比特币数据结构图片,比特币底层结构图

  

  本文从技术方案、安全性、价值特征等角度探讨了资产跨链桥的发展趋势。   

  

  撰文:Todd Zhu,AT Capital VP   

  

  继Chainswap之后,Anyswap也被黑了,这在一定程度上证明了跨链桥越来越“值钱”,值得关注。毕竟DeFi和交易所是之前被攻击最多的,都是非常有价值的。   

  

  在你开始胡说八道之前,建议你回想一下,你用过最好的跨链桥是哪一个?不知道有没有和我一样的朋友——如果不考虑去中心化的问题,CEX把钱转给连锁的经历真的很甜,很少雷霆万钧!   

  

  现在请记住你的答案,然后我们往下看。(如果   

  

  P.S .考虑到跨链实现异构链信息比较困难;跨链资产足以满足DeFi目前的需求。所以本文暂且不讨论信息跨链(如Polkadot),只讨论资产跨链。(除非另有说明,以下跨链桥是指资产跨链桥)   

  

  现在是跨链桥。随着近一年来Matic Network、BSC、Solana等异构链生态的蓬勃发展,结合以太坊,的拥堵情况,市场上出现了以太坊用户想出去,异构链项目组想要一些流动资金作为起步基础的情况。一套好用但不雷人的跨链基础变得越来越重要。(安全部分在第6章)   

  

  (p.s .新链上的DeFi头矿,不好闻吗?)   

  

  言归正传,下面用一个市场结构图来展示由几个跨链桥组成的庞大资产流通网络:   

  

     

  

  下图是根据跨链桥的分散程度(在一定程度上,分散程度约等于跨链的安全程度)进行跨链桥优化的过程;跨链效率(包括跨链耗时、用户操作便捷性、资金利用率)总结了目前市场上一些主流的跨链桥。   

  

     

  

  极光作为桥梁的一部分,具有一定的信息跨链原型。   

  

  从技术方案的特点来区分跨链桥项目。为了方便了解资产跨链桥的来龙去脉,先从最简单、最成熟的资产跨链桥方案——WBTC说起:   

  

     

  

  爱丽丝打算通过wBTC把1BTC转到她在以太坊的账户上。步骤如下:   

  

  将Alice 1BTC质押到比特币网络中由wBTC控制、多重签名管理的质押地址;WBTC从比特币网络中检测到爱丽丝质押的操作记录,并将此操作信息通知其在以太坊网络中的智能合约;以太坊中wBTC的智能合约根据获取的跨链操作信息,在以太坊网络中铸造一个wBTC,并传送到爱丽丝在以太坊中的地址,完成爱丽丝的跨链操作请求。我们来对以上三种操作做一个抽象的总结。在转移过程中,Alice需要wBTC帮助她完成两个核心部分:   

  

  让目标链知道爱丽丝跨链需求的具体信息和进度——本文称之为预测器;在目标链中,通过跨链行为,爱丽丝被赋予了应该获得的资产——这就是所谓的玩钱。从某种意义上说,从图2中的顶部到底部,优化是沿着上面的两个核心发展的:   

  

  预言机:去中心化、广覆盖   

  

  去中心化:币安桥(预测器由币安集中控制)Anyswap(预测器由融合网络所有节点通过共识控制);覆盖面广:wBTC(预言机只能覆盖比特币到以太坊)穿梭流(预言机可以同时覆盖Conflux到以太坊、BSC等渠道)打钱:去中心化、打钱快、钱好用   

  

  考虑到赚钱比预测机器更难理解一点,我们不得不求助于DeFi创新狂魔Andre Cronje在今年3月提出的跨链资产四分类(如果我们研究过ac的跨链资产四分类,可以跳到单链桥VS多链桥的部分)。   

  

  以跨越1 USDC从以太坊到Fantom为例:   

  

  余额变动(Balance Flow):发起者的1 USDC被以太坊的跨链契约锁定后,神谕会通知Fantom跨链契约,Fantom上的契约会将其1 USDC发送到Fantom中的接收者地址;   

  

  由于跨链桥的资产量巨大,跨链过程只涉及跨链桥上各类资产余额的变化(反向跨回只需要改变桥内资产余额;如果余额控制权掌握在少数个人手中,可能存在超发风险),但不涉及资产的铸造和销毁。最常用的方法是集中式跨链网桥,例如币安Bri。   

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铸造 / 销毁(Mint/Burn):在发起者的 1 USDC 被锁定在以太坊部分的跨链合约后,预言机部分将通知 Fantom 上的跨链合约,Fantom 上的合约铸造出对应的 1USDC 并发送到接收者在 Fantom 的地址(反向跨回去的时候会销毁 Fantom 上铸造出的 USDC);

  

跨链桥本身在没有以太坊智能合约内没有锁定资产的情况下,在 Fantom 上是不会持有资产的,即只有接受到了铸造指令,才会 1:1 的持有 >>> 作为较为基础的模式,现在很多跨链桥身上都能看到铸造 / 销毁的身影,尤其是单链桥,e.g. Token Bridge 将 Dai 跨至 xDAI 链(前提是铸造出的代币能够直接在目标链上被使用,即 xDai 能直接在 xDAI 链上被使用,所以此模式无法很好的支持多链桥的很多项目)。

  

流动性互换(Liquidity Swap):在发起者的 1 USDC 被锁定在以太坊部分的跨链合约后,预言机部分将通知 Fantom 上的跨链合约,Fantom 上的合约将其持有的 1 anyUSDC (假设通过 Anyswap 完成)发送到接收者在 Fantom 的地址,并为之提供一个 anyUSDC 兑换 USDC (主要考虑到 Fantom 上的应用基本只支持使用 USDC,而不支持 anyUSDC);

  

上述流程,除去最后一步,都与方案 a 相同(即可能出现超发风险),而最后一步,则相较于 a、b 两套方案提出了对跨链触达的每一条链都要有一个流动性池的要求 >>> 此方案的代表作为 Anyswap v2。

  

从此方案开始,由于用户最终在目标链使用的资产已非跨链桥铸造的代币(Wrapped Token),而是目标链上普适性的代币,所以跨链后的资产已脱离跨链桥的背书支持,AC 称之为非托管方案,安全性较之前有了巨大的提升(USDC 的价格崩盘可能性远低于 anyUSDC)

  

打包 + 铸造 / 销毁(Wrapped + Mint/Burn):此方案是 b 和 c 的结合,即在 b 方案的基础上让 Fantom 上的每一枚 anyUSDC 都是根据在其他链锁定的 USDC 1:1 铸造而成;

  

除了延续非托管方案的安全性外,由于 anyUSDC 是去中心化的合约在按照 1:1 的控制下进行产生,故而排除了桥的所有者进行超发的风险 >>> 是目前我最推崇的方案,也最安全的多链资产生成方案,Anyswap V3、Shuttle Flow 便采纳的此类方案。

  

单链桥 VS 多链桥

  

根据对目前市场上去中心化桥中支持与不支持多链跨链项目进行总结、比对,得出在机构层面的差别:

  

单链桥:大部分的单链桥项目都是把预言机+共识结构(针对跨链行为)的主结构放 在起始链或目标链内,与其中一条链绑定度较高,即只为方便两两互跨。

  

  

多链桥:相较于单链桥,多链桥大多将预言机+共识结构(针对跨链行为)的主结 构独立于每个目标链 / 起始链之外(实质是不需要过度依赖其中某一条链),从而 在实现 N 条链互跨的情况下,需要搭的桥数量为 N,而非 N*(N-1)/2 的天量。

  

  

(P.S. 这图确实和 Polkadot / Cosmos 的 Relay Chain 理念长得很像,不得不承认「跨链鼻祖」团队的眼光)

  

主流跨链桥的发展方向如果你已经对预言机、打钱以及单 / 多链有了理解,那下面的赛道 mapping 就比较容易理解了:

  

  

在正式分析技术前,我们其实可以看看每座桥实际跑下来的数据,不难得出俩结论:

  

实际业务中,相较于桥好不好用,目标链能否吸引资产更为关键,能够吸引到资产的链的桥才有业务量。桥再难用、再中心化,只要目标链的 Dapp 有吸引力(e.g. 高收益挖矿),官方桥就是最香的那个 !言归正传,前文第二部分的排序依据,都体现在上表的红标部分:市面上每一个(或每一类)跨链桥真正有价值的特点,都在上表用红色标记出来了,稍微汇总下:

  

去中心化多链桥 >>> 中转链可能是当前的必备,再能一个界面搞定链 ABCD 间跨来跨 去;预言机的去中心化 >>> 最好有链级别的共识来保障跨链行为的正确记录,几个个 体构成的小组不太信得过,通过发行治理币来提高治理的去中心化也不错;打包+铸造 / 销毁就是当前最好的「打钱」技术方案 >>> 不明白的,建议看 AC 原文, 后面有链接;(如果跨链桥在目标链 mint 的代币像 USDT 一样通用,那可以省去建流动性池的这一步)被锁资产最好能提高利用率 >>> 钱别全躺账上,去 DeFi 赚利息;桥能跨什么,最好是无需许可 >>> 类似于 Uniswap 上新币,有人提供流动性就行;能够支持非 EVM 兼容的公链 >>> 开发量比较大,新团队慎选;能够支持 NFT;单次跨链转账最好是几分钟就完成;免去用户需要预留每条链 Gas Fee 资产的障碍;能够发送至任意地址,而不是只能发给自己 metamask 绑定的目标链地址 >>> 理论上,通过将智能合约转账收币的地址变为由资产接收方地址来生成,与资产发 送方进行解耦,即可行;不要有转账上限。上述 12 项,全部一起实现挺难的,做好 trade-off,能落地的更优秀方案才是正解。关于安全恰逢跨链桥黑客攻击事件爆发,和朋友多聊了两句,下面分享一些观点(专业的安全分析链接附在文章末尾,可自行前往观看,在此只讨论与跨链方案相关的安全问题):

  

Chainswap 被黑与跨链方案选型强相关,Anyswap 被黑是更通用型的风险

  

Chainswap:用一句话来解释「黑客透过 Chainswap 调用了项目源生代币的 mint 功能,印钞 & 走人」,从选型来讲是跨链资产四类中的第二类(铸造 / 销毁);

  

Anyswap:用一句话来解释「黑客发现了 Anyswap 的代码漏洞,从而拿到了公私钥对,盗走了资产」,更像是各类项目都会出现的漏洞。

  

将桥与相关项目解耦,将效率问题更多的留给可组合性,会更加安全

  

Chainswap 能够直接调用相关项目的函数是耦合的一种表现,若将其解耦,能一定程度上隔离一层风险:即跨链资产四类中第三(流动性互换)、四类(打包+铸造 / 销毁)会比第二类多一层安全隔离(即便桥被攻击,仍需要通过一次交易才能获得流通资产)。

  

现阶段的方案,效率与安全性较难同时实现,期待突破性创新

  

一方面,跨链资产四类模式中,第二类的效率较第三、四类更加高效(少一段兑换),但在 chainswap 类场景上风险更高;另一方面,Anyswap 如果能够使用足够多节点的公链共识,则能很大程度上避免类似这次被攻击的情况(MPC 不够去中心化的选型)。

  

但不得不承认,无论是第四类跨链资产模式,还是更加去中心化的共识,都是效率更低的方案。

  

进阶需求以及特殊案例在强创新的赛道上,我始终相信 「他山之石,可以攻玉」的道理,所以在这里提及一些不那么相关,但可能摩擦出火花的内容,毕竟在 Hayden Adams 之前,极长的时间内也没有人探索出 AMM 的可能性。

  

进阶需求--跨链流动性

  

以太坊之外的优质资产持续增加,而 Linear、O3Swap 等关注跨链流动性的 DeFi 的出现,标志着对信息跨链之下、资产跨链之内,需求的升阶:不仅要把资产跨过去了,跨链桥需要能与现有的 DeFi 有更紧密的组合性。

  

进阶需求--Layer2 的跨链

  

为防止流动性被割裂、DeFi 的可组合性被拆散,Optimism 等四大通用型 Layer2 之间势必需要一种资产快速流动的通道,甚至是 Layer2 与异构链的资产流动通道。

  

从 Layer1 路由一遍效率实在太低,而 Layer2 的共识机制也注定了短期无法承载前述「打包+铸造 / 销毁」的方案,所以状态通道似乎理所当然的成为了可行方案中最能够被期待的那个(状态通道小额、高频的跨 Layer2),e.g. Celer Network, Connext。

  

特殊案例--Starkware Caspian & ThoreChain

  

虽然一个是 Layer2 的开脑洞方案(Starkware Caspian),另一个是 Layer1 跨链世界的独行者(ThoreChain),但一定程度上,他们想做的事情都一样:在需要跨链的原基础层之上,不伤害到原基础层流动性池的完整性的情况下,完成清结算。

  

结语现在回想一下开头预设的答案,关于理想中跨链桥的模样,你应该有个答案了。想到哪写到哪吧,have a good day。

  

感谢我司实习生 Fuming 和 Steven 对研究的支持;感谢潘老师(链闻)、海波(PANews)两位在与跨链讨论过程中给予我的帮助。

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