區塊鏈:理解跨鏈橋安全性的關鍵：跨鏈通信的權衡取舍

如果說我在過去幾年中明白了一個道理，那就是：一個同步的區塊空間無法滿足鏈上所有應用的需求。

在2018年時這一情況還不那么明顯。而去年夏季DeFi的爆發以及進年夏天的NFT行情證明了一個事實，即存在很多應用的設計空間。而今年非以太坊的?第1層?公鏈的興起，進一步證明了區塊空間的需求非常高。

考慮到我們可能生活在一個多鏈世界中，不同鏈上的應用希望彼此跨鏈通信，因此充分了解各條鏈之間如何跨鏈工作，是很有價值的信息。我想從一個抽象的角度探索這一問題，不針對具體項目展開。

在這篇文章中，我想研究這些系統中固有的特定權衡。認真反思的話，這種權衡取舍會很明顯。

我也是站在巨人的肩膀上討論這一問題；倫敦帝國理工學院的博士生AlexeiZamyatin等人在一篇?優秀的論文?中詳細闡述了這一點。我的目標是在該論文的核心論調后面添加一些顏色。

前SEC主席：Gary Gensle觀點明顯偏離了對政府職能的理解:金色財經報道，前SEC主席Jay Clayton表示，美國現任SEC主席Gary Gensle觀點明顯偏離了對政府職能的理解。除非政府確信自己會獲勝，否則政府不應采取法律行動。Gemini交易所聯合創始人Cameron Winklevoss同意這一觀點，他稱Gensler的行為完全濫用權力。[2023/6/30 22:10:15]

用論文作者的話來說，權衡就是，缺少以下兩點中的任何一點，就無法進行跨鏈通信：

可信第三方(TTP)

或者超越異步的同步假設

它們之間的關系很基本且非常直觀的，但需要深入研究一些術語。我希望在這里可以清楚地對直覺予以闡明。

SGS將在28個機場實施DocCerts區塊鏈管理解決方案:金色財經報道，沙特機場地勤服務提供商SGS將與區塊鏈公司IR4LAB合作，在沙特的28個機場實施DocCerts區塊鏈管理解決方案，適用于SGS提供地面服務的所有培訓相關數字文件和地面服務設備許可證。（Zawya）[2023/2/9 11:56:42]

理論上的合理性

讓我們簡單講一下同步假設——它們是用于思考分布式系統中通信的通用框架，且以難以理解而著稱。

將分布式系統視為一種消息傳遞協議，盡管通信基礎設施中出現故障或惡意對手，它仍需要工作，然后，我們可以定義在系統停止工作之前這些故障的嚴重程度。這正是同步假設的目標。

另一方面，在「異步」假設下運行的系統，默認假設網絡/對手可能將消息延遲任何時間。

孟巖：數字資產是理解 DeFi 的一把鑰匙:9月10日20:30，火幣研究院重磅打造的“區塊鏈百家講壇”2.0版本正式開播，本期邀請到數字資產研究院副院長、通證思維實驗室發起人孟巖做客直播間，和大家一起聊聊“資產上鏈：產業區塊鏈與DeFi的橋梁和升級路徑”。

孟巖表示：“數字資產是理解DeFi的一把鑰匙。在DeFi當中，數字資產與智能合約同等重要，甚至更加重要。充分理解在DeFi中數字資產的性質，以及是如何產生的、流轉、背后的價值、如何使用和銷毀，都會幫助你深刻理解DeFi。”

據悉，“區塊鏈百家講壇”是由國內頂尖的區塊鏈研究機構火幣研究院推出的精品課程，既是初學入門區塊鏈技術的第一堂課，也是深化進階區塊鏈知識的不二之選。[2020/9/10]

后者網絡更強大。就是說，一個系統可以更好地處理環境帶入的不確定性。還有一些「中間地帶」假設，通常稱為「部分同步」，但在這里沒有必要定義。

動態 | 零售巨頭目標正在研究基于區塊鏈的供應鏈管理解決方案:據CoinDesk 6月10日消息，零售巨頭Target正致力于區塊鏈驅動的供應鏈管理解決方案。根據該公司自己的企業博客，它最近開放該項目作為供應商認證的區塊鏈解決方案，稱為ConsenSource。它還承諾支持Hyperledger Grid項目——一個供應鏈框架，參與者包括Target的供應商之一Cargill以及Intel和Bitwise IO。Target一直在研究這項技術，并試圖弄清楚哪些數據可以在分布式分類賬上共享。[2019/6/10]

這與跨鏈通信有什么關系？好吧，上述論文表明，如果你有一個實現異步跨鏈通信的系統，你可以用它來解決一個叫做「公平交換」的老問題。

我們從一篇?更老的論文?中了解到，沒有可信第三方就不可能進行異步公平交換。

金色財經現場報道 維優CEO初夏虎：交易所需增加對投資產品的理解程度:金色財經現場報道，在2018東京紛智峰會上，進行以《數字身份和數字資產網絡3.0時代》為主題的圓桌，初夏虎指出：交易所需要增加對于投資產品的理解程度，而我們的交易所恰巧缺乏這樣的功能。加密貨幣面臨很大的市場基于，但交易所的數量還是比較少的，且大多數還停留在現貨交易的層面。交易所聯盟是好方向，區塊鏈的關鍵是有關數字的身份認證。傳統金融都是以銀行為中心的，從一開始，我們就與銀行、鈔票等打交道。但現在的加密貨幣領域卻沒有銀行，只有交易所。在傳統金融世界中，所有的金融服務都是以銀行為中心，但在加密世界中，交易所是一切的中心。[2018/5/22]

因此，沒有可信第三方就不可能進行異步跨鏈通信。我們只能通過對系統進行更嚴格的同步假設，來放棄對可信第三方的需求。

理論->現實

到目前為止，這一切都只是停留在理論的紙面上。讓我們談談真正的系統。從上一節中，我們知道要在兩個鏈之間傳遞消息，要么：

無法假設一個完全異步的系統

或需要一個可信第三方

這里到底需要怎樣的權衡取舍？將需要可信第三方的系統與需要更強同步假設的系統進行比較，可能會有所幫助。

可信第三方似乎很好理解。可信第三方只是存在于兩條鏈之間的「低安全性/去中心化」中間人。而它們橋接的兩條鏈依賴于與兩條鏈無關的一個驗證人集，這類跨鏈系統就是一個例子。

更強的同步假設表現為重試邏輯或超時之類。哈希時間鎖定合約(HTLC)是一個說明性示例。幾年前，HTLC被認為是跨鏈通信的重要原語。在HTLC中，更強的同步假設表現為必要的重試邏輯或?自由選項問題。

在上一節中，我指出具有最小同步假設的系統更擅長處理環境中的不確定性。在HTLC之類的情況下，如果有強大的經濟動機使通信失敗，則通信可能就會失敗。就像做市商想要阻止或延遲價值轉移，因為他們在兩條鏈上都持有部分資產。

環境中足夠強大的經濟激勵可能會使通信出現故障。

最后一點對于需要可信第三方的系統來說是正確的！在這種情況下，需要信任可信第三方有足夠經濟激勵來維護「橋」的完整性。不同之處在于阻止通信的經濟動機具體如何表達。

我相信這里有一種自然的二元性。您要么必須信任安全性較低的「中間人」，要么需要信任通信不會中斷。

如果跨鏈通信引入了利潤足夠多的礦工可提取價值，無論上述兩種情況的哪一種，通信都可能失敗！要么是因為可信第三方腐敗，要么是有足夠大的做市商讓它失敗。

實例

現代跨鏈通信系統在這種權衡取舍中會如何分布？有?更好的文章?對所有系統進行了分類，我在本文中只展示幾個說明性的例子。

Connext的nxtp?是跨鏈系統的經典例子，它增加了更強的同步假設。一旦用戶完成與路由器的協商，就會有一個兩階段的準備/完成機制來完成「橋」兩端的適當交易。如果通信未在超時內發生，則它不會發生。

另一方面，Solana?和以太坊之間的?蟲洞橋引入了可信第三方。兩條鏈之間存在的「監護人」驗證器集需要對轉移進行2/3多數證明，才能對交易放行。如果驗證器集合已損壞或集體表決不希望傳輸通過，轉移則不會發生。

需要強調的一件事是，這兩種方法都不具備絕對的優勢。權衡任一方的系統都會在營銷材料宣稱他們正在做出「正確」的權衡，但如前所述，兩種權衡都意味著這些系統存在可能失敗的方式。

還有一些系統使其中一種權衡顯得不那么明顯。我最喜歡的例子是用于快速提款的?OptimismDAI橋。這里的可信第三方是?Maker?DAO本身！用戶要求DAO提供DAI流動性，從而為提議的fDAI資產提供完整性保障。

將DAO視為可信第三方有點奇怪，但如果我們認為任何安全性弱于鏈通信的東西都是「可信的」，那么DAO可以滿足這個目的！我個人很高興看到更多DAO扮演可信第三方的角色，以促進跨鏈通信。

任重道遠

未來看起來是屬于多鏈的世界，促進鏈之間的交流，那些做好準備的人將迎來真正的機會。對于我們使用這些新系統的人來說，了解他們正在做出的權衡很重要。

在這篇文章中，我研究了增強同步假設和可信第三方之間的一個基本權衡。鏈之間的界限對我來說非常有趣，所以我將在未來深入研究其中的其他因素。

如果您對這些內容感興趣，請隨時與我們聯系！我喜歡更深入地探索未知。

撰文：LakshmanSankar，就職于以太坊基金會，從事生態開發和研究編譯：PerryWang

感謝與?AlexObadia?和?VaibhavChellani?的對話，對本文有很大啟發，并感謝他們兩人對本文內容編輯的貢獻。

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