區塊鏈:跨鏈簡史：從資產橋到互操作_區塊鏈技術的應用

跨鏈一開始的目標在于讓資產能從一條鏈轉移到另一條鏈，又可以安全的返回，后來擴展到解決兩個或多個不同鏈上資產及狀態的互相傳遞、轉移、交換的問題。隨著現在跨鏈基礎設施的日趨成熟，對于跨鏈概念的炒作已經冷卻。在這樣一個時刻，我們來對現有的跨鏈技術形態，做一個冷峻的觀察。

跨鏈技術被認為是區塊鏈領域發展的圣杯，是實現萬鏈互通的關鍵技術。現在的跨鏈技術形態，有些是在實現資產互通，有些是提出了一套通信協議，實現區塊鏈間的通信，還有些是提出了新的系統架構和運行模式，支持更多區塊鏈的接入。

根據跨鏈技術的演進和實現方式，以太坊的創始人 Vitalik 曾經總結了 3 類跨鏈技術，分別是哈希時間鎖（HTLC），公證人，側鏈/中繼。我們將把公證人，和側鏈/中繼進一步分類，各自分成兩個小類，這樣，我們將分別介紹五種跨鏈方案。

哈希時間鎖合約

哈希時間鎖合約是通過一套密碼學方法，來實現跨鏈的去信任資產交易，比如我的?BTC?和你的 ETH 交易，就可以通過哈希鎖來實現交易的原子性。

其原理大致如下：用戶 A 生成隨機數 s，并計算出該隨機數的哈希值 h=hash(s) 發送給用戶 B，A 和 B 通過智能合約先后鎖定各自的資產。A 公開出示 s 可獲得 B 鎖定的資產，同時 B 也獲得了 s，可獲得 A 的鎖定資產，若超過設定的時間，A 沒有出示 s，智能合約中鎖定的資產會自動回退給雙方。

公證人

SushiSwap將集成Core，為其跨鏈功能提供DeFi服務:8月1日消息，SushiSwap將與不斷發展的區塊鏈協議Core集成，利用該協議獨特的共識機制，為其跨鏈功能提供廣泛的DeFi服務，基于該協議構建的去中心化應用程序可以訪問SushiSwap的流動性池、跨鏈交換及其去中心化交易所(DEX)聚合器。SushiSwap與ArcherSwap、IceCreamSwap和OpenEx一起成為在Core網絡上運行的主要DeFi協議。SushiSwap用戶還將受益Core協議促進的進一步跨鏈功能。[2023/8/2 16:12:40]

公證人機制是指由公證人建立一個中間賬戶，用戶將資產轉入中間賬戶，由公證人跨鏈發行一種映射原 Token 的影子 Token 給到用戶。當用戶需要贖回的時候，將影子 Token 銷毀，并向公證人提供證明，公證人將中間賬戶中的原始 Token 轉到該用戶的地址。

公證人必須是可信的。公證人可以憑借自身信用，也可以通過智能合約做超額抵押來獲得信任。公證人可以是單個主體，也可以是多個主體通過某種規則組合形成的聯盟。

根據公證人的單主體還是多主體，以及公證人的信譽來源是超額抵押還是自身信用，我們可以把公證人方案劃分為 4 個子類：

其中，HBTC，BTTC，imBTC 均屬于 ② 方案，tBTC 屬于 ③ 方案，X-BTC，WBTC 屬于 ④ 方案，采用方案 ① 的項目暫未發現。你可能發現，全是比特幣跨鏈項目，為什么如此，我們后文在對比分析中會有詳述。

聚幣Jubi已開通支持FEI及TRIBE一鍵跨鏈Heco:聚幣Jubi已開通FEI及TRIBE一鍵跨鏈Heco功能。在聚幣官網可將Erc20 FEI一鍵跨鏈為Heco FEI，將Erc20 TRIBE一鍵跨鏈為Heco FEI。跨鏈Heco后兩個鏈上的代幣相同價值、同步流通。跨鏈Heco后資產可挖礦其他Heco項目，并享受更低成本的交易或轉賬費用。FEI及TRIBE跨鏈Heco暫不收取手續費用。跨鏈地址及詳情見聚幣官網公告。

FEI和TRIBE均為Fei.money項目的代幣。FEI USD 是一直通過直接激勵機制調整的新的美元穩定幣. TRIBE 是FEI.money穩定幣項目的治理代幣，用于通過治理來調整FEI USD的錨定機制。[2021/4/5 19:47:25]

我們并不需要關注公證人的數量，因此，我們將公證人方案，僅按信任來源，分為兩個子類。

超額抵押

公證人通過超額抵押建立信用，這意味著，公證人抵押的資產 v2，必須大于中間賬戶中的資產價值 v1。當公證人出現作惡行為或者過失行為，導致中間賬戶里的資產遭受損失，那么抵押的資產將可以用來賠付給受損失的用戶。然而，超額抵押會給公證人帶來資金成本，這些成本，會轉化為高額的跨鏈的手續費，而高額的跨鏈手續費會讓用戶望而卻步。

自身信用

公證人也可以通過自身信用來背書，讓用戶信任。但這種信任是中心化的，和區塊鏈的基本精神是背離的。但由于這種方式手續費低廉，甚至免費，因此還是吸引了大批用戶。這種由中心化機構擔保的跨鏈方式，對于跨鏈資金體量小，安全訴求低的用戶而言，也是很好的選擇。

中國信通院發布跨鏈基礎設施項目“可信鏈網”:12月22日，由中國信息通信研究院、中國通信標準化協會和可信區塊鏈推進計劃聯合主辦的“2020可信區塊鏈峰會”在北京舉行。會上，中國信通院發布自主研發的跨鏈基礎設施項目“可信鏈網”。中國信通院云大所所長、可信區塊鏈常務副理事長何寶宏介紹道，通過跨鏈技術，實現打通產業鏈上下游、橫向業務聯盟、鏈下數據通用服務和跨行業監管。“可信鏈網”是跨鏈服務基礎設施，也是跨鏈標準參考實現，更是包容的跨鏈開源技術社區和行業跨鏈應用生態，四位一體。（可信區塊鏈峰會官網）[2020/12/22 16:04:02]

側鏈/中繼

第三種是側鏈/中繼的方案。側鏈和中繼其實是同一個概念，中繼鏈就相當于多條鏈共同的側鏈，為了簡化表述，我們后文統一稱為橋接鏈方案。

橋接鏈方案我們分兩類來說，分別是通用方案和同構跨鏈專用方案。

通用方案

橋接鏈通用方案和公證人方案一樣，仍然存在一個中間賬戶，但中間賬戶的安全，不靠公證人來保護，而是靠智能合約來規范，這意味著中間賬戶將是一個合約賬戶，其資產管理規則被智能合約的代碼約束，而不是由公證人約束。如果代碼本身沒有問題，只要部署該合約的鏈是安全的，那么合約中的資產就是安全的。

當然，如果橋接鏈本身有問題，也會影響合約賬戶里的資產安全。因此，驗證人們必須 Stake 一定價值的 Work Token 來保障橋接鏈的安全運行。假設這個價值是 v3，那么這個 v3 是可以遠遠小于合約賬戶里的資產價值 v1 的。

StaFi以太坊跨鏈橋rBridge測試版正式上線:11月13日，StaFi宣布以太坊跨鏈橋rBridge測試版正式上線。在過去的1個月里，經過StaFi核心開發團隊及社區貢獻者的努力，以太坊跨鏈橋rBridge產品完成了主要的開發工作，即StaFi主網資產與以太坊鏈的通道即將打開。用戶可以通過rBrdge產品，將StaFi的主網Token FIS，1:1鍛造成ERC 20的FIS，進而參與以太坊DeFi生態的交易、借貸等應用。[2020/11/13 20:45:22]

為什么 v3 可以小于 v1 呢？因為現在較為通行的 BFT-PoS 類共識，幾乎杜絕了能夠篡改賬本的“雙花”攻擊(如果橋接鏈賬本被篡改，則有可能間接威脅到合約賬戶中的資產安全)，實現了更強的共識安全。BFT-PoS 可以做到即時確定性，而非概率確定性，攻擊者即便掌握了半數以上的 Staking Work Token，最多只能做到拒絕簽名區塊，讓封塊速度減慢，讓網絡無法處理交易，已經形成最終確定性的區塊中的交易是無法被逆轉的。我們可以認為，只要 BFT-PoS 鏈沒有代碼故障，無論 Token 市值多小，都是安全的。

雖然惡意的驗證人，無法動搖中間賬戶內的資產安全，但網絡癱瘓，停止驗證新交易，也不是我們希望看到的狀況。因此，v3 最好也不要太小，我們還是希望橋接鏈的 Token 市值越大，Staking 比例越高，去中心化程度越高越好。

v3 可以小于 v1，因此不會有超額抵押帶來的高額跨鏈手續費，使用跨鏈橋將可以做到很廉價。那么有沒有方法進一步降低跨鏈成本呢？可能有的朋友會想到讓多條鏈復用同一座橋，這便是?Poly Network?的思路。

聲音 | 常山北明：將為至信鏈貢獻跨鏈交換、零知識證明、分片共識相關的技術:常山北明（SZ000158）董秘在互動平臺回復投資者對于“公司在區塊鏈布局及技術優勢”的提問表示，至信鏈是騰訊、中國網安和北明軟件做為核心節點攜手發布的區塊鏈。至信鏈將致力于生態建設，在數據保全、糾紛解決、訴訟輔助等方面做出自己的貢獻。北明軟件將為至信鏈貢獻跨鏈交換，零知識證明，分片共識相關的技術和知識的積累。[2019/9/27]

同構跨鏈專用方案

橋接鏈通用方案，看起來已經很完美了！但我們對于跨鏈，還有更高的追求。其一，多鏈復用的資產橋，可以盡可能多的兼容現有的鏈，但新的鏈不斷涌現，要再去擴充兼容太麻煩了，能否有一個通用的鏈框架，讓新鏈遵循框架，能夠一勞永逸的實現跨鏈呢？其二，我們對于跨鏈的追求，并不只是想實現資產橋，我們還希望鏈間能傳遞更豐富的信息，有強大的互操作性，例如可以跨鏈調用合約，讓多個鏈真正連接起來，形成有機整體。

基于對以上兩者的追求，區塊鏈世界里有了波卡和 Cosmos 這樣的同構跨鏈項目。兩者都采用了“1 母鏈 + N 子鏈”的架構，其中母鏈是所有子鏈的公共橋接鏈，任何開發者都可以按照規定的框架開發子鏈，并申請接入母鏈。

Cosmos 母鏈名為 Hub，子鏈名為 Zone，通過內置的 IBC 協議，Zone 之間可以實現跨鏈通訊，既能傳遞資產，也能傳遞其他格式的信息，實現跨鏈互操作性。波卡母鏈名為中繼鏈，子鏈名為平行鏈，平行鏈之間通過 XCMP 協議來通訊，以實現跨鏈互操作。事實上，波卡的中繼鏈不光起到橋接作用，還可以讓接入的平行鏈共享其共識層的安全性，而對于 Cosmos 的 Zone 而言，鏈的安全是需要自己負責的。

對比分析

哈希時間鎖雖然能實現跨鏈交易的原子性，但無法實現資產的跨鏈流通。這意味著，通過哈希時間鎖，我的 BTC 和你的?ETH?進行安全的交易，但并不能讓 BTC 流通到 ETH 上，也無法讓 ETH 流通到比特幣鏈上。但哈希時間鎖的通用性最強，對鏈的屬性沒有任何限制。

公證人方案，可以在一條圖靈完備的鏈和一條非圖靈完備的鏈之間實現資產跨鏈。當然，這種資產跨鏈是單向的，只能由非圖靈完備的鏈上跨到圖靈完備的鏈上。例如把 BTC 引入 ETH，反之把 ETH 引入比特幣鏈則不行。這并不是公證人方案的限制。事實上，公證人方案也可以實現兩條圖靈完備的鏈間的資產雙向跨鏈流通，但由于其要么費率較高（超額抵押方案），要么傾向于中心化（自身信譽方案），人們更多的會采用橋接鏈方案。

前文提到一個問題，為什么比特幣的跨鏈更多采用了公證人方案，而非橋接鏈方案呢？這是因為比特幣鏈不是圖靈完備的。在這里解釋一下，為什么橋接鏈只能在雙圖靈完備的鏈間跨鏈呢，是因為橋接鏈不是一個獨立的存在，而需要部署在兩端鏈上的合約配合，就像一座橋不能懸空存在，必須在兩岸有橋墩作為依托。

在雙圖靈完備鏈間跨鏈，橋接鏈方案更有優勢，主要體現在無需超額抵押，且可以多鏈復用，可以更低的成本實現資產跨鏈。像波卡，Cosmos 這樣的跨鏈項目則直接搭建了一個全新的多鏈架構，超越了資產橋，在同構鏈之間實現了豐富的互操作性。

我們闡述了三大類（五小類）的跨鏈方案，我們將各方案的特性對比做成表格。

以上我們對各跨鏈方案的闡述順序，其實有一條清晰的時間脈絡。最早的主流鏈有比特幣和以太坊，人們想要實現 BTC 和 ETH 之間的交易，最先能想到的便是哈希時間鎖這樣的，不需要借助任何外力的純密碼學方法。2013年5月, Nolan 在 BitcoinTalk 論壇提出了原子轉移（atomic transfers）思路。后來，人們開始建設基礎設施，建立資產橋，讓鏈間的資產能夠互通，在這當中，比特幣作為市值最大的加密資產，吸引了很多人想把比特幣資產導入到其他鏈，但由于比特幣不支持智能合約，人們只好使用公證人機制。

由于理念的不同，有的項目采用了去中心化的，成本較大的超額抵押方案，有的項目則采用了簡單直接的中心化托管方案。為了降低跨鏈成本，人們想到了，讓多鏈共用一座鏈橋的方式。為了一勞永逸，實現對新鏈的兼容性，人們制定了新鏈開發的框架和標準，如 Substrate 和 Tendermint，為了實現更多維度的互操作性，人們創造了同構多鏈架構，如 Polkadot，Cosmos。現如今，區塊鏈跨鏈基礎設施日趨成熟，以至于人們已經不再常常討論跨鏈，就像我們看到燈亮起時，不再談論“電”的原理一樣。

區塊鏈的從業者們從未停止思考，從未停止追求更優方案，在他們的推動下，區塊鏈世界像生物一樣向著更復雜，也更簡單的方向不斷演化著。

Bifrost 啟示

由于 Bifrost 所創造的衍生品，必須有充足的流動性才能發揮其釋放質押資產流動性的作用。其中，衍生品是否能跨鏈流通對于其流動性非常重要，vToken 有必要作為?DeFi?基礎資產，參與到除波卡生態以外的其他生態中，尤其是以太坊生態。從波卡到以太坊，已經有不少現成可選的橋接鏈，在 Bifrost 的 RoadMap 中有自己開發橋接鏈的計劃作為備選方案。

眾所周知，區塊鏈行業對于有價值的新創造溢價極高，同時我們發現，區塊鏈行業的環境也越來越適合新的創造，因為基礎設施越來越完善，人們不必重造車輪。Bifrost 專注于自身業務，不斷打磨優化產品邏輯，做好質押資產的流動性釋放即可。橋接鏈和波卡 Substrate 對于 Bifrost 而言是基礎設施。然而，對于那些以 vToken 為底層資產的 DeFi 應用，Bifrost 又何嘗不是其基礎設施？整個行業的協同創新，往往就是這樣層遞式的。

Bifrost 是什么？

Bifrost（彩虹橋）是波卡生態 DeFi 基礎協議，致力成為質押資產提供流動性的基礎設施，推出面向 Staking 和波卡平行鏈卡槽（Crowdloan）的衍生品vToken。目前已獲得 NGC、SNZ、DFG、CMS 等機構數百萬美金融資和 Web3?基金會 Grant，同時也是?Substrate Builders Program、Web3 Bootcamp?成員。

vToken 可在?DeFi、DApp、DEX、CEX?等多場景下優化 Trading，通過 vToken 實現?Staking、Crowdloan?等質押權益的轉讓通道，實現質押資產風險對沖，擴充場景如 vToken 作為抵押物進行借貸時，其 Staking 收益可抵銷部分利息，實現低息借貸。

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