全鏈互操作性協定是將千鏈孤島融為一體的宏大敘事，特別是在追求極限速度和性價比的模組化時代。
作者：Zeke，YBB Capital Researcher
封面：Photo by Pawel Czerwinski on Unsplash
前言
區塊鏈自誕生以來便是紛爭不斷，從「電子支付系統」的初衷，再到「世界計算機」、“高速並行”、“遊戲/金融的應用鏈 ”。 不同的價值觀與技術分歧演化出了數百條公鏈，並且由於其去中心化的基本特徵，區塊鏈本身就是一個相對封閉和隔離的系統，無法感知外界，也無法與外界交流，鏈與鏈之間也就形同孤島無法實現互聯。 而如今公鏈的主流敘事更是在朝向多層級模組化的過程前進，除了 Layer2 這種執行層，我們還有 DA 層、結算層，甚至是執行層之上的執行層。 碎片化的流動性和割裂的體驗感還將不斷加劇，而傳統的跨鏈橋解決方案，更是隱患重重。
就以一個普通使用者的角度來說，資產通過跨鏈橋在鏈間轉移已經足夠繁瑣與漫長，除此之外可能還要面臨資產互不相通、駭客攻擊、Gas 費用激增、目標鏈流動性短缺等多種情況。 鏈間缺乏互操作性，除了阻礙區塊鏈的大規模採用之外，也使得各個公鏈常年以來更像是敵對的部落或者說國家，底層公鏈之間依然在為 “三角難題” 的抉擇爭執不斷，不同層級之間又開始為各家方案的優劣喋喋不休。 在多鏈多層並行發展愈演愈烈的態勢下，傳統跨鏈橋已不能滿足行業需求，Web3 對全鏈互聯的需求迫在眉睫。 那麼如今的全鏈互操作協議發展到哪一步了？我們距離下一個十億級用戶還有多遠？
什麼是全鏈互操作性
在傳統互聯網中，我們很難感到操作體驗上的割裂，就以支付場景來說，我們使用支付寶或者微信基本就能完成所有網頁的支付請求。 但在 Web3 的世界中，公鏈之間存在著天然的壁壘，而全鏈互操作性協定簡單來說就是打破這層壁壘的鎚子，通過跨鏈通信解決方案使資產和資訊在多個公鏈間無縫傳輸，其目的是達到接近上文所訴的 Web2 級別無縫體驗，並最終實現鏈無感甚至是 Intent-Centric（意圖）這種終極目標。
全鏈互操作性的實現涉及多個關鍵挑戰，包括非同類智慧合約鏈之間的通信問題、跨鏈資產的非 Wrap 方法轉移問題等。 為了解決這些挑戰，一些專案與協定提出了創新的解決方案，如 LayerZero、Wormhole，我們也將在下文中展開分析這些專案，但在此之前我們還需要理解全鏈與跨鏈橋的具體區別，跨鏈的一些難題與目前的跨鏈方式都有那些。
全鏈改變了什麼
不同於過往在第三方橋上傳遞資產，使用者需要將資產在源鏈上鎖定並支付 Gas，在漫長的等待後才能在目標鏈上收到一個包裝資產（Wrapped Token），全鏈互操作性協定是基於跨鏈技術延伸出的一種新範式，它是一個通信中心，通過資訊傳遞包含資產在內的一切。 這使得鏈之間可以互操作，以交換路由集成了 Stargate 的 Sushi 為例，只需要在 Sushi 內即可達成源鏈與目標鏈的無縫資產交換，最大程度優化使用者的跨鏈體驗，而未來更誇張的用例還可以是在不同鏈的不同 Dapp 中進行無縫互操作。
三角選擇與三類驗證
區塊鏈的世界總是充滿抉擇，如同最著名的公鏈三角難題一樣，跨鏈方案也存在互操作性三角選擇（Interoperability Trilemma），由於技術和安全性的限制，跨鏈協定只能在以下三個關鍵屬性中選擇兩個來優化：
- 無信任性（Trustlessness）：不需要依賴於任何中心化的信任實體，能夠提供與底層區塊鏈相同水平的安全性。 用戶和參與者不需要信任任何仲介或第三方就能確保交易的安全和正確執行;
- 可擴充性（Extensibility）：協定能夠輕鬆地適用於任何區塊鏈平臺或網路，不受特定技術架構或規則的限制。 這允許互操作性解決方案能夠支援廣泛的區塊鏈生態系統，而不僅僅是幾個特定的網路;
- 泛用性（Generalizability）：協定能夠處理任何類型的跨域數據或資產轉移，而不僅限於特定的交易類型或資產。 這意味著通過該橋樑，不同的區塊鏈可以交換各種類型的資訊和值，包括但不限於加密貨幣，智慧合約調用，和其他任意數據。
早期的跨鏈橋劃分一般是以 Vitalik 等人為準，他們把跨鏈技術分成了三類，哈希時間鎖、見證人驗證、中繼驗證（輕客戶端驗證），但後來根據 Connext 創始人 Arjun Bhuptani 的劃分，跨鏈方案又可分為原生驗證（無信任性+ 可擴展性）、外部驗證（可擴展性 + 泛用性）、原生驗證（無信任性+ 泛用性）。 這些驗證方式基於不同的信任模型和技術實現，以滿足不同的安全性和互操作性需求。
本地驗證（Natively Verified）：
- 本地驗證的橋樑依靠源鏈和目標鏈本身的共識機制來直接驗證交易的有效性。 這種方式不需要額外的驗證層或仲介。 例如，一些橋樑可能利用智慧合約在兩個區塊鏈之間直接創建驗證邏輯，允許這兩個鏈通過它們自己的共識機制來確認交易。 這種方法的優點是增加了安全性，因為它直接依賴於參與鏈的固有安全機制。 然而，這種方法在技術實現上可能更為複雜，並且不是所有的區塊鏈都支援直接的本地驗證。
外部驗證（Externally Verified）：
- 外部驗證的橋樑使用第三方驗證者或驗證者集群來確認交易的有效性。 這些驗證者可能是獨立的節點、聯盟成員或其他某種形式的參與者，它們在源鏈和目標鏈之外運行。 這種方式通常涉及到跨鏈消息傳遞和驗證邏輯，這些邏輯由外部實體執行，而不是由參與的區塊鏈本身直接處理。 外部驗證允許更廣泛的互操作性和靈活性，因為它不受特定鏈的限制，但同時也引入了額外的信任層和潛在的安全風險。（雖然有極大的中心化風險，但外部驗證是最主流的跨鏈方式，除了靈活高效還兼具費用低廉的特性）
原生驗證（Locally Verified）：
- 原生驗證指在跨鏈交互中目標鏈驗證源鏈的狀態，以確認交易並在本地執行後續交易。 通常的做法是在目標鏈虛擬機的源鏈上運行輕用戶端，或二者並行。 原生驗證需要誠實的少數派或同步假設，委員會里至少有一個誠實的中繼者（即誠實的少數派），或如果委員會無法正常運行，用戶必須自己傳輸交易（即同步假設）。 原生驗證是信任最小化程度最高的一種跨鏈通信方式，但是它成本也很高，開發靈活性較低，而且更適合狀態機相似度較高的區塊鏈，比如乙太坊和 L2 網路之間，或者基於 Cosmos SDK 開發的區塊鏈之間。
不同類型的方案
作為 Web3 世界最重要的基礎設施之一，跨鏈方案的設計始終是個棘手的問題，也就導致不同類型的方案層出不窮，從目前的方案來看其實可以歸為五類，它們各自採取獨特的方法來實現資產的交換、轉移和合約調用。「1」
- Token 交換：允許使用者在一個區塊鏈上交易某種資產，並在另一個鏈上接收等價的另一種資產。 通過利用原子互換和跨鏈做市商（AMM）等技術，可以在不同鏈上創建流動性池，從而實現不同資產間的兌換;
- 資產橋：這種方法涉及到在源鏈上通過智慧合約鎖定或銷毀資產，並在目標鏈上通過相應的智慧合約解鎖或創建新的資產。 這種技術根據處理資產的方式可以進一步分為三種類型：
- 鎖定/鑄造模式：在這種模式下，源鏈上的資產被鎖定，而目標鏈上則鑄造出等價的「橋接資產」，反向操作時則銷毀目標鏈上的橋接資產以解鎖源鏈上的原資產;
- 銷毀/鑄造模式：此模式下源鏈上的資產被銷毀，目標鏈上則鑄造出等量的相同資產;
- 鎖定/解鎖模式：這種方式涉及到在源鏈鎖定資產，然後在目標鏈上的流動性池中解鎖等價的資產。 此類資產橋往往通過提供收入分享等激勵措施來吸引流動性;
- 原生支付：允許源鏈上的應用觸發目標鏈上使用原生資產的支付操作，也可以基於一條鏈上的數據在另一條鏈上觸發跨鏈支付。 這種方式主要用於結算，可以根據區塊鏈數據或外部事件進行;
- 智慧合約互操作：允許源鏈上的智慧合約根據本地數據調用目標鏈上的智慧合約函數，實現複雜的跨鏈應用，包括資產交換和橋接操作;
- 可程式設計橋：這是一種高級的互操作性解決方案，結合了資產橋接和消息傳輸功能。 當資產從源鏈轉移到目標鏈時，可以立即觸發目標鏈上的合約調用，實現多種跨鏈功能，例如權益質押、資產交換，或將資產存儲在目標鏈上的智能合約中。
Layer Zero
作為全鏈互操作性協定中最著名的專案，Layer Zero 吸引了 a16z、紅杉資本、Coinbase Ventures、Binance Labs 和 Multicoin Capital 等諸多知名的加密資本，並完成三輪總計 3.15 億美元的天量融資。 除了專案本身的吸引力，也不難看出全鏈賽道在頂級資本心目中的重要地位。 但拋開這些光環，Layer Zero 在過去一直是爭議很大的項目，圍繞中心化作惡與生態缺陷的問題，時常遭人口誅筆伐。 但我們今天暫且放下這些光環與偏見，分析一下 Layer Zero 的架構是否具備打通全鏈的潛力。
無需信任的跨鏈 ：如上文所訴，過往最主流的跨鏈橋方案都使用存粹的外部驗證，但由於信任將轉為鏈下驗證，安全性將極大程度降低（大部分暴雷的多簽橋都是這個原因，駭客只需要把攻擊目標瞄準保管資產的地方）。 與之形成對比的是，LayerZero 將驗證的架構轉化為兩個彼此獨立的實體——預言機和中繼器，通過最極簡的方式來彌補外部驗證的缺陷。 兩者之間所存在的獨立性，理論上應該提供一個完全無需信任且安全的跨鏈通信環境，但問題在於駭客同樣能瞄準預言機和中繼器進行作惡，而除此之外預言機和中繼器也有中心化聯合作惡的可能存在，所以 Layer Zero 所謂的無需信任的跨鏈在 V1 版本中似乎還存在很多邏輯漏洞。 但在 V2 版本中將引入去中心化驗證網路（DVNs），對驗證方式進行改善，我們將在下文中提到。
LayerZero 端點：LayerZero 端點是整個協定功能的關鍵元素。 雖然 V1 中的預言機和中繼器以及 V2 中的 DVNs 主要負責消息驗證和防欺詐，但端點是智慧合約，使兩個區塊鏈的本地環境之間的實際消息交換成為可能。 每個參與區塊鏈上的端點由四個模組組成：通信器、驗證器、網路和 Libraries。 前三個模組啟用協定的核心功能，而 Libraries 模組允許協議的開發者擴展其核心功能並添加區塊鏈特定的自定義函數。 這些自定義庫允許 LayerZero 適應具有不同架構和虛擬機環境的多樣化區塊鏈。 例如，LayerZero 能夠支援 EVM 相容網路和非 EVM 鏈。
工作原理：LayerZero 通信系統核心依賴於於端點，通過上文中的前三個模組，構成了跨鏈消息傳遞的基礎架構。 該流程從一個區塊鏈（鏈 A）上的應用程式發送消息開始，涉及將交易細節、目標鏈標識碼、有效載荷和支付資訊傳遞給通信器。 接著，通信器編譯這些資訊成一個數據包，並將其連同其他數據轉發給驗證器。 此時，驗證器與網路合作，啟動將鏈 A 的區塊頭轉移到目標鏈（鏈 B），同時指示中繼器預先獲取交易證明以確保交易的真實性。 預言機和中繼器分別負責檢索區塊頭和交易證明，然後將這些資訊傳輸給鏈 B 的 Network 合約，該合約再將區塊哈希傳遞給驗證器。 在驗證了中繼器提供的數據包和交易證明無誤后，它將消息轉發給鏈 B 的通信器。 最終，智慧合約將消息傳遞給鏈 B 上的目標應用程式，完成整個跨鏈通信過程。
在 LayerZero V2 中，預言機將被去中心化驗證網路（DVNs）取代，已解決被人詬病的鏈下實體中心化及不安全的問題。 與此同時，中繼器被執行者替代，執行者的角色僅限於僅執行交易，不負責驗證。
模組化和可擴展： 開發者可以使用 Libraries 模組在區塊鏈上擴展 LayerZero 的核心功能，這些模組是協定智慧合約集的一部分。 Libraries 允許在不修改 LayerZero 核心代碼的情況下，以區塊鏈特定的方式實現新功能。 該協定也高度可擴展，因為它使用輕量級消息設置進行跨鏈通信。 簡單的用戶體驗 LayerZero 的一個關鍵特性是其使用者友好性。 使用該協定進行跨鏈操作時，可以作為單一交易進行，無需進行通常與傳統加密橋資產轉移相關的代幣包裝和解包程式。 因此，用戶體驗類似於在同一鏈上進行代幣交換或轉移。
LayerZero Scan：鑒於 LayerZero 支援的近 50 個公鏈和 Layer 2，追蹤 LayerZero 上的消息活動絕非易事。 這就是 LayerZero Scan 派上用場的地方。 這個跨鏈瀏覽器應用讓你能看到所有參與鏈上的協定消息交換。 瀏覽器讓你可以分別按源鏈和目標鏈查看消息活動。 你也可以按每個使用 LayerZero 的 DApp 探索交易活動。
OFT（全鏈可替代代幣）： OFT（Omnichain Fungible Token）標準，該標準允許開發人員跨多個鏈創建具有本機級功能的代幣。 OFT 標準涉及在一條鏈上燃燒代幣，同時在目標鏈上鑄造一份代幣副本。 同時，原始 OFT 代幣標準只能與 EVM 相容的鏈一起使用。 LayerZero 在最新版本 OFTV2 中擴展了該標準，以支援非 EVM 平臺。
ONFT（全鏈不可替代代幣）：ONFT 是 OFT 標準的不可替代版本。 基於 ONFT 標準創建的 NFT 可以在支援該標準的鏈之間在本機級別上傳輸和存儲。
Wormhole
Wormhole 與 Layer Zero 一樣，同為全鏈協議賽道的一員，並於近期的空投活動中開始展露頭腳，該協定最早於 2020 年 10 月推出，目前已從 V1 版本的雙向代幣橋轉向如今能夠構建覆蓋多個鏈的原生跨鏈應用程式。 該協定早期最為出名的事件是在 22 年 2 月 3 日該協定遭遇了駭客攻擊，造成 3.6 億美元的 ETH 被盜竊，但在不到 24 小時內 Wormhole 就填補了這筆資金（來源未知），而在近期更是宣佈了高達 2.25 億美元的融資。 那麼 Wormhole 究竟有什麼魔力，能如此受資本青睞。
精準命中：Wormhole 的目標並不是以 EVM 系為主，而是非 EVM 系。 Wormhole 是主流全鏈協定中唯一支援 Solana、Move 系（APT、SUI）等異構公鏈的協定，隨著兩者生態的不斷復甦與爆發，Wormhole 的脫穎而出也就成為了必然。
工作原理：Wormhole 的核心是 Verifiable Action Approval（VAA）跨鏈協定與 19 個 Guardian 節點（Wormhole 選擇了業內知名的機構作為守護者節點，但也因為這點時常遭人詬病），並通過各鏈上的 Wormhole Core Contract 將請求轉換為 VAA 完成跨鏈，其具體流程如下：
- 事件發生與消息創建：在源鏈上發生的特定事件（如資產轉移請求）被捕獲，並封裝成一條消息。 這條消息詳細描述了發生的事件和需要執行的操作;
- Guardian 節點監聽與簽名：Wormhole 網路中的 19 個 Guardian 節點，負責監聽跨鏈事件。 當這些節點偵測到源鏈上的事件時，它們會對事件資訊進行驗證。 驗證通過後，每個 Guardian 節點使用自己的私鑰對該消息進行簽名，表明對事件的驗證和批准（需要三分之二的節點同意）;
- 生成 Verifiable Action Approval（VAA）：一旦足夠數量的 Guardian 節點對消息簽名，這些簽名會被收集並打包成一個 VAA。 VAA 是對發生事件及其跨鏈請求的一個可驗證的批准，包含了原始事件的詳細資訊和 Guardian 節點的簽名證明;
- VAA 的跨鏈傳輸：VAA 隨後被發送到目標鏈。 在目標鏈上，Wormhole Core Contract 負責驗證 VAA 的真實性。 這包括檢查 VAA 中包含的 Guardian 節點簽名，以確保它們是由可信的節點生成的，並且消息沒有被篡改;
- 執行跨鏈操作：一旦目標鏈上的 Wormhole 合約驗證了 VAA 的有效性，它將根據 VAA 中的指示執行相應的操作。 這可能包括創建新的代幣、轉移資產、執行智慧合約調用或其他自定義操作。 通過這種方式，源鏈上的事件能夠觸發目標鏈上的相應反應。
安全模組：Wormhole 正在開發三個主要的內部安全功能：監管、會計和緊急關閉，均在公開環境下開發，以便深入瞭解其最終實現方式。 這些功能正等待完成開發並由守護者採用。「2」
- 監管：此功能在守護者/預言機層面實現，允許守護者在一定時間視窗內監視任何受監管鏈上的價值流動額。 守護者為每條鏈設定可接受的流動上限，一旦超過此上限，即阻止超額資產流動;
- 會計：此功能由守護者或預言機實現，它們維護自己的區塊鏈（又名 wormchain），作為不同鏈間的跨鏈帳本。 此賬本不僅使守護者成為鏈上驗證者，還充當會計外掛程式。 守護者可以拒絕那些原始鏈資金不足的跨鏈交易（此驗證獨立於智慧合約邏輯之外）;
- 關閉：此功能在鏈上實施，允許守護者在察覺到跨鏈橋潛在威脅時，通過共識暫停橋上資產流動。 目前的實施方案通過鏈上函數調用來實現。
快速集成：Wormhole 的 Connect 產品為應用提供了一個簡單的橋接工具，只需幾行代碼，即可集成 Wormhole 協定實現跨鏈功能。 Connect 的主要功能是為開發者提供了一套簡化集成工具，使開發者只需要通過幾行代碼即可將 Wormhole 的封裝和原生資產橋接功能集成至其自己的應用中。 例如，一個 NFT 市場希望將其 NFT 從 Ethereum 橋接到 Solana。 使用 Connect，這個市場可以在其應用程式內為其使用者提供一個簡單、快速的橋接工具，使他們可以在兩個鏈之間自由地移動他們的 NFT。
Messaging：在一個多樣化的區塊鏈生態中，消息傳遞成為了一個核心需求。 Wormhole 的 Messaging 產品提供了一個去中心化的解決方案，使得不同的區塊鏈網路可以安全、輕鬆地進行資訊和價值的交換。 Messaging 的核心功能是跨鏈資訊傳遞，並配備了簡化的集成方式便於加速使用者和流動性的增長，同時具備高度的安全性和去中心化特性。 舉個例子，假設一個 DeFi 專案在乙太坊上運行，但希望能夠與 Solana 上的另一個專案進行交互。 通過 Wormhole 的 Messaging，這兩個專案可以輕鬆地交換資訊和價值，無需複雜的中間步驟或第三方干預。
NTT 框架：NTT 框架（Native Token Transfers）通過 Wormhole 提供了一個創新和全面的解決方案，用於跨區塊鏈轉移原生 Token 和 NFT。 NTT 允許代幣在跨鏈轉移過程中保留其固有屬性，且支援直接跨鏈轉移代幣，無需通過流動性池，從而避免了 LP 費用、滑點或 MEV 風險。 除此之外還可以與任何代幣合約或標準以及協定治理流程的集成，專案團隊可以保持對其代幣的擁有權、升級許可權和可定製性。
結語
全鏈互操作協議儘管目前還處於早期階段，整體實施過程面臨著安全性與中心化的風險，用戶體驗也無法與 Web2 的互聯網生態系統相媲美。 但是，與早期的跨鏈橋技術相比，目前的方案已經取得了顯著的進步。 而從長遠來看，全鏈互操作性協定是將千鏈孤島融為一體的宏大敘事，特別是在追求極限速度和性價比的模組化時代，全鏈協議無疑是承前啟後的關鍵一環，也是我們必須重點關注的賽道。
參考文獻
1. 一文讀懂區塊鏈互操作性：https://blog.chain.link/blockchain-interoperability-zh/
2. 跨鏈新勢力-wormhole（蟲洞）潛力分析：https://www.binance.com/zh-TC/feed/post/4142724308034
3. 一文瞭解通用跨鏈資訊傳送協定 Wormhole：https://wormholechina.medium.com/ 一文瞭解通用跨鏈資訊傳送協定-wormhole-c88ffd14540c
4.Wormhole 引入原生代幣轉移（NTT）：https://wormholechina.medium.com/wormhole-引入原生代幣轉移-ntt-一個新的開放框架-用於使任何代幣成為原生多鏈-7a2cbb20bee6
5.Sushi 的跨鏈互換：https://www.sushi.com/blog/sushi-xswap-a-crosschain-dex
6.What Is LayerZero: Revolutionizing Omnichain Interoperability：https://learn.bybit.com/blockchain/what-is-layerzero/
7. 跨鏈橋的未來：全鏈互操作成必然，流動性橋將沒落：https://medium.com/@eternal1997L/ 跨鏈橋的未來-全鏈互操作成必然-流動性橋將沒落-abf6b9b55fbc
8.LayerZero 空投熱潮背後的槽點：https://www.chaincatcher.com/article/2091995
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