區塊鏈:區塊鏈互操作性和橋接的現狀

隨著第1層、第2層和應用鏈數量的不斷增加，區塊鏈擁有安全、低成本和高效的相互通信方式比以往任何時候都更加重要。

在本文中，我們將介紹為什么互操作性很重要、它面臨的挑戰以及當前的方法是什么。

1、區塊鏈的擴散

第一個公共區塊鏈比特幣于2009年推出。根據DeFiLlama的數據，自此之后的14年里，公共區塊鏈出現了寒武紀大爆發，目前數量已達201個。雖然以太坊在鏈上活動中占據主導地位，2021年約占總鎖定價值(TVL)的96%；過去2年，隨著BNSmartChain(BSC)和Solana等替代性第1層區塊鏈的推出，以及Optimism、Arbitrum、zkSyncEra、Starknet和PolygonzkEVM等第2層區塊鏈的出現，這一數字下降至59%。

據DeFiLlama稱，截至撰寫本文時，有超過115個基于EVM的鏈和12個以太坊rollup/L2，并且由于各種原因，多個鏈上的活動趨勢將持續下去：

風投公司IQ Capital募資4億美元擬投資AI、區塊鏈等行業:金色財經報道，倫敦風險投資IQ Capital宣布已完成4億美元募資，該風投將利用這筆資金加大對“深度科技”領域的投資，包括人工智能、區塊鏈和量子計算行業。IQ Capital聯合創始人兼執行合伙人Max Bautin表示，深度科技公司將在在未來幾年產生“變革性影響”，此前 Coinbase機構研究主管David Duong也指出，人工智能和加密貨幣的交互給希望在Web3領域里進行構建的創業者帶來了巨大機會。[2023/6/6 21:18:28]

1）像Polygon、Optimism和Arbitrum這樣的主要L2很早就將自己定位為以太坊的擴展解決方案，籌集了大量資金，并將自己打造成廉價部署應用程序的簡單場所Arbitrum上+1,499%，Optimism上+1,499%，Polygon上+116%—盡管基數較小，約為200–400名開發人員）

2）不斷推出替代L1以針對特定需求進行優化。一些鏈針對更高的吞吐量、速度和結算時間進行了優化，而另一些鏈則針對游戲(ImmutableX)、DeFi(Sei)和傳統金融等特定用例進行了優化

滬蘇浙皖將加快建設以區塊鏈等為代表的新技術基礎設施:6月6日，在長三角一體化發展重大合作事項簽約儀式上，滬蘇浙皖經信部門共同簽約，推進長三角數字經濟一體化發展，共同打造數字經濟發展高地。協議提出，搶抓產業數字化、數字產業化賦予的機遇，加快謀劃建設以5G、工業互聯網、物聯網、未來網絡等為代表的新型網絡基礎設施，以人工智能、云計算、區塊鏈等為代表的新技術基礎設施，以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施。（安徽日報）[2020/6/8]

3）具有足夠規模和用戶的應用程序正在啟動自己的匯總或應用程序鏈，以獲取更多價值并管理網絡費用；和

4）一些框架、SDK、工具包和“Rollup即服務”提供商已進入市場，使任何項目都可以輕松地以最小的技術提升啟動自己的Rollup、AltLayer、Rollkit）

我們生活在一個多鏈、多層的世界。

2、互操作性的重要性日益增加

L1、L2和應用鏈的激增凸顯了互操作性的重要性，即區塊鏈相互通信的能力和方式；在它們之間轉移資產、流動性、消息和數據。

行情 | 在美上市區塊鏈中概股普遍收跌:今日美股收盤，在美上市區塊鏈中概股普遍收跌。嘉楠科技收跌2.04%，人人網收平，中網載線收漲3.39%，寺庫收跌2.81%，迅雷收跌0.4%，獵豹移動收跌0.92%，蘭亭集勢收跌1.12%。[2019/12/4]

正如Connext所建議的，區塊鏈互操作性可以分為三個部分：

1）傳輸：消息數據從一個鏈傳遞到另一個鏈的地方

2）驗證：證明數據的正確性；和

3）執行：目標鏈對數據執行某些操作

來源：消息橋接堆棧改編自Connext

能夠在鏈之間轉移資產和流動性的好處很簡單——它允許用戶在新的區塊鏈和生態系統中探索和交易。他們將能夠利用新區塊鏈的優勢并發現新的利潤豐厚的機會。

傳輸消息的好處在于解鎖一整套跨鏈用例，而無需移動其原始資產。從鏈A發送的消息觸發鏈B上的代碼執行。例如，鏈A上的dapp可以將有關用戶資產或交易歷史的消息傳遞給鏈B，然后允許他們參與鏈B上的活動，而無需移動任何資產，例如

動態 | 紐約法院命令區塊鏈公司Veritaseum首席執行官支付840萬美元罰款:紐約法院命令區塊鏈公司Veritaseum LLC和Veritaseum Inc.的首席執行官Reggie Middleton支付840萬美元罰款，此外，Middleton要承擔100萬美元的民事罰款。（Cointelegraph）[2019/11/1]

1）在B鏈上借款并使用A鏈上的資產作為抵押

2）以低成本匯總方式參與社區福利，而無需將其NFT轉移到鏈A上

3）利用他們在一條鏈上建立的去中心化ID和鏈上歷史記錄來參與DeFi并在另一條鏈上獲得更好的利率

3、互操作性的挑戰

盡管互操作性帶來了許多好處，但它面臨著許多技術挑戰：

1）首先，區塊鏈之間通常不能很好地通信：它們使用不同的共識機制、密碼學方案和架構。如果您的Token位于鏈A上，那么使用它們購買鏈B上的Token并不是一個簡單的過程。

2）其次，在驗證層，互操作性協議的可靠性僅與選擇用于驗證所傳遞的消息確實合法且有效的驗證機制一樣好。

澳大利亞總理指示政府的數字轉換機構研究區塊鏈技術在政府中的潛在應用:據cnn消息，澳大利亞總理馬爾科姆?特恩布爾（Malcolm Turnbull）已指示政府的數字轉換機構(DTA)研究區塊鏈技術在政府中的潛在應用。據澳大利亞報紙《ITNews》報道，DTA首席數字官彼得·亞歷山大于周一晚間在參議院評估委員會發表講話時透露，特恩布爾對其他機構和供應商的技術很感興趣并直接告訴該機構探索區塊鏈應用程序。DTA是一個政府機構，成立于2015年，在一個更廣泛的數字化議程中，該機構協將助其他政府機構進行數字化。[2018/5/22]

3）第三，為開發人員提供多個構建位置會導致應用程序失去可組合性，而可組合性是web3中的關鍵構建塊。這意味著開發者無法輕松組合另一個鏈上的組件來設計新的應用程序并為用戶釋放更大的可能性。

4）最后，大量的鏈意味著流動性變得分散，從而降低參與者的資本效率。例如，如果您向鏈A上的池提供流動性以獲取收益，則很難從該交易中獲取LPToken并將其用作另一個協議中的抵押品以產生更多收益。流動性是DeFi和協議活動的命脈——鏈越多，它們就越難蓬勃發展。

目前存在一些互操作性解決方案來解決其中一些問題，那么目前的情況如何？

4、互操作性的現狀

如今，跨鏈橋是跨鏈交易的主要促進者。目前有超過110多個橋，它們具有不同級別的功能，并在安全性、速度和可支持的區塊鏈數量方面進行權衡。

正如LI.FI在其綜合Bridging101文章中所述，有幾種不同的橋接類型：

1）包裝和鑄造橋-在多重簽名中保護鏈A上的Token，并在鏈B上鑄造相應的Token。理論上，包裝的Token應該與原始Token具有相同的價值，但它們的價值只有在橋安全的情況下才有效—即，如果橋被黑客攻擊，那么當用戶嘗試從鏈B橋接到鏈A時，就無法將包裝的Token交換回其中

2）流動性網絡——各方在鏈的任一側提供Token流動性以促進跨鏈交換

3）任意消息傳遞橋—可以傳輸任何數據，例如LayerZero、Axelar、Wormhole

4）特定用例橋在將穩定幣/NFT釋放到鏈B之前在鏈A上進行銷毀

這些橋梁使用由不同受信任方和激勵措施支撐的不同信任機制來確保安全，：

1）TeamHuman依靠一組實體來證明交易的有效性；

2）TeamEconomics依靠一組帶有質押抵押品的驗證者來抑制不良行為，這些驗證者面臨著大幅處罰的風險。僅當不當行為的經濟利益低于削減懲罰時，這才有效

3）團隊博弈論將跨鏈過程中的各種任務分配給不同的各方

4）TeamMath執行鏈上輕客戶端驗證，利用零知識技術和簡潔的證明來驗證一條鏈上的狀態，然后再在另一條鏈上釋放資產。這最大限度地減少了人際互動，并且設置起來技術上很復雜

最終，信任機制的范圍從人類到具有經濟激勵的人類到基于數學的驗證。這些方法并不是相互排斥的——在某些情況下，我們看到一些方法被組合起來以增強安全性——例如，LayerZero的基于博弈論的橋將Polyhedra作為其網絡的預言機。

迄今為止，橋梁的表現如何？

到目前為止，橋梁已經促進了大量資本的轉移——2022年1月，橋梁的TVL達到了600億美元的峰值。由于面臨如此多的資本，橋梁已成為漏洞利用和黑客攻擊的主要目標。僅2022年，多重簽名密鑰泄露和智能合約漏洞就造成了2.5b美元的損失。每年4%的資本損失率對于金融體系的繁榮和吸引更多用戶來說是站不住腳的。

攻擊在2023年持續進行，多鏈地址被盜走1.26億美元，同時他們的首席執行官一直控制著他們的“多重簽名”的所有密鑰。'。在這次黑客攻擊發生后的幾周內，Fantom上的TVL下降了67%。

歸根結底，一些最大的橋接漏洞和后續后果都歸結為多重簽名漏洞，凸顯了所采用橋接信任機制的重要性。

擁有少量、分組或單一的驗證者集合是導致其中一些漏洞的關鍵原因——但攻擊可以從多個途徑進行。在2022年4月，美國聯邦調查局、網絡安全與基礎設施安全署和美國財政部聯合發布了一份網絡安全咨詢通知，突出了朝鮮國家贊助的LazarusGroup使用的一些戰術。

5、我們該去哪里？

顯然，最終依賴于人類的驗證機制很容易成為目標，但仍然需要安全、高效的互操作性。那么我們下一步該去哪里呢？

我們現在看到信任最小化驗證方法的出現——這就是我們感到激動的地方。

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