CHA:全鏈才是未來？解讀“Web3圣杯”zkOmnichain_Chain

前言

zkRollup屬于Layer2賽道，旨在解決以太坊擁堵問題；zkOmnichain則屬于Layer0賽道，旨在建造整個Web3網絡。但由于Ethereum體系的聲量巨大，大家的注意力都集中在zkRollup上，而忽視了zkOmnichain。基于零知識證明的全鏈互操作性協議zkOmnichain是區塊鏈與Web3的圣杯，其重要性非同一般。gz呺Web3團子

如果以太坊本身的市場占有率能長年維持在70%以上，那么Omnichain本身就是一個偽概念。然而，以太坊不可能永遠維持在70%的市占率。下圖是2020年8月到2023年2月份以太坊TVL占比走勢。以太坊最新的市場占有率是59.24%。雖然Web3的鏈層基礎設施會長時間保持“一超多強”的格局，且以太坊本身技術升級不斷，但是隨著zkRollup、opRollup這類以太坊Layer2對Layer1的流量吸收，隨著BNBChain、Polygon等挑戰者的強勢增長，隨著Atpos、Sui等新公鏈的迅速崛起，隨著Cosmos體系的星火燎原，我們將會在2025年之后看到以太坊本身的市場份額長時間低于50%。

2020年DeFi夏天之后的幾乎所有應用都是通過最原始的各鏈逐一單獨部署實現多鏈狀態。這種簡單粗暴的方式不僅給開發者在部署與運營上帶來不小的麻煩，而且還會造成流動性在各條鏈上嚴重割裂、相同Token的鏈間價格差異巨大兩大問題。

深圳市委書記：把區塊鏈技術引入食品全鏈條閉環管理:8月16日，深圳市委書記、市新冠肺炎防控總指揮王偉中到盒馬鮮生羅湖水貝店、北門核酸檢測采樣點調研疫情防控工作。他提到，要堅決抓好進口冷凍食品全鏈條管控，把區塊鏈技術引入食品全鏈條閉環管理，嚴厲打擊凍品走私，構建更高質量、更高水平、更安全的食品安全監管體系。（新京報）[2020/8/17]

Application實現全鏈覆蓋的路徑除了上述原始方式之外，有以下三條主要路徑：第一條路徑也是第一代跨鏈產品的常見路徑，即Application經由一條居間共識協議與起始鏈、目標鏈進行互操作，Appplicatio通常不部署在這條居間鏈上，典型的代表是自成體系的Cosmos、Polkadot，以及Multichain、Celer、Wormhole、Thorchain、Axelar；第二條路徑是通過Optimistic機制來完成與其余各鏈的互操作。這類路徑細分下來的典型代表，有采用OptimisticVerification

&FraudProofs的Synapse、Nomad、Hyperlane，以及采用OptimisticOracle&NoneProofs的LayerZero、Across；第三條路徑是，Application通過基于零知識證明的全鏈互操作協議zkOmnichain與其余各鏈進行互操作，典型的代表是從Cosmos體系走出來的Electron、Polymer、Succinct，專注于NFT跨鏈的Overearlity，以及致力于提供通用解決方案的WayNetwork。

全國人大代表劉艷：利用區塊鏈等技術加快聯通信息追溯全鏈條:全國人大代表、臺盟中央常委、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院副院長劉艷提出了“關于推進出口產品質量追溯體系建設，維護中國制造形象的建議”。她建議，落實技術支持，加快推進創新先進技術手段的應用普及。全面推進生產、流通、服務、行政執法等各個環節中的信息技術現代化，利用物聯網、大數據、區塊鏈等創新先進技術加快聯通信息追溯全鏈條。（第一財經）[2020/5/26]

最后還有一條路徑是，Application部署到一條全新的智能合約公鏈之后，通過這條鏈與其余各條鏈進行互操作，典型代表是ZetaChain和MapProtocol。這是一條開發與運營都很重的路徑。首先要解決與第一代產品一樣會面臨的EVM公鏈跨異構鏈時的賬本對齊難題，其次因為與現有智能合約公鏈功能重疊，所以必然需要與它們直接競爭搶奪Application資源。但不管是走哪條路徑，都在做同樣一件事，即將單鏈應用轉化為全鏈應用。

第一代中間鏈模式，驗證節點多了則慢，少了則不安全，且節點運營特別重，難以成為擔當Web3NetworkFabric大任。這樣一來，我們就只能將注意力放在非中間鏈模式，重點考察第二代產品模式opOmnichain與第三代產品模式zkOmnichain。

聲音 | 北京市商務委主任閆立剛：將應用區塊鏈等技術實現全鏈條追溯管理:北京市商務委主任閆立剛近日透露，北京市商務委最近幾年通過建立食品安全追溯體系以保證食品安全。今年北京市商務委還與京東集團展開合作，通過應用大數據、區塊鏈、無線射頻技術、云計算和人工智能等新技術，雙方將共同探索，實現從原材料采購、生產加工到成品銷售的全鏈條追溯管理，進一步推進商品從產地到流通的閉環追溯體系。[2018/7/17]

全鏈互操作性協議Layer0賽道像以太坊擴容方案Layer2賽道一樣，形成了OP和ZK兩大類解決方案。我們首先來看OP方案里頭的OptimisticOracle子模式，該模式下的LayerZero使用Chainlink預言機，而Chainlink項目方也有自己的跨鏈互操作性協議(Cross-ChainInteroperabilityProtocol,CCIP)，兩個項目方既合作又競爭。Across則使用UMA作為預言機，而UMA與Across是屬于同一個團隊的兩個項目。

這類方案無法實現真正意義上的去中心化，且不具備共享安全性SharedSecurity。SharedSecurit是指在給定基礎設施上運行的特定Token或Application不能自由選擇其安全模型，而必須遵守基礎設施提供的任何安全需求。所有的Layer1、Layer2都具備SharedSecurity，Layer0也應當具備SharedSecurity，而不能是IsolatedSecurity，因為只有這樣，才能為終端用戶提供統一的底層安全保障，而無論他們使用的是哪個應用程序，無論應用程序的內部安全策略是什么。基礎設施里“基礎”二字即是這個意思。

聲音 | SECC安全鏈: 區塊鏈安全的核心是重構安全節點經濟體:7月6日消息，Security Chain（安全鏈）創始人錢科銘認為，區塊鏈安全問題的核心體現在算法安全性、協議安全性、實現安全性、使用安全性和系統安全性五個方面。而造成區塊鏈整體安全隱患日益嚴重的根本性原因有三點：

一、安全白帽子(開發者)的價值一直以來被嚴重低估，致使黑客攻擊獲取的回報遠遠高于白帽子。造成區塊鏈安全領域，更多人愿意選擇當黑客，而不是維護正義的白帽子。

二、安全產品利潤和銷售渠道被中心化大公司壟斷，使用者需付出高代價但無法獲得有效果的安全能力。

三、由于市場的封閉性，導致安全開發者收入偏低，高階級別的白帽社群也不屑于與大公司合作。[2018/7/6]

此外，上述OptimisticOracle有著嚴格的信任假設，終端用戶必須相信Oracle不會胡亂驗證。此時，Oracle即是該模式下的AThirdTrustedParty。用戶必須相信Oracle與Relayer不會合謀做惡盜取用戶資產。而且，這類方案并不會產生任何欺詐證明FraudProofs或者有效性證明ValidityProofs也沒有鏈上驗證Proofs之說。種種弊端與問題，L2BEAT、Nomad、WayNetwork等團隊均曾撰文指出，這里不再討論。

供深食品基地建設將結合區塊鏈等技術 做到可視化、可追溯、全鏈條監管:日前，深圳市食藥局與江西贛州定南縣簽署協議，定南縣將作為供深農產品基地，為深圳提供優質安全的食用農產品。供深食品基地將在原有的《深圳市“菜籃子”基地認定與監測管理暫行辦法》的基礎上，結合新技術，包括物聯網、互聯網、區塊鏈等現代信息技術手段，做到可視化、可追溯、全鏈條監管。[2018/6/5]

我們接下來看OP方案里頭的OptimisticVerification子模式，這種模式比上述OptimisticOracle更加嚴謹審慎，會產生FraudProofs。消息在源鏈上樂觀地簽名，由鏈下Validator組成的網絡負責在強制執的樂觀窗口期OptimisticWindow(TimeoutPeriod)內向目標鏈提交欺詐證明。在這個窗口期內，欺詐消息可能會受到挑戰。如果注意到任何錯誤，Validator可以檢查和否決消息并禁止任何欺詐交易。相比于第一代產品的外部驗證網絡依賴于誠實多數假設而言，OptimisticVerification依賴于單一誠實驗證者假設。樂觀驗證只需要有一個發起Change的誠實Validator就能守衛系統的安全。但Tradeoff正是這個窗口期帶來的延遲。好在這個Latency不像opRollup那么長，不用等7天，而是等幾十分鐘，比如Nomad就設置了30分鐘的TimeoutPeriod。

我們最后再來看最重要的zkOmnichain，該模式屬于Zero-KnowledgeVerification，具備更好的魯棒性Robustness。zkOmnichain就像zkRollup一樣，也會產生有效性證明ValidityProofs。其中很重要的環節是調用Sum-CheckProtocol模塊，在鏈下做證明(Sum)，在鏈上做驗證(Check)。經過這種非常嚴謹的數學與密碼學驗證，來實現完備性Completeness與公正性Soundness。至于簡潔性Succinctness，則可以采用Groth16來進一步壓縮ProofSize。例如，WayNetwork的zkSpark所產生的原始ProofSize大約是100KB，但經過Groth16壓縮之后可以降至130B。

正是有了zkOmnichain這種“強密碼學”的全鏈互操作性協議，我們終于能夠實現基礎設施產品的最高標準，即去掉任何第三方受信主體的去信任化Trustless，去掉任何中心特權主體的去中心化Decentralized。隨著zkOmnichain的出現，我們終于看到了從“鏈”變為“網”的可能性，看到了建造一個能支持大規模全鏈應用部署到各條智能合約公鏈的基礎設施Layer0的可行性。

基于zkOmnichain的全鏈應用會帶來哪些變化？首先是去掉了第一代跨鏈產品里頭的居間鏈IntermediateChain，消減了昂貴驗證節點運營成本；其次是去掉了IntermediateToken居間代幣以及Wrapped/PeggedToken衍生代幣，用戶無需信這些代幣就可以完成NativeToken跨鏈交易。最后是去掉了第三方受信主體Oracle預言機，這一舉措的意義有助于提高全鏈網絡的韌性。基于zkOmnichain的全鏈應用，既不依賴于居間鏈，又不依賴于預言機，同時也沒有居間代幣與衍生代幣。它以嚴密的數學、密碼學進行有效性證明，并在鏈上做驗證的方式來實現去中心化Decentralized和去信任化Trustless的目標，實現像比特幣網絡一樣的peer-to-peer全鏈通訊。

從Singlechain到Multichain再到Omnichain，這是Web3大浪潮的基本走向，屆時全鏈應用將不再像現在一樣稀稀疏疏，而是將普遍存在。基于zkOmnichain的應用有著更高的跨鏈安全性，更低的通訊成本，以及更快的通訊速度，因此也就更容易獲得成功。

過去一段時間，旨在將各條區塊鏈連接成名副其實的Web3的全鏈互操作性協議層出不窮。對照Web2的語境，Cosmos相當于構建了一個LocalAreaNetwork(LAN)，WayNetwork則致力于構建WideAreaNetwork(WAN)乃至Internet。判斷該類產品好壞的標準，不在于該協議能接入的鏈的多少或者其他東西，而在于接入方式是否具備中本聰共識，即Decentralized和Trustless，因為這是“1”，其他是“0”，沒有1，再多的0都沒有用。

結語

可以預見，全鏈應用將在未來三年里逐步取代單鏈/多鏈應用成為Web3應用的主流部署模式，而zkOmnichainInteroperabilityProtocol是實現這一進程的關鍵技術手段和基礎設施。很快，我們將看到基于zkOmnichain的全鏈AMM應用、全鏈Lending應用、全鏈SocialFi，全鏈NFT等等如雨后春筍不斷冒出。

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