可以获得 staking 收入。
这种通过聚合用户手中流动性来优化资金池深度的做法正在被越来越多的跨链桥采用，包括采用锁定+铸造/销毁模型的 Multichain 和采用原子置换模型的 cBridge 也都同时采用了 staking 功能。
NFT 桥成为新的潜力跨链赛道
如果说目前同质化代币的跨链方案比较雷同，那么 NFT 跨链还存在比较大的探索潜力。
NFT 跨链的实现难度高于同质化代币。每一个 NFT 在 NFT 集合（代币合约地址）和 TokenID 上都是不一样的。这意味着跨链桥可能要从 NFT 合约地址+TokenID 的粒度上对 NFT 进行支持。再加上跨链的 NFT 要在 2 条链上都有部署，这使得 NFT 的跨链不那么容易拓展。
举个例子，Multichain 和 Chainswap 都支持 NFT 跨链，但是 Multichain 只支持有限的 3 个 NFT 集合进行跨链，而 Chainswap 支持 NFT 合约地址和 TokenID 的导入，支持的范围更广。
参考同质化代币的跨链思路，NFT 跨链也可能出现聚合类平台。
此外，NFT 跨链目前可能还处在锁定+铸造/销毁模式，如果通过流动性池类进行跨链，那么 NFT 流动性池应该会面临比同质化代币跨链更严重的流动性深度不足问题，如何解决这个问题可能会成为 NFT 跨链桥的竞争焦点。
目前 Multichain、cBridge、Chainswap、Horizon by Harmony、deBridge、EVODeFi、Parakeet.dao 都已经提供了 NFT 跨链功能。
跨链桥资金池参与 DeFi 生态
跨链桥资金池参与 DeFi 也正在成为一种趋势，例如 Chainswap 将支持跨链 DEX、跨链借贷，Aave 在 V3 版本中提出跨链+借贷方案。
跨链桥资金池和 DeFi 天然契合。这种做法能比较好地提高资金利用率，同时也能通过鼓励 LP 提供流动性的方式提升资金池深度，提升跨链桥本身的体验。
当然，LP 获得较高 staking APR 的另一面是他们要同时承担跨链风险。如何确保资金池安全应该会成为长期内跨链桥赛道的主题。
其他创新
我们也在跨链桥项目中看到了其他方面的一些创新。例如 Optimism Bridge 支持区块链和 CEX 间跨链，Layerswap 支持 CEX 和 Layer2 间跨链，Boba Gateway 支持多个币种同时跨链，XY Finance 支持对多个收款人进行跨链转账，Router Protocol 则持用多种代币支付 gas 费等。
可以预见跨链桥在各个维度的创新还将源源不断地出现。
结语
Vitalik 曾经发文表示 “区块链的未来是多链而不是跨链，跨链桥的安全性存在根本限制。”
虽然跨链桥确实构成安全问题的重灾区，但是我们认为只要不同的链和层定位不同，有不同的特点，资产和数据的跨链交互就不可避免。硬币的另一面是，跨链桥所面临的瓶颈如更好的安全性、更好的资金池深度等对于跨链桥而言也是机会，或许我们能看到不一样的突破。
目前来看，跨链桥可预见的机会在于全链通信和全链互操作性的实现、跨链资金池和 DeFi 的结合、NFT 跨链，以及专注于特定生态的跨链，如 L2 跨链和非 EVM 链跨链。跨链桥赛道的范式还未确定，这还是一个充满潜力和变数的赛道。
查看《71 个跨链桥》数据：
https://www.notion.so/30dab7aedde8453baafab2e2a6cfbfcb?v=fff5e571c61a4c938a5648ea16eea39a
参考文章：
《跨链揭秘：跨链过程中你的资产真的转移了么？》by 区块律动
《跨链漫谈：深度解析 16 个跨链方案权衡》by DoDo
《拆解 LayerZero 的多链野心》by W3.Hitchhicker
《为什么跨链桥成为兵家必争之地》by IOSG
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