LAYER:金色觀察丨全鏈互操作性：讀懂LayerZero協議及其首個項目Stargate_ZERO

2022年3月15日，LayerZero協議宣布主網上線，并發布首個跨鏈橋應用Stargate，同日0xMaki全職加入LayerZero團隊。

LayerZero號稱是全鏈（omnichain）互操作性協議，那么它是怎么實現的以及Stargate情況如何，金色財經帶你一文讀懂。

加密原生產品在繼續推動區塊鏈生態系統的快速擴張，開發人員的任務是克服這種擴張帶來的挑戰。隨著新區塊鏈的不斷涌現，開發人員可以自由地在鏈上運行符合某特定要求的智能合約應用程序——即吞吐量、安全性、成本和用戶受歡迎程度的特定組合。然而，這種擴張的結果是流動性的分散。由于流動性本質上仍然是“有限的”，而生態系統繼續擴展，流動性問題只會繼續增長。

那么，解決方案是什么？

假設一個“多鏈”的未來，當然不能限制區塊鏈最多產的開發人員的創新。因此，我們可以假設問題不在于發展擴張的“生態系統方面”，而在于區塊鏈技術中當前的流動性架構。解決方案是什么？在于：1層區塊鏈及其應用程序之間的共享流動性——換句話說，統一流動性。

第二個問題是協議可以相互組合的能力。意思是能夠共享狀態。狀態共享是一條鏈向另一條鏈發出“調用”并執行各種任務（如質押、投票等）的能力。從統一流動性到跨鏈交換再到提高安全性所有方面，狀態共享都是令人難以置信的，正如我們在跨鏈賬戶和安全性方面所看到的那樣。

一句話總結：LayerZero是底層協議，它將使許多不同的應用程序能夠將其用作基礎層。

一個曾經逆勢而上的觀點現在在區塊鏈開發者和用戶中變得司空見慣——“未來是一個多鏈的世界”。這句話已經被廣泛使用，但從開發的角度來看，它實際上意味著什么？

簡而言之，區塊鏈技術的所有創新都來自解決當前社會學或金融問題的愿望。在“單鏈世界”（即，單個區塊鏈構成所有應用程序的基礎層）中，這些問題的所有解決方案都受限于底層區塊鏈的限制（即安全性、吞吐量等）。從本質上講，這限制了應用程序可以發展的程度。然而，在“多鏈世界”中，解決應用程序打算解決的問題最有效的區塊鏈將得到使用。換句話說，在“多鏈世界”，多個區塊鏈必須不斷創新，才能對其支持的應用程序保持最有效。作為補充說明，應用程序甚至可能更喜歡將其協議的特定部分劃分到多個單獨的鏈上。

游戲行業的示例可能如下所示：

1、游戲發生在 [高吞吐量鏈]

2、基于NFT的獎勵（及其相關市場）存在于 [低費用，高人氣鏈]

（這種設計結構已經在當前和未來的游戲項目中流行起來）

因此，問題是這些應用程序如何在它們所在的獨立鏈之間有效地通信。

LayerZero的解決方案：通過跨鏈橋接和消息傳遞實現全鏈互操作性。

當前大多數橋接協議都是多鏈（multi-chain）的，當LayerZero吹噓它能夠進行全鏈（Omnichain）橋接時，這意味著什么？

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全鏈指的是，LayerZero解決方案允許超過2條鏈同時跨鏈通信。在當前的橋接解決方案中，大多數跨鏈消息傳遞發生在兩個不同的鏈之間。然而，通過使用中繼器和預言機，LayerZero全鏈消息傳遞成為可能。

LayerZero是一個全鏈互操作性協議。它的使命是將一條鏈上的每份合約與其他各條鏈上的每份合約連接起來——純粹的互操作性。

這里經常會出現一個常見的問題——LayerZero像不像一座橋？

不，LayerZero純粹專注于允許不同鏈上的用戶應用程序之間可互操作的鏈上通用消息傳遞。然后可以在LayerZero之上構建橋（每個橋可能具有不同的資產轉移設計），并將利用其底層消息傳遞功能。我們將在后面的部分討論通用消息傳遞的潛在用例。現在，讓我們關注 LayerZero如何處理跨鏈消息傳遞。

1、中間鏈（Middle chain）方法：

這種方法需要一個“中間鏈”來接收、驗證和轉發鏈之間的消息，例如Gravity或Axelar。因此，需要依靠這條鏈來執行驗證并信任它的共識。中間鏈具有完全的簽名權限，可以將自己的交易寫入目標鏈，這些目標鏈隱含地信任這些交易。

這里明顯的問題是潛在的漏洞/攻擊。如果利用中間鏈共識，幾乎可以立即竊取所有配對網絡上的所有流動性。考慮到數十億美元的安全需求，這條中間鏈將不可避免地成為未來攻擊的關鍵失效點。

需要注意的是，中間鏈方法通常比其他解決方案便宜得多。

2、鏈上輕節點：

鏈上輕節點接收并驗證每個成對鏈的所有區塊頭。簡而言之，你獲取區塊頭的整個順序歷史并將它們存儲在相反的鏈上（反之亦然）。然后，包含消息的交易證明被轉發并針對區塊頭在鏈上進行驗證。

這是在鏈之間傳輸消息的最安全方法。但是，它也是最昂貴的解決方案。

那么LayerZero獨特的“超輕節點”方法有何不同？

1、超輕節點（Ultra Light Node ）：

LayerZero Labs的超輕節點（ULN）方法聲稱可以降低成本（即更接近中間鏈的成本），同時保持輕節點的高安全性。

它是如何做到的：這是通過執行與鏈上輕節點相同的驗證來實現的；但不是按順序保存所有區塊頭，而是由去中心化預言機（如Chainlink）按需接收區塊頭。

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過程：需要兩個獨立方獨立地將信息從源鏈傳遞到目標鏈：

1、預言機（即Chainlink、Band等）中繼通用區塊信息，如區塊頭。

2、中繼器，中繼交易證明，這些交易證明源自預言機中繼的信息。

當一個用戶應用程序從鏈A向鏈B發送消息時，該消息通過鏈A上的端點進行路由。然后，端點將消息及其目標鏈通知給該用戶應用程序指定的預言機和中繼器。預言機將區塊頭轉發到鏈B上的端點，然后中繼器提交交易證明。證明在目標鏈上得到驗證，消息被轉發到目標地址。

結果及其含義：讓我們看一下在超輕節點架構設計中兩方（即預言機和中繼器）之間可能發生的基本的安全相關結果。

1、雙方都是誠實的：如果預言機和中繼器都是誠實的，則交易在鏈上得到驗證并轉發到目標應用程序。

2、預言機誠實，中繼器不誠實：交易無法驗證。

3、中繼器誠實，預言機不誠實：交易無法驗證。

4、雙方都是不誠實的：這是唯一可能發生安全漏洞的情況。這需要預言機和中繼器雙方惡意勾結。但是，這不太可能發生。如果在不太可能發生的情況下發生，則該漏洞利用的破壞能力范圍有限。這有兩個原因：

1、例如，如果選擇Chainlink作為預言機。要發生惡意行為，需要中繼器和去中心化預言機網絡Chainlink同時被攻擊。換句話說，即使中繼器出于惡意，它也只會將安全性降低到預言機（即Chainlink）的安全性水平。

2、即使在預言機（即預言機'A'）與中繼者（即，中繼者'A'）直接勾結的情況下，所有風險也僅位于預言機A-中繼者A配對中。換句話說，任何使用預言機'B-Z' 或中繼器'B-Z'（或中繼他們自己交易）的人都不會受到影響。但是，如果AA配對更廣泛，可能會出現更多問題。

因此，與當前的中間鏈解決方案相比，這種風險區隔是一個有吸引力的特性。需要注意的是，這也意味著任何應用程序都可以決定依賴自己的交易證明（即，作為中繼者）并保持對自己的安全性的完全控制。

與LayerZero的消息傳遞架構相關的“風險區隔”。LayerZero的架構將利用風險限制在被利用的特定預言機-中繼器配對上。然而，中間鏈設計意味著一個漏洞可以將所有配對網絡上的所有流動性置于風險之中。

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總而言之，LayerZero的超輕節點方法將比中間鏈解決方案更昂貴（因為LayerZero直接在鏈上執行交易驗證），但將受益于極端去中心化的風險和沒有中心故障點（即高安全性）。

人們可能會將LayerZero與僅允許跨鏈資產轉移（即跨鏈橋接資產）的協議混淆。然而，它遠不止于此。LayerZero的通用數據消息傳遞方法實際上提供了更廣泛的潛在用例。本質上，你在兩條獨立鏈之間需要的任何消息或共享狀態都可以跨LayerZero統一。

以下是Bryan Pellegrino（LayerZero Labs聯合創始人兼首席執行官）在最近的Delphi Podcast中討論的一些示例用例：

1、狀態共享：

目前，如果某個應用程序建立在多條鏈上，這些應用程序的狀態很難相互同步。例如，SushiSwap存在于十二條獨立的鏈上。要將狀態與其主要的在以太坊上的應用同步，每個關聯的橋（即Wormhole、Avalanche橋等）都需要代碼。此外，如果SushiSwap決定擴展到新的生態系統，則需要更多特定的代碼。LayerZero允許所有跨鏈對使用單一接口和代碼庫，極大地簡化了開發人員和用戶體驗。可與Cosmos上的跨鏈賬戶相媲美。

2、統一橋的流動性：

在當前系統中，橋競相吸引流動性提供者使用他們的服務。這會讓橋及其各自的成對資金池之間有限可用流動性破碎化。例如，如果你想將一條鏈與多個其他鏈連接起來，則需要大量的流動性才能使使用每個成對資金池獲得良好的用戶體驗。這是資本效率低下的。

LayerZero改變了這一點——它允許將單一流動性池綁定到所有連接的鏈（但在各種鏈上具有流動性），并保證源鏈上資產轉移的最終確定性。這意味著當用戶在兩條鏈之間進行任何資產轉移時，他們將得到目標鏈上的資產保證。此外，流動性提供者從目標鏈的所有交易中收取費用，而不管它是從哪個源鏈接收的。

3、跨鏈借貸：

讓我們用一個例子來強調使用LayerZero借貸的好處：

假設你在以太坊上擁有ETH并想參與Avalanche上的挖礦，以下是當前所需的步驟：

1.在以太坊上借出ETH

2.使用抵押的ETH借入資產

3.通往雪崩的橋（收費）

4.交換成AVAX（費用，需要已經擁有AVAX）

5.進入挖礦

6.從礦幣交換到原生資產（費用）

7.橋回以太坊（費用）

8.在以太坊上償還貸款

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9.收回抵押品

現在與LayerZero進行比較：

2.在Avalanche上直接借入AVAX

3.進入挖礦

4.在Avalanche上償還貸款

5.以太坊上釋放抵押品

簡而言之，LayerZero提供了更簡單、更便宜的用戶體驗。

4、Swaps：

目前，從一條鏈上的資產交換到另一條鏈上的另一種資產對用戶來說可能是不方便的，尤其是在有限資金對的資產之間。在大多數情況下，還需要用戶已經擁有目標鏈的原生資產（或從外部獲取）才能執行交換。

使用LayerZero，跨鏈交換只需要在源鏈上進行一次交易。例如，用戶將能夠在來自源鏈（比如以太坊）的單個交易中從以太坊上的ETH交換到Solana上的 SOL，而無需Solana上的任何 SOL來執行交換。

5、多鏈收益聚合器：

當前的收益聚合器通常在單個生態系統中運行。因此，這些聚合器的一個主要弱點是無法利用不同鏈上有利可圖的挖礦機會。考慮到區塊鏈生態系統的指數級擴展，收益聚合器可以利用新出現的機會而不必建立在單個鏈之上，這一點至關重要。LayerZero的架構非常適合利用當前區塊鏈的這一缺點。此外，多鏈收益聚合器為其連接的生態系統提供了有益的網絡效應——例如減少市場低效率（即套利的一種形式）和增加流動性（即增強用戶體驗）。

這意味著Layerzero能夠將復雜的交易無縫地捆綁到一個單一交易中：解押、交換、橋、交換、從一個協議到另一個協議的質押。dApp甚至還有可能運行自己的中繼器/預言機并控制自己的安全性。

LayerZero未來會有代幣嗎？

答案很可能是肯定的。雖然已經看到Layerzero團隊的幾個人出來說這暫時不會發生，但很有可能最終會發生。另外，查看LayerZero的合約：

ZRO代幣持有者

中繼數據和簡化復雜交易的其他流行方法之一是IBC。IBC即將對鏈間賬戶（Interchain Accounts）產生更多的興趣，那么兩者如何比較？

讓我們首先描述IBC運行所需的條件：

直接IBC需要一些東西：雙方都可以驗證的快速確定性和狀態包含證明。但是，你仍然可以在不直接使用IBC的情況下使用它，通過Gravity/Axelar等擁有自己的驗證者集、快速確定性和狀態可驗證性的橋。

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那么IBC有什么不同呢？它與普通橋解決方案的不同之處在于它使用交易對手的驗證者集，而不是額外的驗證者集。這意味著它依賴于兩條鏈。因此，IBC是區塊鏈互操作性的通用框架，可以實現復雜的可組合性。IBC通過一個網絡規范工作，該規范可以在所有使用ICS的鏈上工作。ICS基本上是鏈間IBC交易的模塊規范。它通過生成自己的驗證者集和適合其應用程序的復制狀態機并通過IBC與其他鏈通信，使鏈能夠水平擴展，從而實現互操作性。

那么LayerZero呢？

LayerZero可以與確定性和概率性（PoW）最終鏈的交易都無縫工作。在后一種情況下，預言機將充當強制執行必要的確定性閾值的代理，但是，這里存在一些危險，因為它不是真正的確定性最終性。但是，IBC僅直接用于確定性（快速確定性）鏈，除非使用中間鏈解決方案或類似解決方案。雖然，因為LayerZero同時使用預言機和中繼器，所以它只與使用的預言機一樣安全。雖然，我們已經進一步介紹過這是如何區隔的。

LayerZero可能比使用ZK輕客戶端等技術與IBC一起處理證明的橋更昂貴。ZK輕客戶端將類似于LayerZero使批量區塊頭的驗證更有效。也有許多人認為IBC和因此ICS將成為未來橋的標準。

此外，由于很多DeFi 1.0和以太坊社區的支持者不一定樂于使用像LayerZero這樣的東西，而是更喜歡使用像Connext等的其他橋。

整個行業的各種協議都發生了很多創新，因此即使LayerZero的功能目前看起來令人難以置信，但這并不意味著它是橋及其相關功能的終結目標，LayerZero遠不止資產跨鏈。盡管就目前而言，LayerZero肯定比任何其他當前的橋/鏈間共享狀態服務具有創新性。

也許真正可互操作的區塊鏈未來最有趣的副作用是這可能對其他1層區塊鏈產生的間接影響。例如，如果應用程序可以將其協議劃分為專門滿足其需求的鏈，則區塊鏈可能會傾向于根據其最大（或最有利可圖的）屬性進行專門化。例如，如果開發人員繼續選擇特定的高吞吐量區塊鏈而不是其他區塊鏈，這對其他區塊鏈意味著什么？也許他們可能專注于另一個應用程序需求（例如安全性、成本等）。例如，整體區塊鏈設計（即，整個區塊鏈試圖為可擴展性、共識和數據可用性提供解決方案）可能變得多余。模塊區塊鏈設計或者聚焦于特定需求特性的區塊鏈可能從跨鏈通信中獲益最多。

一句話總結：Stargate和STG代幣與LayerZero不是同一個實體，而是第一個在LayerZero協議之上發布的dApp。

Stargate將是第一個完全基于LayerZero協議的項目。描述這個概念的最佳方式是——多鏈單面穩定幣曲線池。這意味著，假設你從ETH → Avax交換USDC，你將讓StarGate在一次交易中處理ETH USDC Eth池→ USDC Avax池。這使你可以非常有效地橋接價值。然后，當 USDC池偏離目標時，資金池套利者將重新平衡USDC池。

所以從更技術的角度來說，Stargate基本上是一個可組合的原生資產橋，具有統一的流動性和使用LayerZero協議構建的快速確定性。

Stargate的目標是成為解決我們所說的橋接不可能三角的第一座橋梁，讓我們來看看這個三角到底是什么：

當你嘗試創建橋時，需要解決三個主要難題，它們是即時確定性、統一流動性、目標鏈上的原生資產。這意味著你希望在交易成功后立即在目標鏈上收到所需的資金。此外，可以訪問多個鏈之間的單個流動性池（一個池中的多鏈曲線），以及目標鏈上所需的資產。

通過能夠做到這三個方面，你可以做更多的事情，而不僅僅是交換某種資產。例如，Stargate 可以讓你一次性在任何鏈之間交換任何資產，這是非常令人難以置信的用戶體驗。這還處于早期階段，目前，大多數功能都是簡單的全鏈穩定幣轉移，但還有更多的可能性。

它將在Ethereum、Avalanche、Polygon、BNB Chain、Fantom、Arbitrum和Optimism 上上線，并在6到8周內上線，如Solana、Terra、Cosmos Hub和 Osmosis等其他鏈。

用戶可以為代幣鏈池（比如USDC-Ethereum）增加流動性，并在每次轉賬時獲得穩定幣獎勵，以及LP代幣挖礦以換取STG獎勵。

Stargate使用稱為Delta (Δ) 的獨特算法。它基本上是一種用于跨鏈跟蹤池的算法。LP將能夠從所有連接的鏈收取費用，這意味著如果你在Ethereum或Avalanche上對穩定幣進行LP，你將從其他鏈到這些鏈的所有傳入交換中收取費用。此外，LP不會因負流入而受到懲罰，而代幣交換者會。

然后將該懲罰保存在獎勵池中，該獎勵池用于激勵套利者縮小余額差距，正如我們在其他套利系統中看到的那樣，它運作良好。

正如我們之前非常清楚的那樣，代幣經濟學通常會決定協議的壽命，所以來看看Stargate原生治理代幣STG的代幣經濟學 -。

在發布時已經鑄造了10億STG，并且這種供應是有限的。分配是這樣的：

團隊和投資者有1年的完全鎖定，之后有2年的線性解鎖。15%將分配給拍賣購買者和Curve 上的STG-USDC池。而16%將在各種鏈上以聯合曲線形式出售。

此外，2.11%將用于初始釋放計劃，以滿足LPers的需求。此外，1.55%將作為流動性添加到各種鏈上的各種DEX。剩下的大約30%用于社區激勵等。

老實說，與許多其他協議相比，這是一個相對不錯的分配。但是，我想這在很大程度上與以下事實有關，即投資者樂于收到更少的STG代幣，而寧愿等待ZRO代幣推出之日。如果我們假設投資者已經簽約接收STG代幣和ZRO代幣。為什么我們會這樣認為？因為按照LayerZero收到的估值，以比從投資者那里收到的估值低得多的估值為代幣進行拍賣和綁定池是沒有意義的。因此，我們可以得出結論，當ZRO推出時，投資者肯定會收到ZRO代幣。

現在，話雖如此，整個代幣釋放方案非常出色。在這里，我們特別指的是curve池，以及各種鏈上的聯合曲線——這會激勵人們盡早購買，因為他們會支付更少的費用。

發布時很可能會有三種類型的代幣：

STG：Stargate協議代幣

s*：Stargate LP代幣

veSTG：Stargate投票權

社區成員可以使用具有投票托管STG (veSTG) 余額的賬戶參與Stargate DAO治理。對各種池的釋放將通過治理來決定，就像我們從以前使用池的各種交換協議所知道的一樣。鎖定STG 代幣的時間越長，獲得的投票權就越多。

STG代幣的推出將分兩個階段進行。

1、啟動拍賣，這將有助于在以太坊上啟動STG-USDC池

2、使用協議擁有的流動性進行綁定。

第一階段將以先到先得的方式進行2500萬美元的USDC拍賣。這意味著拍賣很可能會在一個區塊中被搶購一空。雖然，這些代幣將被鎖定1年，線性解鎖超過6個月。通過參與拍賣，投資者將收到aSTG，這將代表你參與了拍賣，因此將收到可用于治理的veSTG。

第二階段將包括聯合曲線，這將有助于在各種協議上建立STG的流動性。分配如下：

以太坊 - 40M STG

BNB - 22M STG

雪崩 - 27M STG

Polygon - 27M STG

Fantom - 22.5M STG

Arbitrum- 13M STG

Optimism- 8M STG

如果你不確定什么是結合曲線，請允許我解釋一下。聯合曲線是一種合約，你可以在其中不斷鑄造和燃燒代幣。所以在這種情況下，你會購買合約，然后它會為你鑄造STG，并隨著更多人購買而提高價格。STG的聯合曲線將隨著人們購買各種鏈上的合約而提高價格，并將保持開放 72小時或直到STG達到開盤聯合價格的3倍（即1.5 美元）。讓我們看一下聯合曲線的外觀，以便你更好地了解拍賣將如何運作：

Bonding曲線模型沒有中央機構負責發行代幣。相反，用戶可以通過智能合約購買項目的代幣。購買這些代幣的成本由代幣的供需決定。與傳統模型不同，這些代幣的成本隨著供應量的增加而增加。

LayerZero為可組合性和互操作性奠定了基礎。但是，現在還有待觀察的是，將在其上構建什么樣的dApp，以及現有的dApp將使用自己的預言機和中繼器來實現其協議。無論如何，成為多鏈玩家（multi-chainer）無疑是一個激動人心的時刻。

原文：https://rainandcoffee.substack.com/p/the-omni-layer-underneath

參考：

https://medium.com/layerzero-official/layerzero-an-omnichain-interoperability-protocol-b43d2ae975b6

https://layerzero.gitbook.io/docs/faq/architecture#ultra-light-node

https://layerzero.network/pdf/LayerZero_Whitepaper_Release.pdf

https://layerzero.gitbook.io/docs/

https://medium.com/stargate-official/the-bridging-trilemma-d80788cce4ef

https://medium.com/layerzero-official/layerzero-as-an-ibc-transport-layer-5a676fd2a446

https://stargateprotocol.gitbook.io/stargate/v/user-docs

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