一文解析区块链跨链桥和多链的未来

　　由于每个区块链都有一个孤立的生态系统，因此互操作性成为区块链的一个重要问题。这就是我们看到一种称为区块链桥的全新技术出现的地方。

　　1.介绍

　　想象一下，您驾驶着全新的保时捷 911 在一条美丽的道路上行驶，周围环绕着美丽的树木，呼吸着森林的新鲜空气，但最终您遇到了一条河，而您却无法通过。那是您希望有一座桥可以跨越河流的地方，让您的美好经历继续下去。

　　每个区块链都有优点和缺点。有些通过牺牲去中心化来提供快速且廉价的交易，而另一些则通过牺牲可扩展性来提供安全性和去中心化。随着替代区块链项目（例如第 2 层 和第 1 层的扩展解决方案）数量的增加，问题也随之出现。由于每个区块链都有一个孤立的生态系统，因此互操作性成为区块链的一个重要问题。这就是我们看到一种称为区块链桥的全新技术出现的地方。

　　2.什么是区块跨链桥？

　　区块链桥是一种全新的技术，允许不同的 Layer 2 项目和区块链进行通信和交换消息、数据和加密资产。它类似于现实生活中连接道路和地方的桥梁。

　　区块链桥允许用户通过提供基础设施在不同层和链之间转移其加密资产。通过区块链桥梁，用户可以享受多链生态系统中的各种机会并体验其他项目。

　　2.1跨链桥的类型

　　一般来说，区块链桥有两种方法：无需信任和可信。这些网桥的信任过程各不相同，并且两种网桥都有其优点和缺点。

　　2.2值得信赖的跨链桥

　　可信桥由一个集中实体或一组运营商控制，以实现互操作性。用户需要相信中心化实体或运营商的资金安全，这有利有弊。可信桥通常比不可信桥更快、更便宜；此外，它们更易于访问且对开发人员更友好，可以部署在不同的区块链上。

　　然而，由于存在可信实体，用户应该将其资产的控制权交给可信实体进行桥接。举个例子来解释可信桥：假设你想和一个母语是葡萄牙语的人交谈，但你不知道怎么说。在这种情况下，您需要找一位翻译人员将您的英语句子翻译成葡萄牙语。如果译者信誉良好，误译的可能性就很小，

　　可信桥的一些著名示例包括 Ronin Bridge 和特定于链的桥，例如 Harmony Bridge、Avalanche Bridge 和 Binance Bridge。

　　2.3无需信任的跨链桥

　　然而，去信任桥是去中心化的，不需要用户信任任何第三方。它们依赖于智能合约和密码学算法，其安全性更多地依赖于代码和底层链，而不是中心化机构。通过无需信任的桥梁，用户可以控制自己的资金，而不必信任中央实体或运营商团体。然而，由于每种设计都有自己的权衡，无需信任的桥梁通常需要更多的资金和时间来运营。

　　为了继续上一节中的示例，我们使用商店中评论率较高的翻译应用程序更改了翻译器（受信任的实体）。对于该应用程序，我们将依赖于大型社区的代码和审查。

　　Rainbow Bridge、Hop Protocol 和 Connext Network 是最著名的不信任桥的例子。

　　2.4跨链桥连接类型

　　区块链桥可分为跨链桥和二层桥。跨链桥可以连接两个不同的区块链，例如以太坊和 Solana，而第 2 层桥则连接以太坊和第 2 层协议或 L2 到 L2 协议。

　　2.5总结

　　每个区块链都有自己的规则、共识机制、治理规则和经济。跨链桥允许具有不同治理模型、编码语言、共识机制和经济模型的区块链之间的互操作性。

　　跨链桥梁就像现实生活中的桥梁一样，帮助我们到达离散的社区和地区。通常，由于河流、峡谷和其他障碍物导致无法通行道路；有了桥梁，这些障碍就可以被跨越。

　　3.二层网桥

　　第 2 层桥接促进第 2 层解决方案之间或第 2 层与以太坊区块链之间的互操作性和通信。用户现在可以在 Layer 2 解决方案中享受更低的交易费用和快速的交易，而无需牺牲以太坊的安全性。例如，Arbitrum、ZKSync Era 和 Starknet 的原生桥允许用户在以太坊和 Layer 2 之间转移资金。此外，像 Orbiter Finance 这样的桥也可以帮助用户在以太坊侧链和 Layer 2 之间转移资金。

　　4.桥梁的工作类型

　　根据其工作类型，区块链桥可分为两类：包裹式代币桥和流动性桥。

　　4.1包裹式令牌桥

　　包裹式代币桥与铸造和销毁机制配合使用；这就是为什么它们也被称为“Mint & Burn Bridges”。为了成功地将资产转移到另一条链上，用户必须将其资产存入托管人或中介机构，即智能合约或权威机构。验证者或托管人负责资产的托管。

　　他们共同监控两条链上的活动并在它们之间转发数据。托管人或验证人负责资产的铸造和燃烧过程。包裹式代币桥为其他区块链上的流动性打开了大门。例如，BTC 可以通过以太坊和比特币之间的 Wrapped Bitcoin (WBTC) 桥在以太坊网络上使用。

　　为了更好地解释包裹式令牌桥的工作机制，这里举一个例子：假设你想在一家不允许使用真钱的赌场玩桌面游戏（二十一点、扑克、轮盘赌等），所以你需要使用赌场提供的筹码。要获得筹码，您应该先交出钱，然后从赌场托管人处获得等值金额。无论您赢了还是输了一些资金，您都必须将筹码存入托管人才能退还您的资金。

　　Mint & Burn Bridges 最著名的例子是 Wrapped Bitcoin (WBTC)、RenBTC 和 Wrapped Ether (WETH)。

　　4.2流动性桥梁

　　即时流动性桥梁允许用户在不同链之间转移资产。这些桥也被称为“原子交换”，因为链之间的资产转移速度更快，并且桥的两侧都有大量的流动性可供用户交换资产。这些桥梁涉及用户、中继者和流动性提供者。在某些情况下，中继者和流动性提供者是同一参与者。中继器负责链之间的连接。如果用户想要在链 A 和链 B 之间交换资产，他们必须将资金存入中继者或流动性提供者提供的资金池中。

　　之后，中继者在 A 链上处理充值信息，并将数据传输到 B 链上。结算后，用户在 B 链上收到资金。因此，在这种情况下，中继者和流动性提供者有什么好处？中继者和流动性提供者正在通过他们的努力赚取交易费。

　　为了更好地理解流动性桥梁，这里有一个例子：Alice 想要将 100 USDC 从以太坊交换到 Arbitrum，Bob 想要将他在 Arbitrum 上的 100 USDC 交易到以太坊。因此，Alice 和 Bob 同意 Alice 将在以太坊上提供 100 USDC，作为回报，Bob 将在 Arbitrum 上提供 100 USDC。交易结束时，双方将实现在离散链之间交换资产的目标。

　　4.3区块链桥的例子4.3.1 Orbiter

　　Orbiter Finance是一个跨 Rollup 桥，在以太坊区块链的 Rollup 和侧链之间架起 ETH、USD、USDT 和 DAI 的桥梁。目前，Orbiter Finance 支持以太坊生态系统中的 11 个 Rollups 和侧链，包括 Polygon、ZKSync Era、Arbitrum、Optimism、BNB Chain、Starknet 和其他五个。

　　通过 Orbiter Finance，用户可以比传统桥梁更快、更便宜地转移以太坊原生资产。大多数传统桥梁需要大约 10 分钟或更长时间才能在汇总之间转移用户的资金，但使用 Orbiter，用户可以在大约 45 秒内转移资产。

　　Orbiter 的技术使用发送者和制造者机制。发送者是那些想要交叉汇总转移资金的人。Maker 负责协助发送者的交易到达目的地链，并从他们的协助中赚取费用。例如，Alice 想要将她的 ETH 从以太坊区块链转移到 Arbitrum，然后她输入想要发送到 Arbitrum 的金额。Alice 签署她的交易后，Maker 鲍勃通过在以太坊区块链上接收资金并在 Arbitrum 上转移资金来协助 Alice 的交易成功完成。

　　资料来源：Orbiter Finance

　　4.3.2包裹式比特币桥

　　Wrapped Bitcoin (WBTC)是一种由 BTC 1:1 支持的 ERC-20 代币，允许用户在以太坊网络上使用他们的 BTC。借助 WBTC，用户现在可以在 DeFi 平台上使用 BTC 作为流动资产。通常，用户通过中心化交易平台（CEX）交易BTC，但通过WBTC，BTC可以在以太坊网络上使用。

　　来源：WBTC

　　WBTC的工作方案如下；用户通过注册向商家请求 WBTC，商家负责识别了解你的客户 (KYC) 和反洗钱 (AML) 流程。成功识别用户后，商家向负责铸造和销毁 WBTC 的托管人请求 WBTC。请求后，商户从用户的比特币地址接收BTC，并将WBTC发送到用户的以太坊地址。如果用户想要收回他们的 BTC，则可以执行相同的流程，但有一个关键区别：销毁。用户通过向商户转账 WBTC 来创建接收 BTC 的转账请求。随后，商家批准，燃烧过程开始。商家获得 WBTC 并将其送交托管。托管机构拿走 WBTC 并将其烧毁，

　　4.3.3 LayerZero

　　LayerZero是一个全链协议，用于在不同生态系统之间创建可互操作的 dApp，已筹集 2.933 亿美元。它通过两个实体实现交易验证：Oracle 提供区块头，Relayer 提供与上述交易相关的证明。

　　LayerZero 通过启动跨链交易来实现桥接，该交易促进链 A 上的本地交易，并通过链外中继器和预言机（例如 ChainLink）通知链 B 上的应用程序。LayerZero 实现了干净的单交易交换，排除了中间代币。

　　LayerZero 的一些示例用例：

　　跨链去中心化交易平台（DEX）： LayerZero 实现了交换原生或其他资产的跨链 DEX。与现有的包裹桥或中间侧链/托管人相反，LayerZero 在链之间发送消息，允许在两条链上建立流动性池。用户可以将资金存入一个流动性池，并从另一链的流动性池中提取资金。

　　Omnichain 收益聚合器：建立在 LayerZero 之上的收益聚合器，可在多链生态系统中提供巨大机会，让用户能够利用市场和高收益。借助基于 LayerZero 构建的全链收益聚合器协议，用户的机会将呈指数级增长。

　　多链借贷协议：用户无需在目标链持有任何资产即可利用多链。

　　4.3.4 Connext Network

　　Connext Network是一个开源、去信任（V2 中信任最小化）、低成本的跨链流动性桥梁，连接 EVM 兼容链和第 2 层解决方案。Connext 通过节点（路由器）生态系统确保资产的连接和可转移性，该生态系统提供链之间的流动性和路由数据。路由器负责提供流动性并确保链之间消息的传递。

　　Connext V1 (NXTP)

　　Connext 的第一个版本使用了独特的非托管 xdomain 传输协议 (NXTP) 技术。NXTP 允许 EVM 兼容协议（例如 EVM 链和 L2 协议）之间完全无需信任的传输和合约调用。它不依赖于链下验证器集；相反，它使用其部署的每个链的执行环境的验证器集。

　　来源：Connext Network

　　NXT 的交易生命周期是这样的：首先，用户为其交易选择所需的路径。其次，路由器通过称为路由拍卖的密封投标来响应此请求。一旦路由器赢得拍卖，转账准备过程就会开始，将用户的资金锁定在 A 链上。之后，路由器将交易事件提交到 B 链，同时锁定 B 链上的流动性。最后，用户通过扣除交易费和拍卖费。

　　Connext 的 Amarok 更新后，他们与Nomad（一种乐观的桥接解决方案）合作，他们的桥接技术也发生了变化。Amarok 解决了 NXT 引起的问题并增强了用户体验。在 Amarok 更新之前，存在一些问题：

　　Gas 成本高： NXTP 在交易过程中使用准备和履行模型。由于这是一个两次过程，因此该过程可以更有效且更便宜地完成跨链交易。

　　认领流程：在NXTP模型中，用户必须在目标链上签署交易才能接收资金，这使得Connext成为信任最小化的协议，但会导致糟糕的用户体验。

　　路由过程：用户需要等待路由器接受交易并在目标链上使用它；这导致效率低下，甚至由于目标链上的路由器流动性不足而导致交易失败。Amarok 将交易路由从 1:1 演变为 1:N，在不导致交易失败的情况下提供更好的流动性。

　　Connext V2（Amarok 更新）

　　Amarok 现在比以前的 NXT 版本更安全、更便宜。Amarok 更新让 Connext Network 继承底层链的安全性，交易在原生链上进行验证。Connext 的乐观验证模型导致了一个新的权衡：延迟。延迟是由新架构造成的，该架构提供防欺诈以确保网络安全，防欺诈过程大约需要 30 分钟。新的交易流程通过新的安全模型增强了用户体验。

　　Amarok 更新有两种路径：快速和慢速。在慢速路径中，Connext 网络下的每笔交易都在以太坊网络上结算。数据被添加到每条链的 Merkle 根中，并转发回以太坊 L1。快速路径是一种不同的情况，可以在不牺牲 Connext 安全性的情况下增强用户体验。快速路径允许用户成为被动的流动性提供者，并通过向 Connext AMM 提供流动性来赚取收益，或者 LP 通过运行路由器变得更加活跃。快速路径模型允许用户将资金发送到其他链而无需等待更长时间。

　　5.区块链桥的优势

　　1）互操作性：提高不同区块链和层之间的互操作性。

　　2）更快、更便宜的交易：为通过桥接资产进行更实惠、更快捷的交易打开大门。

　　3）可扩展性：帮助解决由拥堵的区块链引起的可扩展性问题。

　　4）协作：允许来自不同区块链或领域的开发人员协作集成去中心化应用程序（dApp）。

　　5）流动性：为非流动性加密货币提供流动性。通过桥梁，用户现在可以在各种区块链协议中使用他们的加密资产，从而从不同的机会中受益。

　　6.区块链桥梁的风险

　　1）资金损失：网络攻击可能会导致资金损失。

　　2）信任中心化中介机构：中心化桥梁运营商可能会窃取资金。

　　3）交易失败：交易失败是由于流动性池资金超载或不足造成的。

　　4）智能合约风险：错误和智能合约风险可能导致黑客窃取资金。

　　5）信任和安全错位：由于信任不平等，区块链桥梁可能会暴露与互连链基本机制相关的风险。

　　6）价格脱钩：包装代币桥梁依赖于预言机和价格反馈，如果出现问题，包装代币最终将失去基础价值。

　　7）新技术风险：与最新和正在开发的技术相关的风险。区块链生态系统中最重要的黑客攻击和利用是通过桥接技术完成的。

　　8）预言机风险：由于区块链的孤立性，预言机是从现实世界拉取或推送数据的必须手段，因此区块链和互操作协议依赖于区块链预言机。如果区块链预言机出现故障，价格波动可能会导致打包资产的价值损失。

　　7.最大的区块链桥黑客攻击

　　据Token Terminal称，桥接黑客攻击占区块链生态系统中所有攻击的近一半，总计造成 25 亿美元的资金损失。桥接器上发生的前三名黑客事件是 Ronin Bridge、Poly Network 和 BNB Bridge。

　　7.1Ronin Bridge黑客

　　在摘除 Poly Network 的榜首之后，区块链生态系统中最大的黑客攻击是在Ronin Bridge中完成的。Ronin Bridge 由最著名的 P2E 游戏之一 Axie Infinity 的开发者于 2021 年创建，作为以太坊的侧链。Ronin Bridge 的目标是通过提供更快、更便宜的交易来提升用户体验。2022 年 3 月，攻击者从桥上窃取了 173,600 ETH 和 2550 万 USDC，窃取了约 6.24 亿美元。

　　7.2Poly Network黑客

　　Poly Network是一种互操作性协议，已成为价值 6.11 亿美元漏洞的受害者。2021 年 8 月，一个名为“白帽黑客”的黑客或黑客组织利用 Poly Network 的智能合约，在以太坊网络、币安智能链和 Polygon Network 上窃取了超过 6 亿美元。Tether 已冻结了利用者钱包中的 3300 万 USDT。经过黑客与 Poly Network 的多次对话，黑客决定通过创建名为“READY TO SURRENDER”的代币并将其发送到 Poly Network 的钱包地址来返还资金。此次事件发生后，Poly 提供了 50 万美元的资助，并担任协议首席安全顾问。截至目前，几乎所有资金均已退回保利网络。

　　7.3BNB桥黑客

　　如果您从事加密行业，您一定听说过 BNB 链及其原生币 BNB。在最著名的加密货币交易平台之一币安的支持下，BNB 跻身市值前 5 名的加密货币之列。2022 年 10 月，BNB 链和币安信标链之间的桥梁 BSC Token Hub 被攻击者利用。攻击者窃取了 200 万个 BNB，价值约 5.86 亿美元，但由于团队注意到链上有不熟悉的活动，因此只成功转移了 1.27 亿美元的资金，并且 BNB 链在大约 8 小时内被停止。此次黑客攻击是由 Binance Bridge 智能合约中的错误引起的，攻击者利用了该错误。区块链安全研究员 Samczun 解释了这种情况：“币安桥验证证明中存在一个错误，可能允许攻击者伪造任意消息。幸运的是，攻击者只伪造了两条消息，但造成的损害可能会严重得多。” 目前，黑客的 BNB 链地址上有价值约 4.3 亿美元的资产。

　　8.结论

　　区块链生态系统每天都在增长，对互操作性协议的需求也在不断增加。连接不同区块链并确保互操作性的桥接协议是生态系统发展的必要条件。尽管每种技术都有优点和风险，但桥梁正在帮助构建多链的未来并消除它们之间的界限。尽管如此，由于最重大的黑客事件针对的是互操作性协议，因此这些项目在用户体验和桥的安全性方面还有更大的改进空间。