Web3.0 時代來臨,跨鏈應運而生,它是 Web3.0 世界裡的 “橋”,為數據和資產的安全互通共享提供了極大的便捷性。

作者: Luca

封面: Photo by Paul Frenzel on Unsplash

前言

互聯網的核心精神在於:平等、開放、分享、互動、創新。這是互聯網的技術精髓,也是這個時代知識經濟的魅力。早期互聯網的共建者秉承這份精神,造就了 Web1.0 時代。

時過境遷,Web2.0 移動互聯網的興起,雖然帶動近十億用戶進入互聯網,但是,互聯網的頭部企業,正在編織越來越龐大、越來越封閉的信息繭房,一些新興產品,也不過是繼續畫圈圈人。開放和互動,更多取決於寡頭間的利益關係。

現在,Web3.0 時代的來臨,去中心化和分佈式技術讓信息數據完全透明公開。雖然,不同公鏈之間,因為有著不同的代碼集,造成鏈與鏈之間技術層面完全獨立。但是,互聯網的精神讓越來越多 web3.0 的開發者通過技術去解決這個問題。

跨鏈應運而生,它是 Web3.0 世界裡的 “橋”,為數據和資產的安全互通共享提供了極大的便捷性。同時,各大公鏈生態因為跨鏈技術的應用更加去中心化。

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目錄

一、跨鏈的背景及現狀

二、什麼是跨鏈

三、跨鏈的不同角度分類

四、跨鏈生態的細分賽道

五、跨鏈的未來展望

一、跨鏈的背景及現狀

隨著區塊鏈技術的發展,出現了多鏈共存的狀態。

儘管新公鏈層出不窮,以太坊仍然是大多數 DeFi 項目的首選,主要由於該網絡的高流動性和交易量。也可以看出,在當前 “流動性為王” 的 DeFi 時代,公鏈都在利用高 APY 來吸引用戶。根據 DeFi Llama 的統計數據,目前市場上已經有 110 多條 Layer 1 公鏈,DeFi 在以太坊上的 TVL 為 344 億美元。其他公鏈 BSC 49 億,Solana 19 億,Avalanche 23 億,TRON 40 億,Polygon 15 億等。Layer2 的 TVL 從 2021 年 6 月的 4.8 億美元到 2022 年 6 月的 50 億美元,增長了 10.4 倍。隨著 Optimism 的 Token 激勵計劃發布,Arbitrum, Zksync 和 StarkNet 生態的不斷完善,Layer2 的 TVL 將會繼續增加。

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對於一些非 EVM 的公鏈來說,資產之間的互通非常重要,而多個公鏈之間缺乏互操作性導致了流動性低迷,因此跨鏈橋對於加密市場來說必不可少。從跨鏈橋市場來看,至少有 100+跨鏈橋項目。

目前市場上的跨鏈核心為 Cosmos 的 IBC 模塊化的生態內部跨鏈、Polkadot 以中繼器完成的跨鏈行為、基於不同公鍊和資產交易之間的跨鏈橋應用。跨鏈橋解決的問題也主要集中在資產跨鏈上,但其實區塊鏈間的傳輸不僅僅有資產,還包括合約調用、交易跨鏈、智能合約的數據及狀態交互等。作為實現區塊鏈之間信息互通的底層基礎設施,跨鏈也成為熱門產品。

二、什麼是跨鏈

跨鏈,是通過某種技術讓價值跨過鍊和鏈之間的障礙進行直接的流通,也可以理解為是在不同區塊鏈的系統間實現價值交換,在兩個或多個區塊鏈之間傳輸數據與信息。最常用於將一條區塊鏈(“源” 鏈)上的資產兌換為另一條鏈(“目標” 鏈)上的資產。

跨鏈的核心機制為:監控、中繼器、共識機制、簽名、安全性、速度、可擴展性、便利性、緩存。

  1. 監控 – 通過預言機或中繼器或驗證器等負責監控源鏈的狀態。
  2. 中繼器 – 監控角色接收到信息後,將信息從源鏈傳輸到目標鏈。
  3. 共識機制 – 監控源鏈的參與者或驗證者需要達成共識,並將信息傳遞給目標鏈。
  4. 簽名 – 要求參與者對發送到目標鏈的信息進行簽名,可單籤或者以多重簽名完成。
  5. 安全性 – 信任和活躍度作為對惡意行為者的風控,保證用戶資金安全。
  6. 速度 – 完成交易的延時性以及最終性都需要在速度和安全性之間進行權衡。
  7. 可擴展性 – 多鏈部署兼容多種資產交易和轉賬,同時為用戶和開發者選擇目標鏈,集成額外目標鏈。
  8. 便利性 – 兼容處理交易和編譯文件,並以自動化流程為用戶提供一個更加友好和簡潔的前端。
  9. 緩存 – 批量上傳時,允許用戶上傳文件到存儲網絡,有助於快速訪問文件,減少鏈與鏈之間的跳轉,提高效率。

三、跨鏈的不同角度分類

(一)基於跨鏈行為的分類

1、交易的跨鏈行為

(1)Token 交易

通過哈希時間鎖的方式,技術可直接在鏈上進行各公鏈的原生 Token 交換以實現交易。

(2)Token 傳遞

公鏈之間是封閉的,一條鏈上的原生資產無法直接傳遞到另一條鏈上。借助跨鏈橋技術,用戶在源鏈鎖定原生資產,在目標鏈發行等量映射資產實現 Token 傳遞。

2、消息的跨鏈行為

跨鏈行為的實質是一系列消息傳遞的組合。通過跨鏈進行信息傳遞,如 A 鏈將讀取 B 鏈的狀態和信息,將 B 鏈的狀態和信息作為執行的觸發條件。因此需要 2 次操作,在 A 鏈鎖倉的同時向 B 鏈傳遞鎖倉的信息,B 鏈驗證消息的真實性後鑄造映射的通證,再將這一狀態信息反饋給 A 鏈。

如此即可實現跨鏈借貸、跨鏈 NFT、跨鏈聚合、跨鏈治理、跨鏈衍生品等組合。

基於橋類型的分類

1、特定資產

以外部鏈訪問特定資產的途徑,其資產為封裝資產,由底層資產以託管或非託管方式完全抵押。BTC 是橋接到其他鏈的最常見的資產如 xBTC 等,僅在以太坊上就有多種不同的橋接。這種跨鏈橋較容易實現,流動性較強,但功能有限,需要在每個目的地鏈上重新部署。

2、特定鏈

兩條特定鏈之間的跨鏈橋,其操作是通過鎖定和解鎖源鏈上的 Token,在目標鏈上鑄造封裝資產。這類跨鏈橋的複雜性有限,可以更快地投放到市場中,但不容易擴展到更廣泛的生態系統。

3、特定應用

多個區塊鏈間訪問的應用,僅供在單應用中使用。應用本身受益於較小的代碼庫,它並不是在每條區塊鏈上都有完整的應用,但是在每條區塊鏈上有較輕的模塊化適配器。部署適配器的區塊鏈可以訪問應用所連接的所有其他區塊鏈,但是其功能的拓展性比較困難。

4、通用型

提供鏈之間的信息傳遞。DApp 可以使用這種橋來實現跨鏈通信的目的,比如調用另一條鏈上的智能合約。基於這種跨鏈通信協議,開發者可以增加多鏈場景下的用戶體驗。

基於橋連接對象分類

1、L1 – L1 橋:可將兩個不同 L1 的鏈連接並轉移資產。

2、L1/L2 – L2 橋:可將 L1 區塊與 L2 網絡連接或兩個不同 L2 網絡連接起來來實現交易。

(四)基於安全性的分類

1、無信任

跨鏈橋的安全性與它所橋接的底層區塊鏈的安全性相同。其實大部分並不是無信任,系統在其經濟和加密組件中都有安全性。

2、保險

惡意行為者能夠竊取用戶資金,假設他們在出現錯誤或不當行為則需要提供抵押品並被罰款。如果用戶資金丟失,他們將通過沒收部分抵押品進行補償。

3、綁定

類似於保險模型,但用戶不會在出現錯誤或不當行為的情況下收回資金,因為被罰款的抵押品可能會被銷毀。抵押品類型對保險模型很重要;內生抵押品風險更大,如果跨鏈橋發生故障,Token 價值可能會崩潰,進一步降低了跨鏈橋的安全保證。

4、信任

驗證者不提供抵押品,用戶也不會在系統故障或惡意活動的情況下收回資金,核心用戶主要依賴於跨鏈橋運營商的聲譽。

(五)基於驗證的分類

1、外部驗證

通過單節點或多節點的驗證,其核心是發送、鎖定、驗證、共識、鑄造等要素。這種方式也提高了交易的速度,降低了 Gas 費,並允許傳遞通用數據和任意數量的目標鏈與該數據進行交互,因此更容易與更多鏈連接。但其安全性較差,需要用戶信任外部驗證器。這種解決方案需要驗證者的超額抵押,以保證抵押資產> 驗證金額,隨著整體的流動性增加,吞吐量變大,抵押的門檻提高的同時增強安全性。

2、原生驗證

核心可以理解為依靠源鏈上的節點和礦工來進行驗證,去除第三方驗證者。這種方式下鏈之間傳遞的數據完全是由底層鏈自己的驗證者驗證,並且無需抵押資產,提高了無需信任的形式。但也影響了其擴展性,並且降低了驗證的速度,增加了 Gas 費。

3、本地驗證

以流動性網絡的模式,採用局部驗證而無須全局驗證來保持其速度更快,費用更低的效果,並且無需信任,其安全性核心依靠底層鏈提供支持。但同時在信息傳遞等方面有局限性,無法實現通用化的信息傳遞。

四、跨鏈生態的細分賽道

7 O’Clock Capital 基於以上對跨鏈賽道的研究總結,認為跨鏈賽道目前仍處於早期階段,其具備的安全性、可擴展性等都未真正落實,處於虛空的狀態,這也導致出現了部分跨鏈項目被攻擊丟失資產的事件。但是不斷改進升級的跨鏈能真正讓區塊鏈能夠進行無限鏈接。基於我們的理解,在此對該賽道進行了細分,分別為基於公鏈的原始跨鏈橋、基於交易跨鏈使資產多元化互通的跨鏈橋、基於第三方的跨鏈橋、聚合類跨鏈橋。

(一)公鏈橋

公鏈橋是指公鏈自身為了增加生態流動性所開發的跨鏈應用產品,例如 NEAR 的彩虹橋,Solana 的 Wormhole 等。

1、蟲洞

是 Solana 與 Certus.One 合作開發的資產跨鏈工具,於 2021 年 8 月 10 日推出,主要用來實現以太坊和 Solana 資產跨鏈。隨著 V2 版本的推出,Wormhole 新增支持 BSC、Avalanche、Fantom、Polygon、Oasis、Karura 、Celo 等鏈上的資產轉移功能。同時也支持 NFT 的 ERC-1155 、ERC-721 資產的跨鏈轉移。

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跨鏈機制

通過兩個智能合約來工作——Solana 上有一個智能合約,以太坊上也有一個智能合約。接收以太坊 Token 將其鎖定在一個區塊鏈上的一個合約中,然後在橋的另一邊鏈上,發出一個並行的 Token。並行 Token 與原始 Token 的價值掛鉤,可以與其他區塊鏈互操作。

彩虹橋

Near 官方推出的跨鏈橋,主要用以連接以太坊鏈上資產。用戶的資產跨鏈時需要先將錢包切換至目標網絡,一般只支持連接到同一錢包地址。但在 Rainbow Bridge,用戶只需用 Near 賬號登陸,就可以填寫想要轉入或轉出的鏈上錢包地址和金額,系統自動執行操作。

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運作機制

通過跟踪給定區塊鏈的狀態並以去信任方式對其進行驗證,而且無需進行大量的計算。如 NEAR 鏈上的以太坊智能合約可以在 NEAR 智能合約中跟踪以太坊鏈的狀態,因此,NEAR 應用程序可以訪問和驗證以太坊狀態並讀取數據信息,比如合約餘額、交易歷史記錄等。目前支持 ETH、Aurora、NEAR。

雪崩橋

是 Avalanche 在 2021 年 7 月份推出的官方跨鏈工具,替代之前的 Avalanche-Ethereum Bridge(簡稱 AEB)。主要用來解決用戶將以太坊鏈上 ERC-20 標準下的資產和 Avalanche 網絡資產轉移的問題。在 Avalanche 生態中,從 AB 橋跨鏈過來的以太坊 ERC-20 資產以後綴 “.e” 標記,如:WETH.e 就是 WETH 跨鏈至 Avalanche 網絡的狀態。

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核心技術

其核心技術為 Intel SGX ,Intel 推出 SGX 指令集擴展,以硬件安全為保障,不依賴固件和軟件的安全狀態,提供用戶空間的可信性,一組新的指令集擴展和訪問控制機制,達到不同程序間的隔離運行,保障用戶關鍵代碼和數據的機密性與完整性不受惡意軟件的破壞。不同於其他安全技術,SGX 的可信計算僅包括硬件,避免了基於軟件的 TCB 自身存在軟件安全漏洞與威脅的缺陷,提升了系統安全保障。SGX 可保障運行時的可信執行環境,惡意代碼無法訪問與篡改其他程序運行時的保護內容,進一步增強了系統的安全性。

(二)資產交易橋

資產交易橋指基於主流資產(BTC)進行封裝跨鏈,專注於提供主流資產的更大化流通以及資產穩定。

保持​​網絡

在公鍊和私有數據之間建立一座橋樑的同時不影響可靠性或透明度。

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主要重心在 BTC 資產跨鏈。tBTC 是去中心化中繼方案的跨鏈項目。在安全性上 tBTC 有三重保障:

  1. 用門限 EC-DSA 簽名加密;(門限 EC-DSA 簽名:一種分佈式多方簽名協議)
  2. 隨機信標;
  3. 簽名者需要超額抵押 ETH,增加作惡的經濟成本。

其安全技術在目前整個 BTC 資產跨鏈中屬於行業前列,但相應的需要 450% 的超額抵押,在資本效率方面表現較差。不過團隊在後續的 tBTC v2 版本中又將此納入了改進點。

pNetwork

一個去中心化完全開放的系統,連接了各種區塊鏈,為加密流動性的自由流動提供動力。

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核心機制

主要是利用 TEE 與 MPC 支持跨鏈功能,允許使用受信任的執行環境(TEEs)和 MPC 支持的網絡來發行具有跨鏈可組合性或 pToken 資產,以保護基礎資產。其中 pBTC 是由 pTokens 發行的 BTC 錨定資產,它是一種去中心化的見證人跨鏈方案。pBTC 使用可信計算來保證安全,BTC 地址由一組運行可信執行環境的驗證人管理,並且同樣採用門限簽名方案進行協調。目前支持在以太坊、BSC、Polygon、xDAI、Arbitrum、Telos 等鏈使用。

其 V2 版本是一個跨鏈路由協議,引入了用於跨鏈傳輸數據的通用消息傳遞系統 Postman,使任何區塊鏈平台上的用戶和智能合約能夠跨鏈發送和接收資產和數據信息,改善和擴大了前一個版本的適用性。

WBTC

WBTC 由 Kyber, Ren(Republic Protocol) 和 BitGo 共同發起,Kyber 和 Ren 通過託管比特幣兌換了初始數量的 Token,以提供初始流動性,並使其可以立即與用戶進行互換。

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核心機制

WBTC 通過 Chainlink 的儲蓄證明機制來彌補中心化的問題。通過以太坊上的 DApp 可連接到儲蓄證明合約中,該合約由 Chainlink 支持的預言機網絡每 10 分鐘檢查 BitGo 的 WBTC 託管錢包的餘額,當發現偏差超過定義的閾值時,Chainlink 就將使用新的餘額,並進行鏈上數據推送。

核心角色

託管人:持有資產的機構。

商戶:WBTC Token 的鑄造和焚燒機構或交易方。

用戶:WBTC Token 的持有者。

DAO:合約更新,託管人和商戶的添加和移除均需要由多重簽名合約控制。

監管方:WBTC 的智能合約由幾家可信的第三方審計公司 Solidified、Technologies、ChainSecurity 和 Coinspect 進行監管。

(三)第三方橋

第三方橋是指單個跨鏈應用產品,基於不同的安全性、可擴展性、效率性、低成本的角度為用戶提供互通。

一、多鏈

主要針對支持以太坊虛擬機的平台間的跨鏈,成立於 2020 年 7 月 20 日,是 Anyswap 團隊和 yearn.finance(YFI)創始人 AndreCronje 共同開發的跨多鏈平台。基礎鍊為 Celo,目前已支持 Fantom、以太坊、BSC、Polygon、Avalanche、Moonriver、Harmony、Arbitrum 等多條區塊鏈上的 2000 多種資產轉移。

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核心優勢

支持開發者自行部署跨鏈 Token,具有廣泛的兼容性,這也是目前 Multichain.xyz 能夠支持如此多的公鏈以及跨鏈資產的主要原因。但 Multichain.xyz 的跨鏈通常無法獨立形成目標鏈上的通用資產。

核心機制

路由器:Anyswap 最新的非託管跨鏈解決方案,使 Token 能夠在鏈之間交換。

Bridge:一種託管映射解決方案,使 Token 能夠在鏈之間交換。

Anyswap 工作節點:用戶可以通過委託或運行自己的節點來質押任何 Token。

跳協議

Hop Protocol 是由智能合約錢包開發團隊 Authereum 開發的跨鏈橋,於 2021 年 7 月份上線。方案中設計了 Rollup-to-Rollup 的通用資產橋,以實現 Layer 2 網絡之間和以太坊主網之間的資產轉移。

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核心機制

Hop Protocol 有兩個核心組成部分:自動做市商(AMM)組件和連接器(Bonder)。

使用 Hop 時,資產需要通過 Hop 流轉到 Layer 2 網絡中,比如通過 Hop 的資產橋進入二層的 ETH 被稱為 Hop ETH(或 hETH)。hETH 和 ETH 理論上是完全等價的,但流動性的不穩定也會產生價差問題,因此引入了 AMM 的組件以及連接器。

AMM 是為了解決 ETH 和 hETH 之間短時間波動的價差,而連接器則是為需要提前釋放流動性的用戶提供流動性,以便幫助用戶將 hETH 轉化為 ETH,同時也可以獲得部分的收益(7 天提現時間)。已在 Polygon、xDai 、Optimism 、Arbitrum 和 ETH、Gnosis 主網上線。

核心功能

  1. 跨鏈:支持以太主網、polygon 網絡、arbitrum、optimism、xdai 幾個網絡之間資產(DAI、USDT、USDC、MATIC、ETH)跨鏈。
  2. 流動性池:提供如上幾個網絡原生資產與對應 h 資產的流動性。
  3. 轉化 Token:token 與 h-token 之間的來迴轉換。
  4. 質押流動性:質押提供的流動性 Token(LP)以獲取收益,目前支持 Polygon、Gnosis 等資產。

ZZ 

Class ZZ 是支持去中心化跨鏈交易的公鏈,通過 native token 跨鏈協議(即 Te Waka)實現跨鏈交易。Te Waka 協議完全開源並去中心化,可實現 Token 在協議支持的主網上任意切換。

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核心功能

核心功能是跨鏈交易。通過運用橢圓曲線算法的技巧支持跨鏈,靠特殊共識地址的方式,實現了外鏈資產到 CZZ 的交易;靠 staking 的方式實現了 CZZ 到外鏈資產的交易。

  1. 跨鏈交易,以去中心的方式實現 BTC/USDT,DOGE/LTC 等交易。
  2. 對特殊共識地址、鏈上公共資產管理的原創協議。
  3. 快捷支付,原創膠囊協議,可以在 5G 環境下實現秒級支付確認。
  4. 利用 5G 網絡解決不可能三角,不犧牲去中心化,達到 EOS 的 TPS。
  5. 後量子地址,對橢圓曲線加密地址進行地址擴容,新地址使用後量子簽名。

(四)聚合器

聚合器是指對於跨鏈的多個鏈以及可擴展性的一種衍生,提供全方位資產互通的同時為用戶展示跨鏈的最優方案。

一、O3 交換

是 O3 Labs 團隊孵化的跨鏈聚合交易協議,目前支持與以太坊、BSC、Polygon、Arbitrum、Heco、Neo、OKX、Avalanche 總計 8 條鏈實現跨鏈交互。通過在不同公鍊及 Layer2 網絡上部署 “聚合器+資產跨鏈池” 的模式,實現不同鏈上主流資產的自由兌換。投資方包括:NGC Ventures、 OKEx Blockdream Ventures、7 O’Clock Capital、SevenX Ventures、FBG Ventures 等。

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核心功能

O3 Swap 主要功能模塊由兩部分組成:

O3 Aggregator(交易聚合器)- 部署在各個主流網絡當中的聚合器,幫助用戶尋找最優質的價格和最有效的交易路徑;

O3 Hub(跨鏈交易池)– 跨鏈交易的樞紐,通過跨鏈協議 Poly Net-work 把各個公鍊和 Layer 2 網絡上的主流資產聚合在 Cross-chain Pool 裡面,打造跨鏈資產交易池,從而幫助用戶實現不同鏈上資產的跨鏈交易。

XY 財經

該協議是由台灣加密新創公司 Steaker 孵化的跨鏈交易聚合協議,成立於 2021 年,旨在解決多鏈生態的流動性障礙,讓加密資產能夠更便利、快速的在各個生態系統之間轉換。

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XY Finance 主要分為 “X” 與 “Y” 兩種解決方案:

X—指允許跨鏈交易的 X Swap,集成了各個跨鏈橋與 DEX 而打造的跨鏈聚合交易平台。

Y—指基於多鏈流動池構建的跨鏈橋 Y Pool。

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插座

Socket 通過連接所有鏈並實現資產和信息的無縫雙向傳輸來統一多鏈生態系統。聚合 Bungee(原 Fundmovr)、Zapper、Zerion、Ambire Wallet、Orange Wallet、Atlantis Loans、OnDefy、Tetu、Mushroom Finance 等。

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運作方式

Socket 互操作性由流動性層和數據層組成。流動性層將所有資產橋聚合到一個集合橋中,以實現跨鏈資產的高效轉移。以動態選擇最佳橋接/路由並針對開發人員的偏好進行優化。目前支持 Arbitrum、Avalanche、BSC、Ethereum、Fantom、Optimism、Polygon、xDAI、Aurora 等鏈。
五、跨鏈的未來展望

據 Vitalik Buterin 在 Reddit 發文稱,對多鏈未來樂觀,但對跨鏈悲觀。有人認為如果沒有橋,就沒有加密世界的多元發展,但也因為橋的出現,導致中心化和漏洞的開始。

隨著公鏈越來越多,跨鏈的實現路徑除了資產跨鏈的自由流通之外,也需為 DAPP 之間的信息跨鏈傳遞和互操作性提供可能性,就比如市場中眾多的 DeFi 項目,不止需要資產之間的互通,同時也需要在資產跨鏈的同時實現信息和數據的傳遞。因此,跨鏈的主體可衍生不同的 Dapp 之間的跨鏈信息傳遞互通來實現更多的聯動。

總的來說,在一個沒有互通的多鏈生態,鏈與鏈之間唯有依靠中心化交易平台實現資產轉移,而去中心化的原則使得跨鏈必然成為不可缺少的一部分。共識體係也隨之碎片化的多鏈時代下,跨鏈橋也必然是剛需。在互聯網及區塊鏈的發展史上,具備可組合性、低成本、安全性、便捷性的技術是成功的路徑之一。

結語

跨鏈賽道目前的潛在問題還待去挖掘和改進,未來是否會在保障其安全和可擴展以及低費用的情況下,將跨鏈的行為更便捷的應用到各種產品中,形成區塊鏈世界的完美互通,是行業期待,也是資產實現全面流通新機遇的契機。

對此,我們認為在市場不斷的迭代發展和推進中,將會繼續迎接一個新的鏈時代,從而形成更加繁榮昌盛的加密行業新格局!

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