區塊鏈:對比 23 個跨鏈橋 了解 L2 橋現狀_ROL

原文作者：企業以太坊聯盟社區項目L2標準工作組AndreasFreund。

我們生活在一個多鏈的世界，數十億美元的資產價值鎖定在100多條鏈上。而這些區塊鏈資產的所有者的行為就像他們在傳統金融中的資產一樣：他們正在尋找套利機會來賺錢。然而，與傳統金融世界不同，在傳統金融世界中，一個國家的資產可以在另一個國家的套利活動中使用，而無需通過可信賴的中介機構轉移資產，同樣的方法在很長一段時間內對區塊鏈都不起作用，原因有以下三個：

區塊鏈不能相互溝通，

由于公共區塊鏈的無信任性質，在特定區塊鏈上進行套利需要所有相關資產都存在于該區塊鏈上，

并且在無信任區塊鏈之間沒有傳統金融中可信賴的中介。

為了解決區塊鏈上資本效率低下的問題，并在此過程中賺錢，有進取心的個人創建了區塊鏈橋梁來應對這三個挑戰，并開始將區塊鏈生態系統連接在一起——是的，你現在可以在以太坊上交易比特幣。當然，跨鏈橋也可以用于其他類型的功能；但是，主要功能是提高資本效率。

什么是區塊鏈橋？

在高層次上，區塊鏈橋連接兩個區塊鏈，通過信息和/或資產的傳輸促進這些區塊鏈之間安全和可驗證的通信。

這提供了許多機會，例如

資產跨鏈轉移，

新的去中心化應用程序(dApps)和平臺，允許用戶訪問各種區塊鏈的優勢——從而增強他們的能力，

來自不同區塊鏈生態系統的開發人員可以協作并構建新的解決方案。

橋有兩種基本類型：

1.受信任橋

依賴中央實體或系統進行操作。關于資金保管和橋梁安全的信任假設。用戶主要依賴橋運營商的聲譽。用戶需要放棄對其加密資產的控制。

2.無需信任橋

使用去中心化系統進行操作，例如帶有嵌入式算法的智能合約。橋的安全性與底層區塊鏈的安全性相同。使用戶能夠通過智能合約控制他們的資金。

在兩組信任假設中，我們可以區分不同的、常見的跨鏈橋設計類型：

鎖定、鑄造和銷毀代幣橋：即時保證最終性，因為目標區塊鏈上的鑄造資產可以在需要時發生，而不會出現交易失敗的可能性。用戶在目標區塊鏈上收到一種合成資產，通常稱為封裝資產，而不是原生資產。

具有統一流動性的本地資產池的流動性網絡：一個區塊鏈上的單個資產池與其他區塊鏈上的其他資產池連接，共享對彼此流動性的訪問。這種方法無法實現即時的、有保證的最終性，因為如果共享池中缺乏流動性，交易可能會失敗。

加密貨幣欺詐事件吸引美國監管機構加強對比特幣的監管:加密貨幣領域不斷擴大，已經對美股造成一定影響，然而加密貨幣在傳統證券和金融服務領域缺乏對投資者和消費者的保護，美國監管機構發表將加強對加密貨幣領域監管的信號。目前的問題是：與證券和衍生品市場不同，目前沒有單一的監管機構對加密貨幣交易所或經紀商進行監管。只有當監管機構認為美國法律適用于特定的加密貨幣或交易時，才會根據資產的出售或交易方式進行干預。[2021/7/7 0:32:07]

然而，所有設計，以及在任何信任假設下，都必須解決區塊鏈橋面臨的兩個難題。

Stargate的RyanZarick提出的”跨鏈橋三難困境“

橋協議可能只有以下三個屬性中的兩個：

即時保證最終性：保證在源區塊鏈上的交易執行和目標區塊鏈上的交易最終確定后立即在目標區塊鏈上接收資產。

統一流動性：源和目標區塊鏈之間所有資產的單一流動性池。

本地資產：接收目標區塊鏈資產，而不是代表源區塊鏈上原始資產的橋鑄造的資產。

由Connext的ArjunBhuptani提出的互操作性三難困境

互操作性協議可能只有以下三個屬性中的兩個：

無需信任：與底層區塊鏈相同的安全保證，沒有新的信任假設。

可擴展性：連接不同區塊鏈的能力。

通用性：允許任意數據消息傳遞

除了可以通過巧妙設計解決的三難困境之外，區塊鏈橋的最大挑戰是安全性，正如2021年和2022年發生的許多黑客攻擊事件所證明的那樣；無論是Wormhole、Ronin、Harmony還是Nomad事件。從根本上說，區塊鏈之間的橋梁僅與資產的橋梁中使用的最不安全的區塊鏈一樣安全。但是，對于錨定在同一第1層(L1)區塊鏈上的第2層平臺之間的橋來說，后一個問題不是問題，因為它們從共享的L1區塊鏈共享相同的安全保證。

為什么跨鏈橋對L2很重要？

到目前為止，我們還沒有具體討論旨在擴展L1區塊鏈同時繼承L1安全保證的L2平臺，因為L2嚴格來說是一種特定類型的橋：本地橋。然而，在L2之間創建橋梁時，L2平臺有一些特性，例如optimisticrollupsvs.zk-rollupsvsValidiumrollupsvsVolitionrollups。這些差異使它們變得特別，因為L2與L1以及不同L2之間在信任假設和最終性方面存在差異。

LocalBitcoins：量子計算可能對比特幣及其加密算法構成威脅:LocalBitcoins博文指出，量子計算技術可能會對比特幣及其加密算法構成嚴重威脅。文章強調，保護比特幣的加密算法目前是不可滲透的。但隨著量子計算的出現，比特幣算法受到威脅。

一般來說，量子計算的出現是為了利用量子力學超越傳統計算機的能力。文章強調，比特幣算法最大風險來自量子計算，其簽名算法使用橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）。該算法用于生成公鑰/私鑰對，以安全地簽署比特幣交易。

專家預測，量子計算機可能在未來十年內開始打破基于二進制的加密算法。據估計，一臺4000 qubit的量子計算機可以破解一個比特幣的代碼。但現在最強大的量子計算機大約為50 qubit。（Finbold）[2020/11/8 12:02:03]

L2之間的橋很重要的原因與L1相同：L2資產正在尋求其他L2的資本效率，以及可移植性和其他功能。

如前所述，如果橋接的L2錨定在同一L1上，則可以克服L2平臺上本地信任假設的差異。而且這座橋不需要額外的信任假設。然而，錨定L1上L2交易最終性的差異使得以信任最小化的方式在L2之間橋接資產具有挑戰性。

L2區塊鏈橋的類型：概述

深入研究L2橋，我們發現L2-L2橋理想情況下應滿足以下標準：

客戶端必須從它們通過抽象層連接的每個L2協議中抽象出來——松散耦合范例。

客戶端必須能夠驗證從抽象層返回的數據是否有效，理想情況下無需將信任模型更改為目標L2協議所使用的模型。

接口L2協議不需要結構/協議更改。

第三方必須能夠獨立構建目標L2協議的接口——理想情況下是標準化接口。

從目前的情況來看，人們會發現大多數L2橋將L2視為另一個區塊鏈。請注意，Optimisticrollups中使用的欺詐證明和zk-rollups解決方案中使用的有效性證明取代了“正常”L1到L1橋接中使用的區塊頭和Merkle證明。

當前的L2橋格局

下面我們總結了L2橋的當前和非常多樣化的景觀，包括名稱、簡要摘要和橋梁設計類型：

1.HopeExchange

描述：Rollup-rollup通用代幣橋。它允許用戶幾乎立即將代幣從一種rollup發送到另一種rollup，而無需等待rollup的挑戰期。

https://hop.exchange/whitepaper.pdf

Eric Wang：Kusama相對比波卡有不一樣的關注點和適用場景:BW.io Global CEO Cathy Zhu于5月8日15：00在BW中文社群開展AMA直播，對話Parity生態系統發展負責人Eric Wang, 剖析Polkadot波卡的兄弟網絡Kusama。Eric表示Kusama可以類比為波卡的鏡像，不過相對比有不一樣的關注點和適用場景。相比波卡，Kusama讓快速精益、愛探索的初創公司更容易使用波卡生態最新的技術。Kusama也會有很高的吞吐量，對于安全性需求不是很高的項目來講是個理想的選擇。另外，Eric也反饋今年是值得興奮的。Acala Network開發團隊已經宣布將會在Kusama網絡上啟動基于DeFi和穩定幣的平行鏈。Chainlink也宣布構建基于Kusama的預言機平行鏈。[2020/5/8]

設計類型：流動性網絡

2.Stargate

描述：

可組合的原生資產橋和基于LayerZero構建的dApp。DeFi用戶可以在單筆交易中在Stargate上跨鏈交換原生資產。應用程序組成Stargate以在應用程序級別創建本機跨鏈交易。這些跨鏈交換由社區擁有的Stargate統一流動資金池支持。

設計類型：流動性網絡

3.SynapseProtocol

描述：

一個代幣橋，利用鏈和流動性池之間的驗證者來執行跨鏈和同鏈交換。

設計類型：混合設計

4.Across

描述：

一個跨鏈Optimistic橋，使用稱為中繼器的參與者來滿足目標鏈上的用戶傳輸請求。中繼器隨后會通過向以太坊上的Optimsitic預言機提供其行為證明來獲得補償。該架構利用以太坊上的單一流動性池和目標鏈上的獨立存款/償還池，這些池使用規范橋進行重新平衡。

設計類型：流動性網絡

5.Beamer

描述：

使用戶能夠將代幣從一個rollup移動到另一個rollup。用戶通過在源rollup上提供代幣來請求傳輸。流動性提供者然后填寫請求并直接將代幣發送給目標rollup上的用戶。該協議的核心重點是盡可能方便最終用戶使用。這是通過分離兩個不同的關注點來實現的：向最終用戶提供的服務，以及流動性提供者回收資金。請求一到達，就樂觀地提供服務。源rollup的退款由其自身的機制保證，并與實際服務分離。

動態 | 數據顯示：對比特幣發起51%攻擊每日需花費2100萬美元:Messari數據顯示，對比特幣發起51%攻擊每天需要花費2100萬美元。就目前而言，比特幣51%攻擊成本幾乎比以太坊攻擊成本高出8倍，以太坊攻擊成本約為270萬美元。相比之下，BCH、BSV、LTC以及ETC攻擊成本則在100萬美元以下。（Decrypt）[2020/2/2]

6.BiconomyHyphen

描述：

多鏈中繼網絡利用基于智能合約的錢包，供用戶與流動性提供者交互，在不同L2網絡之間轉移代幣。

設計類型：流動性網絡

7.Bungee

描述：

該橋建立在Socket基礎設施和SDK之上，以套接字流動性層(SLL)作為其主要組件。SLL匯集了多個橋和DEX的流動性，還允許P2P結算。這與流動性池網絡不同，因為這個單一的元橋允許根據用戶的偏好通過最佳橋動態選擇和路由資金。

設計類型：流動性池聚合器

8.CelercBridge

描述：

一個去中心化的非托管資產橋，支持跨越30多個區塊鏈和L2rollup的110多種代幣。它建立在Celer鏈間消息框架之上，而Celer鏈間消息框架建立在CelerStateGuardianNetwork(SGN)之上。SGN是建立在Tendermint上的權益證明(PoS)區塊鏈，充當不同區塊鏈之間的消息路由器。

設計類型：流動性網絡

9.Connext

描述：

調度和處理與跨鏈發送資金相關的消息。用于規范資產、快速流動性和穩定兌換的托管基金。Connext合約使用菱形模式，因此它包含一組Facets，這些Facets充當功能組的邏輯邊界。Facets共享合約存儲，可以單獨升級。

設計類型：混合設計

10.ElkFinance

描述：

使用具有以下功能的ElkNet：

用于價值轉移的跨鏈實用代幣

與傳統橋相比安全可靠的傳輸

在Elk支持的所有區塊鏈之間通過ElkNet在幾秒鐘內進行跨鏈價值轉移

橋接即服務(BaaS)為開發人員提供基礎設施，以利用ElkNet實現自定義橋接解決方案

彭博社部門總編：監管必將后悔沒有及早對比特幣采取行動:全球媒體彭博社跨資產部門總編Tracy Alloway今日發推特稱，監管必將后悔沒有及早對比特幣采取行動。一方面，如果比特幣慘烈失敗，那么廣大投資者將血本無歸；另一方面，如果比特幣大獲成功，那么監管機構的權威和效力將受到威脅。[2017/12/4]

所有連接的區塊鏈之間的跨鏈交換

為我們的流動性提供者提供無償損失保護(ILP)

具有獨特能力和特性的不可替代代幣

設計類型：混合設計

11.LI.FI

描述：

橋接器和DEX聚合器，可將任何鏈上的任何資產路由到所需鏈上的所需資產，通過SDK在API/合約級別提供，或作為dApp中的可嵌入小部件

設計類型：流動性池聚合器

12.LayerSwap

描述：

以低廉的費用將代幣從中心化交易賬戶直接橋接到第2層網絡。

設計類型：流動性網絡

13.Meson

描述：

一個使用哈希時間鎖定合約(HTLC)的原子互換應用程序，使用用戶之間的安全通信與流動性提供者中繼網絡相結合，用于支持的代幣。

設計類型：流動性網絡

14.O3Swap

描述：

O3的Swap和Bridge跨鏈機制聚合了跨鏈的多個流動性池，允許與計劃中的加油站進行簡單的一次性確認交易，解決每個鏈上的gas費需求。

設計類型：流動性池聚合器

15.Orbiter

描述：

用于傳輸以太坊原生資產的去中心化交叉rollup橋。系統有兩個角色：Sender和Maker。“Maker”必須先向Orbiter的合約存入超額保證金，然后才有資格成為“Sender”的交叉rollup服務提供商。在通常的過程中，‘Sender’在‘SourceNetwork’上將資產發送給‘Maker’，‘Maker’在‘DestinationNetwork’上將資產發回給‘Sender’。

設計類型：流動性網絡

16.PolyNetwork

描述：

允許用戶使用Lock-Mint交換在不同區塊鏈之間轉移資產。它使用PolyNetwork鏈來驗證和協調受支持鏈上中繼器之間的消息傳遞。每條鏈都有一組Relayers，而PolyNetwork鏈有一組Keepers，用于簽署跨鏈消息。與PolyBridge集成的鏈需要支持輕客戶端驗證，因為跨鏈消息的驗證包括通過Merkle證明驗證塊頭和交易。橋基礎設施使用的一些智能合約未在Etherscan上驗證。

設計類型：代幣橋

17.Voyager(RouterProtocol)

描述：

路由器協議使用尋路算法找到最佳路徑，利用類似于Cosmos的IBC的路由器網絡將資產從源鏈移動到目標鏈。

設計類型：流動性網絡

18.UmbriaNetwork

描述：

Umbria有三個主要協議協同工作：

跨鏈資產橋；支持在其他不兼容的區塊鏈和加密貨幣網絡之間轉移資產。

一個質押池，用戶可以通過向橋提供流動性來賺取其加密資產的利息。UMBR的流動性提供者賺取橋產生的所有費用的60%。

去中心化交易所(DEX)；自動流動性協議由恒定的產品公式提供支持，使用智能合約部署，完全在鏈上進行管理。

兩種協議協同工作以提供加密貨幣網絡之間的資產遷移。

設計類型：流動性網絡

19.ViaProtocol

描述：

該協議是鏈、DEX和橋接器的聚合器，用于優化資產傳輸路徑。這允許以三種方式進行資產橋接：

在不同的區塊鏈上進行多項交易

通過集成DEX的去中心化橋進行一筆交易

通過半中心化橋進行一筆交易，將觸發目標鏈上的第二筆交易

設計類型：混合設計

20.Multichain

描述：

Multichain是經過外部驗證的橋梁。它使用運行SMPC協議的節點網絡。它通過代幣橋和流動性網絡支持數十條區塊鏈和數千種代幣。

設計類型：混合設計

21.OrbitBridge

描述：

OrbitBridge是OrbitChain項目的一部分。它是一個跨鏈橋，允許用戶在支持的區塊鏈之間轉移代幣。代幣存放在源鏈上，“表示代幣”在目標鏈上鑄造。存入的代幣沒有精確鎖定，OrbitFarm可以在DeFi協議中使用。應計利息不會直接傳遞給代幣存款人。橋合約實施和Farm合約源代碼未在Etherscan上驗證。

設計類型：代幣橋

22.Portal(Wormhole)

描述：

PortalTokenBridge建立在Wormhole之上，Wormhole是一種消息傳遞協議，它利用專門的節點網絡來執行跨鏈通信。

設計類型：代幣橋

23.Satellite(Axelar)

描述：

Satellite是由Axelar網絡提供支持的代幣橋

設計類型：流動性網絡

L2Beat項目維護了一個與L2相關的區塊鏈橋列表，及其總價值鎖定(TVL)，以及描述和簡要風險評估。

L2橋風險概況

最后，當用戶使用L2橋時，實際上，任何橋都需要小心，并且需要針對給定的橋評估以下風險：

資金損失

預言機、中繼器或驗證者串通提交欺詐性證明和/或中繼未緩解的欺詐性傳輸

驗證者/中繼者私鑰被泄露

驗證者惡意鑄造新代幣

虛假聲明沒有及時提出異議

目標區塊鏈重組發生在Optimistic的預言機/中繼者爭議時間過去后。

協議中涉及或使用的未經驗證的合約源代碼包含惡意代碼或功能，可以被合約所有者/管理員濫用

代幣橋所有者行為不端，或發起影響用戶資金的時間敏感的緊急行動，并且沒有與用戶群進行適當的溝通

協議合約暫停

協議合約收到惡意代碼更新

凍結資金

中繼器/流動性提供者不對用戶交易采取行動

協議合約暫停

協議合約收到惡意代碼更新

橋上目標代幣流動性不足

審查用戶

目標或目標L2或兩者上的預言機或中繼器無法促進傳輸

協議合約暫停

雖然此列表并不詳盡，但它很好地概述了當前使用橋梁的相關風險。

使用零知識證明(ZKP)技術的新開發正在進行中，旨在減輕上述一些風險因素并解決兩個橋難題。特別是，ZKP的使用允許以下橋設計特征：

無需信任且安全，因為源區塊鏈和目標區塊鏈上區塊頭的正確性可以通過zk-SNARKs證明，zk-SNARKs可在EVM兼容的區塊鏈上進行驗證。因此，不需要外部信任假設，假設源和目標區塊鏈以及使用的輕客戶端協議是安全的，并且我們在中繼網絡中有1-of-N誠實節點。

無需許可和去中心化，因為任何人都可以加入橋的中繼網絡，并且不需要PoS風格或類似的驗證方案

可擴展，因為應用程序可以檢索ZKP驗證的區塊頭，并執行特定于應用程序的驗證和功能

高效，因為新的、優化的證明方案具有較短的證明生成和快速的證明驗證時間

盡管還早，但這些類型的開發有望加速橋梁生態系統的成熟和安全。

概括

我們可以將以上關于L2橋的討論和概述總結如下：

L2Bridges是L2生態系統的重要粘合劑，可進一步促進L2互操作性以及整個生態系統中資產和應用程序的高效使用。

在錨定在同一L1上的L2上使用的L2網橋，例如以太坊主網，比L1之間的網橋更安全——假設源代碼是安全的，這通常是一個很大的假設。

與所有分布式系統架構一樣，需要做出重要的權衡，如兩個假設的三難困境——區塊鏈橋三難困境和互操作性三難困境所表達的那樣。

L2橋有非常不同的信任假設，例如，可信與無信任的橋，以及非常不同的設計選擇，例如，鎖定-鑄造-銷毀與流動性網絡。

L2Bridges生態系統仍處于初期階段，并且處于不斷變化的狀態。

建議用戶進行盡職調查，以評估哪些L2網橋能夠提供滿足其需求的最佳風險回報概況。

使用最新的ZKP技術正在進行新的開發，這些技術有效地解決了兩個橋三難困境，并有助于提高橋梁的整體安全性。

雖然仍處于標準化L2互操作性框架的早期階段，但這些都是重要的發展，需要認真對待，因為這些項目中的任何一個都可能成為“那個”橋接框架。

非常感謝TasDienes、DanielGoldman和BartekKiepuszewski仔細閱讀了手稿并提出了寶貴的內容建議。

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