TOK:跨鏈簡史：從資產橋到互操作-ODAILY_KEN

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，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。

01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。

跨鏈橋Wormhole已支持Moonbeam Network:據官方消息，跨鏈橋Wormhole宣布已經支持Moonbeam Network。[2022/9/23 7:16:21]

02公證人

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。

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

KuCoin將于7月20日18點上線跨鏈項目ROUTE，現已開放充值:據KuCoin官方公告，KuCoin宣布上線Router Protocol (ROUTE)項目并支持ROUTE/USDT交易對，ROUTE的充值服務現已開放，將于7月20日18點正式開放交易。

Router Protocol正在構建一套跨鏈流動性基礎架構，旨在在Layer1和Layer2之間進行無縫連接。

KuCoin旨在發掘優質區塊鏈項目，為來自207個國家的800萬用戶提供現貨、杠桿、合約、Staking 、借貸等一站式服務。[2021/7/19 1:03:00]

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。

03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。

跨鏈資產協議KnitFinance完成100萬美元融資:基于Polkadot的跨鏈資產協議KnitFinance完成100萬美元融資，Dao Maker、AU21 Capital、LD Capital等參投。此外，KnitFinance還將與30個區塊鏈項目合作。（NewsBTC）[2021/5/6 21:31:09]

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WorkToken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。

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StakingWorkToken，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。

Cosmos跨鏈協議IBC1.0已完成85%:9月4日Cosmos項目的核心開發IBC1.0目前處于最后的開發階段，已經完成85%，相比8月的進展增加3%。根據Cosmos鏈上數據記錄，平均區塊時間為7.15秒，有1.8541億Atom被質押，質押率為71.21%，通脹率為7%。[2020/9/4]

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PolyNetwork的思路。

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。

波卡官方發布XCMP跨鏈消息傳遞總體架構:波卡Polkadot官方發布XCMP跨鏈消息傳遞進展，XCMP目前正在開發中，總體架構和設計決策包括：跨鏈消息不會傳遞到中繼鏈；跨鏈消息將被限制為以字節為單位的最大大小；平行鏈可以拒絕來自其他平行鏈的消息，在這種情況下，調度平行鏈將知道這個塊；收集人節點負責在鏈之間路由消息；收集人生成一個 “出口” 消息列表，并將從其他平行鏈接收 “入口” 消息；在每個塊上，平行鏈被期望從所有其他平行鏈的某個子集路由消息；當一個收集人產生一個新的塊交給驗證人時，它將收集最新的入口隊列信息并進行處理；驗證人將檢查下一個平行鏈塊的新候選者是否包含對該平行鏈的預期入口消息的處理。注：XCMP是波卡跨鏈設計的核心之一，讓消息能在波卡各個平行鏈間傳遞。[2020/8/20]

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。

04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，要么傾向于中心化，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。

05Bifrost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SubstrateBuildersProgram、Web3Bootcamp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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