區塊鏈:讀懂區塊鏈「橋」：如何打破Crypto世界的信任邊界？

原文標題：《讀懂區塊鏈「橋」：如何打破Crypto世界的信任邊界？》原文作者：ArjunChand原文編譯：南風，Unitimes

加密生態系統在過去十年中迅速發展。自從2008年比特幣白皮書發布以來，加密領域出現了巨大的創新，并被廣泛采用，幾乎成為主流。雖然加密領域的每一年都是獨一無二的，但2021年改變了這個生態系統，讓人們對加密領域似乎無限的未來為之興奮。

2021年是L1(第一層)區塊鏈之年，這使得許多人預測加密領域的未來將是多鏈的，這與許多人在這些L1區塊鏈興起之前所持的「贏家通吃」的立場不同。然而，隨著不同區塊鏈生態系統數量和規模的急劇增加，現在需要關鍵的基礎設施來連接它們。這就是區塊鏈「橋」的用武之地。

上圖：在TVL(總鎖倉價值)方面，以太坊區塊鏈依然占主導地位，但其他區塊鏈網絡的TVL正在增長。數據來源：DeFiLlama在本文中，我們將討論：

-什么是區塊鏈「橋」？

-為什么我們有不同類型的「橋」？

-我們如何對這些「橋」進行分類？

讓我們一探究竟吧！

什么是區塊鏈「橋」？

區塊鏈「橋」的工作原理與現實世界中的真實橋梁類似。然而，加密領域中的「橋」不是連接物理位置，而是連接兩個不同的區塊鏈網絡。這種連接非常重要，因為如果沒有區塊鏈「橋」，區塊鏈就會處于孤立的環境中，無法相互通信。這是因為每個區塊鏈網絡都有自己的一套規則、治理機制、原生資產和數據，與其他區塊鏈不兼容。然而，有了兩個區塊鏈之間的「橋」，就可以在區塊鏈網絡之間轉移加密資產和任意數據。因此，「橋」是加密生態系統中互操作性的關鍵，對于使不同的區塊鏈網絡相互兼容是非常必要的。

讓我們來舉個例子：

Alice在以太坊主網上有ETH，但想在Avalanche鏈上使用這些ETH。這兩個區塊鏈有自己的協議、規則、社區和共識機制，因此它們之間不可能進行互操作性。在這種情況下，中間需要一些東西，并提供一種方式，將信息從以太坊主網帶到Avalanche鏈。為此，Alice很可能會通過一座區塊鏈「橋」來轉移資產，以安全地將ETH從以太坊主網轉移到Avalanche鏈上。通過這座「橋」，Alice可以將以太坊上的ETH轉換為Avalanche鏈上的wETH。如下圖所示：

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上圖：將ETH從以太坊主網橋接至Avalanche鏈(將ETH轉換成wETH)的過程

為什么會有不同類型的「橋」？

區塊鏈「橋」可以實現不同區塊鏈之間的通信。而且，就像復雜的數學問題一樣，當你看到加密生態系統中不同的橋接解決方案時，你會發現不僅只有一種方法可以實現區塊鏈之間的通信。不同的區塊鏈「橋」有著不同的設計，有自身獨特的優點和缺點，因此，當涉及到在兩個區塊鏈網絡之間使用哪個「橋」進行通信時，有很多選擇。讓我們更深入地探討一下這種通信是如何運作的。

「橋」的工作原理是在兩個區塊鏈之間建立通信通道。在一個理想的世界里，區塊鏈會相互通信；但在現實中，這是不可能的，因為一個區塊鏈不會存儲另一個區塊鏈的狀態。

讓我們舉個例子：以太坊上的一個dApp(去中心化應用)想要與Solana鏈上的一個dApp通信。由于以太坊和Solana之間的信任邊界(trust?boundaries)，它們不能簡單地相互通信。這些信任邊界包括但不限于：

-以太坊和Solana彼此不了解對方。

-這兩條鏈都是只能知道自己的鏈上發生了什么，而不知道鏈外發生了什么。

對于這兩個區塊鏈來說，接收來自對方的消息就好像與他們一無所知的外部世界進行互動。因此，無法建立信任來驗證這些消息。

理想的區塊鏈世界(上)vs.現實的區塊鏈世界(下)

此外，區塊鏈只能向一個方向發送消息。也就是說，在一個通道中只能單向通信：一個區塊鏈可以在一個通道上向另一個區塊鏈發送消息，但另一個區塊鏈無法依靠同一個通道回復該消息并確認已收到消息。

為了在區塊鏈之間建立信任并使雙向溝通成為可能，我們需要一些中間的東西，一些可以在這些區塊鏈之間架起橋梁的東西。這就是區塊鏈「橋」的作用，它不僅可以在不同的區塊鏈之間傳輸消息、數據和資源，還可以進行跨鏈資產轉移。這改變了一些事情，使得區塊鏈不再局限于單向通信，因為「橋」使區塊鏈能夠與其他區塊鏈來回通信。

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區塊鏈「橋」使用不同的機制或參與者，這些參與者在區塊鏈之間扮演驗證者的角色，以實現通信和克服信任邊界。如果沒有這些鏈下參與者(off-chainactors)，區塊鏈之間的通信將不可能實現。

然而，隨著這些鏈下參與者作為兩個區塊鏈的「中間人」，信任邊界可以被克服，通信成為可能。

驗證者的角色是「橋」工作方式的主要區別所在。從本質上講，一些「橋」使用可信系統(trustedsystem)，而另一些橋使用無須信任的驗證者系統(trustlesssystem)。此外，由于加密生態系統中的「互操作性三難困境」，我們看到了不同類型的區塊鏈「橋」設計。互操作性三難困境指出「互操作性協議或「橋」只能具有以下三個屬性中的兩個：

-無須信任性(Trustlessness)：具有與底層區塊鏈相同的安全性；

-可延展性(Extensibility)：在任何區塊鏈上都能被支持；

-普遍性(Generalizability)：能夠處理任意的跨鏈數據。

不同的區塊鏈「橋」方案側重于上面列出的三個因素中的不同因素，并且有各自的優點和權衡。因此，不同的「橋」設計有著獨特的價值主張。下圖根據區塊鏈「橋」的無須信任性、可拓展性和普遍性來對不同的「橋」進行了分類：

此外，區塊鏈橋方案Connext的創始人ArjunBhuptani還根據區塊鏈「橋」的不同驗證方式來將「橋」劃分為原生驗證系統(即區塊鏈自身的驗證者負責驗證跨鏈數據)、外部驗證系統(即使用一組外部的驗證者來中繼跨鏈數據)和本地驗證系統(即只有參與到特定跨鏈交互的參與方才會驗證該交互)。

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以上幾點解釋了為什么我們有不同的區塊鏈「橋」設計。但是，一般來說，我們之所以會看到不同類型的「橋」，是因為它們連接的對象和主要用例不同。對此，我們將在下文進一步解釋。

基于「橋」的工作原理來進行分類

雖然所有區塊鏈「橋」的目的都是一樣的(即實現不同區塊鏈之間的通信)，但它們的實現方式是不同的。根據它們的工作方式，區塊鏈「橋」可以大致分為：

-需信任的「橋」(TrustedBridges)：這類區塊鏈「橋」使用一個中心機構來進行運作。這種區塊鏈橋之所以被稱為「需信任的「橋」」，是因為用戶需要信任某個第三方(也即這個中心機構)來使用這座「橋」并保管他們的資金。這類橋梁的例子包括多鏈「橋」和特定于區塊鏈的「橋」，比如Binance<>EthereumBridge。

-無須信任的「橋」(TrustlessBridges)：這類區塊鏈「橋」通過使用智能合約和算法，消除了可信第三方的角色。它們之所以被稱為「無須信任的「橋」」，是因為它們不要求用戶信任某個中心機構來使用「橋」。因此，用戶的資金安全總是由用戶保管。這類橋梁的例子包括?Connext、cBridge和Hop等。

舉個例子：

假設你在機場的安全檢查點。有兩種類型的安全檢查點：

-人工檢查點：這里由機場官方人員控制和操作，用戶必須信任他們，讓他們保管自己的個人信息和物品。

-自助檢查點：這里由機器負責操作，用戶始終控制著自己的個人信息和物品。

Avalanche：對FTX或Alameda沒有重大風險敞口:金色財經報道，Avalanche發推表示，對FTX或Alameda沒有重大風險敞口，Avalanche基金會沒有在FTX托管任何大筆金額，只有不到0.02%的財政部資產（包括一些非流動性代幣）在交易所上市。此外，Avalanche從未將代幣作為私人代幣銷售出售給公司。

Avalanche表示，該基金會不利用資產進行投機，也不會為了短期利益冒風險，決不會從事FTX和Alameda資產負債表上所見的那種“金融工程”。對所有受到當前形勢不利影響的人表示同情，希望每個人都能收回他們的資產。[2022/11/10 12:41:43]

人工檢查點就相當于「需信任的「橋」」。這種檢查點依靠一個可信賴的第三方，也就是官方人員來運作。用戶必須放棄對自己資產的控制。

上圖：人工檢查點相當于「需信任的「橋」」

自助檢查點就相當于「無須信任的「橋」」。這種檢查點使用技術消除了官方人員的角色，讓用戶能夠繼續控制自己的資產。

上圖：自助檢查點就相當于「無須信任的「橋」」

基于「橋」連接的對象來進行分類

除了它們的工作方式外，還可以根據區塊鏈「橋」連接的對象將它們劃分為以下幾類：

-L1<>L1橋：這類「橋」將兩個不同的L1?區塊鏈網絡連接起來。比如AvalancheBridge連接著以太坊網絡和Avalanche鏈。

-L1/L2<>L2橋：這類「橋」將L1區塊鏈與L2網絡連接起來，或者將兩個不同的L2網絡連接起來。比如，Across一個是將以太坊L1與諸如Arbitrum和Optimism等L2網絡連接起來的橋梁；HopProtocol一個是連接不同的L2網絡的橋梁，也可以是將以太坊L1與L2網絡連接起來的橋梁。

舉個例子：

基于DragonflyCapital管理合伙人HaseebQureshi將區塊鏈描述為城市的心理模型，我們可以說，區塊鏈「橋」就像連接不同城市的道路。根據這些橋梁連接的對象，道路可分為以下幾類：

波卡生態跨鏈衍生品協議Bifrost Kusama發起向Bifrost Polkadot跨鏈轉移BNC提案:8月12日消息，波卡生態跨鏈衍生品協議Bifrost Kusama發起向Bifrost Polkadot跨鏈轉移BNC提案。BNC為Bifrost Kusama平行鏈和Bifrost Polkadot平行鏈共同的原生代幣，根據Bifrost最新路線圖，Bifrost資產將會通過Bifrost Kusama與Bifrost Polkadot跨鏈橋完成兩條平行鏈資產的互通，作為Bifrost Polkadot平行鏈正常運行以及跨鏈橋上線的前期準備，現將BNC通過預先跨鏈的方式由Bifrost Kusama平行鏈向Bifrost Polkadot平行鏈轉移。[2022/8/12 12:22:00]

-國家高速公路：這些是連接所有主要城市的道路。

-州內高速公路：這些是連接某個城市中重要部分的道路。

國家高速公路就相當于「L1<>L1橋」。如果把以太坊比作紐約市，Avalanche鏈比作是芝加哥市，那么AvalancheBridge就是連接著它們的國家高速公路。

上圖：國家高速公路就相當于L1<>L1橋

州內高速公路就相當于「L1/L2<>L2橋」。如果L2網絡和Rollups(比如Arbitrum和Optimism)是以太坊(紐約市)的兩座摩天大樓，那么HopProtocol就是連接它們的州內高速公路。

上圖：州內高速公路就相當于L1/L2<>L2橋。

基于「橋」轉移資產的方式來進行分類

我們還可以根據區塊鏈「橋」在轉移跨鏈資產時使用的機制來對它們進行分類。一般來說，根據區塊鏈「橋」轉移資產的方式，可以將它們分為以下幾類：

-鎖定&鑄造：這類區塊鏈「橋」會鎖定源鏈上的資產，并鑄造目標鏈上的資產。比如Polygon的PoSBridge、AvalancheBridge(AB)、WrappedBTC(wBTC)和wMonero等。

-銷毀&鑄造：這類區塊鏈「橋」會銷毀源鏈上的資產，并鑄造目標鏈上的資產。比如HopProtocol和AcrossProtocol。

-原子互換(AtomicSwaps)：這類區塊鏈「橋」會將源鏈上的資產兌換為目標鏈上的資產。一般來說，這類「橋」是無須信任的，因為它們依賴于自我執行的智能合約來進行資產兌換，從而消除了在「鎖定&鑄造」和「銷毀&鑄造」機制中需要可信第三方的需求。比如cBridge和Connext。

舉個例子：

假設你開車從A市到B市，這兩座城市通過一座橋連接。當你抵達這座橋，準備離開A市前往B市時，你有3種選擇來跨過這座橋：

1、把你的車放在位于A市的一個倉庫里，作為交換，你會在B市得到一輛一模一樣的車。當你返回A市時，你只需要把你當初抵達B市時獲得的這輛車歸還，然后把你原來在A市的那輛車拿回去。這與區塊鏈「橋」使用的「鎖定&鑄造」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「鎖定&鑄造」機制的「橋」

2、為了離開A市，你必須銷毀你的車，然后作為回報，你將在B市獲得一輛一模一樣的車。當你返回A市時，同樣的過程將再次發生：你必須在B市摧毀你的汽車，然后你將在A市獲得一輛相同的汽車。這與區塊鏈「橋」使用的「銷毀&鑄造」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「銷毀&鑄造」機制的「橋」

3、將你在A市的汽車兌換成另一輛B市的汽車。當你返回A市時，你可以重復同樣的過程：將你在B市的汽車兌換成另一輛A市的汽車。這與區塊鏈「橋」使用的「原子互換」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「原子互換」機制的「橋」

基于「橋」的功能來進行分類

上述分類對橋梁的區分非常廣泛。當我們根據「橋」的使用方式(也就是它們的功能)來研究不同的「橋」類型和設計時，事情會變得很復雜。根據其功能，「橋」可以分為以下幾種:

-鏈到鏈的橋(Chain-To-ChainBridges)：這類「橋」主要用于支持兩個區塊鏈之間的資產移動。通常，這種「橋」使用「鎖定&鑄造」機制。例如：Polygon的PoSBridge(連接Polygon和以太坊)、Binance<>EthereumBridge(連接BSC和以太坊)以及AvalancheBridge(連接Avalanche和以太坊)。

-多鏈橋(Multi-ChainBridges)：這類「橋」旨在跨多個區塊鏈轉移資產。這種「橋」可以被部署到任何L1或L2區塊鏈上。例如：Connext和cBridge。

-專用橋(SpecializedBridges)：這類「橋」專注于特定的生態系統，旨在支持資產在特定區域之間的移動。由于其專用性，這些「橋」通常能夠促進更快、更便宜的跨鏈交易。例如：Hop是一個Rollup到Rollup的橋梁，能夠實現跨以太坊主網和L2網絡的資產轉移；Across專注于實現從L2?Rollups到以太坊主網的快速、廉價的資產轉移。

-包裝資產橋(WrappedAssetBridges)：這類「橋」專門設計用于實現將非本地資產轉移到不同的區塊鏈上。這類橋梁通過在目標鏈上創建出代表源鏈上的資產的包裝資產(wrappedassets)。例如：WrappedBTC(wBTC)、wMonero等。

-數據專用橋(DataSpecificBridges)：這類「橋」是專門為跨多個區塊鏈傳輸任意數據而設計的互操作性協議。通常，這些協議會成為dApps的基礎層，使dApps能夠實現跨鏈可組合性。例如：Celer的Inter-chainMessageFramework、IBC、Nomad和DataMovr。

-dApp專用橋(dAppSpecificBridges)：從純粹的技術角度來看，這些都不是「橋」。通過連接到不同的區塊鏈，這些dApps建立了一個生態系統，允許價值以類似「橋」的方式跨鏈轉移。例如：Thorchain是一個去中心化的跨鏈AMM(自動化做市商)，提供跨鏈流動性特性，使跨鏈資產交換成為可能；其他示例還包括Anyswap、Wanchain和Synapse。

總結

「一刀切」的方法并不適用于區塊鏈「橋」。沒有完美的解決方案；只有針對特定的用例進行權衡——每座「橋」都有自己的優勢和劣勢，正如我們從互操作性三難困境中學到的那樣，所有的「橋」都必須在可信任性、可拓展性或普遍性之間做出選擇。

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