Oversigt over krydskædebroer: Hvor er vi nu

Af Angela Potter, Lead Product Manager hos ConsenSys og EEA-medlem, med input fra EEA Crosschain Interoperability Working Group

Fremtiden for blockchain er multichain. Lag 2 er en nøgle del af Ethereum-skaleringsstrategien, og vi har set betydelig vækst af sidekæder og alternative lag 1'ere det seneste år. Selvom der er noget debat om, hvordan denne multichain-verden vil se ud i fremtiden, ved vi, at nye blockchain-netværk opstår hurtigt, og brugerne har et stigende behov for at interagere med flere heterogene blockchains på en sammenhængende måde.

I dag er den vigtigste crosschain-brugssag at bygge bro mellem aktiver fra en kæde til en anden for at få adgang til en mulighed, der kun er tilgængelig på en bestemt kæde. Muligheden kan være at købe et digitalt aktiv; deltagelse i en højtydende defi-protokol; at spille et blockchain-baseret spil; eller blot gøre forretninger med en person i en anden kæde.

Vi ridser bare i overfladen af ​​mulighederne (og risiciene) ved crosschain-broer. I de sidste par måneder resulterede to massive brohak i ~1 milliard dollars i alt stjålne midler. Det Hack til ormehulsbro ($320 mio.) skyldtes en smart kontraktfejl; hvorimod Ronin-bro-hacket kunne have været forhindret med et mere decentraliseret brodesign (se mere diskussion i afsnittet Eksterne Validatorer nedenfor). Gennemsigtigt og tillidsminimeret brodesign har aldrig været vigtigere.

Hvad vil det sige at bygge bro over aktiver?

Selvom vi kan forestille os utallige måder, hvorpå flere blockchains kan have brug for at interagere, er nutidens teknologier primært fokuseret på at gøre det muligt for brugere at flytte penge fra en kæde til en anden. Hvordan opnår broer egentlig dette? Der er to metoder på højt niveau, som vi ser i dag.

1. Aktivoverførsel

Aktivoverførsel involverer låsning af poletter i spærret på kæde A og prægning af nogle tilsvarende ("indpakkede") poletter på kæde B. Når der bygges bro i den modsatte retning, brændes indpakkede tokens på kæde B og låses op fra spærret på kæde A. Med denne metode , er tokens på kæde B altid direkte støttet af midler, der opbevares i brokontrakten på kæde A.

Den største ulempe ved denne tilgang er, at der kan være et stort værdilager låst i brokontrakten på kæde A. Hvis disse tokens skulle blive kompromitteret, ville alle indpakkede tokens på Chain B miste deres værdi.

2. Aktivudveksling

Med en udveksling bytter en bruger på kæde A tokens med en bruger på kæde B. Ingen penge er spærret ud over udførelsen af ​​udvekslingen, og ingen tokens skal præges eller sikkerhedskopieres; to native tokens kan handles direkte. Ulempen er, at hvis jeg vil flytte penge til en anden kæde, skal jeg finde en bruger (eller likviditetsudbyder) på min destinationskæde for at opfylde den anden halvdel af min handel.

Hvordan valideres broer?

For at udføre en aktivoverførsel eller en aktivudveksling på tværs af to blockchains, skal der forekomme parallelle transaktioner på hver kæde. Der skal være en eller anden mekanisme til at sikre, at midler faktisk er blevet betalt på kildekæden, så tilsvarende aktiver kan præges, frigives eller overføres til destinationskæden. Disse metoder varierer i deres tillidsmodeller: en tillidsminimeret bro tilføjer ingen nye tillidsantagelser ud over de to kæder, der er involveret i overførslen, hvilket er ideelt; men dette kan være svært at opnå i praksis som beskrevet nedenfor.

Der er fire primære metoder til at validere kildetransaktionen og starte destinationstransaktionen.

1. Eksterne validatorer

Et betroet sæt validatorer bekræfter, at tokens er blevet deponeret på kildekæden, hvilket gør det muligt at præge tokens eller trække dem tilbage på destinationen. Denne metode kan bruges til aktivoverførsel eller aktivudveksling, og den er nem at konfigurere; men det tilføjer yderligere tillidsantagelser ud over de to kæder, der er involveret i overførslen. Dette er den mest almindelige verifikationsmetode blandt broer på markedet i dag, hvor det samlede antal validatorer generelt spænder fra én til halvtreds afhængigt af broen, og et flertal skal underskrive hver transaktion for at den kan gå igennem.

Det nylige Ronin bridge-hack til $650 mio. fandt sted, da en ondsindet skuespiller erhvervede nøglerne til 5 af 9 validatorer, hvilket gjorde dem i stand til at underskrive en svigagtig transaktion. Dette understreger vigtigheden af ​​at have et stort antal uafhængige parter, der sikrer broen (eller bruger en eller flere af de andre valideringsmetoder, der er skitseret nedenfor).

2. Optimistisk

I denne metode antages transaktioner at være gyldige, medmindre de er markeret af en observatør. Hver indsendt transaktion har en udfordringsperiode, hvor iagttagere bliver belønnet for at identificere svindel. Når udfordringsperioden slutter, er transaktionen afsluttet. Denne tilgang har færre tillidsantagelser end eksterne validatorer, da den kun kræver en enkelt ærlig part for at forhindre svindel. Transaktioner tager dog længere tid (alt fra 30 minutter til en uge) på grund af udfordringsperioden, og observatører skal have ordentligt incitament til løbende at overvåge transaktioner. En native exit fra en optimistisk rollup er det klassiske eksempel, hvor man bruger den underliggende sikkerhed for rollup'et til at flytte fra L2 til L1; men du kan også have en selvstændig optimistisk broprotokol med sit eget sæt eksterne overvågere, som kan bruges på tværs af alle to kæder.

3. Atombytte

Brugt til aktivudveksling, er denne metode afhængig af kontraktkode for sin sikkerhed. Den mest almindelige tilgang er en hash timelock-kontrakt (HTLC), hvor brugere kun kan hente midler på deres respektive destinationskæder, efter at begge parter har indsat midler på deres kildekæder. Hvis en part undlader at indbetale, tilbageføres alt efter en timeout-periode. Denne metode er tillidsminimeret, men kræver, at begge parter forbliver online under byttets varighed for at hæve penge på den anden side, hvilket kan forårsage friktion for slutbrugere.

4. Let klientrelæ

Blokoverskrifter og beviser videresendes fra kildekæden til en kontrakt på destinationskæden, som verificerer dem ved at køre en let klient af kildekædens konsensusmekanisme. Denne metode er tillidsminimeret og bruges oftest til aktivoverførsel, men den kan anvendes til aktivudveksling eller andre mere generelle brugssager. Implementering kommer dog med en masse overhead: en let klient skal udvikles for hvert par af kilde-/destinationskæder, som broen understøtter; og når den først er udviklet, kan den være beregningsintensiv at køre.

Der er mange tilgange til brobygning, hvoraf nogle kombinerer flere af de designs, der er skitseret ovenfor. Der er mange crosschain-projekter derude, inklusive interoperabilitetsnetværk som Cosmos, Polkadot, Chainlink CCIP og Hyperledger Cactus; men med henblik på denne oversigt vil vi fokusere på broer, der understøtter Ethereum mainnet. Her er nogle eksempler på broer på markedet i dag, der understøtter brobygning mellem disse netværk.

Connexts Amarok

Connext planlægger at frigive en ny opgradering i juni kaldet Amarok, skifter deres design fra atomswaps til et aktivudvekslingsnetværk, der bruger Nomads optimistiske protokol at afgøre svindelkrav. Likviditetsudbydere muliggør hurtige overførsler ved at fronte midler, mens de afventer den 30-minutters udfordringsperiode på Nomad.

Humlebytte

Midler i Hoppe er låst på Ethereum og sikret af den native rollup-bro, mens likviditetsudbydere tillader hurtige overførsler mellem L2'er ved at fronte midler til at præge tokens. Indpakkede tokens byttes automatisk tilbage til kanoniske tokens via AMM'er som en del af brotransaktionen.

NÆR Regnbuebroen

Rainbow Bridge muliggør aktivoverførsel mellem Ethereum- og NEAR-netværkene via let klientrelæ. En NEAR light klient kører i en kontrakt på Ethereum netværket, og en Ethereum light klient kører i en kontrakt på Near netværket. En relætjeneste videresender blokoverskrifter fra det ene netværk til det andet for at blive verificeret af lysklienterne på hver side. Dette kombineres med et optimistisk design, hvor observatører kan udfordre ugyldige transaktioner fra Near til Ethereum inden for en 4-timers periode.

LayerZero's Stargate

Stargate er en implementering af LayerZero, som er en aktivudvekslingsprotokol, der kræver et orakel og en relayer (to separate parter) for at validere hver transaktion. Stargate lancerede også for nylig en Pre-Crime System der simulerer hver transaktion og kontrollerer, at den resulterende brotilstand anses for gyldig, før den afsluttes.

Wanchain Bridge

Wanchain muliggør aktivoverførsel mellem flere lag 1- og lag 2-netværk. Et tærskeltal af eksterne validatorer skal logge af på hver transaktion ved hjælp af flerpartsberegning. Validatorer skal stille sikkerhed for hver transaktion, de behandler, for at tilskynde til at handle i god tro.

Crosschain-området udvikler sig hurtigt, og den fragmenterede og stadigt skiftende karakter af crosschain-teknologi har gjort det udfordrende for virksomheder at deltage. Efterhånden som rummet modnes, har virksomheder mulighed for at bruge crosschain-teknologier til at låse op for værdi i alle hjørner af blockchain-økosystemet; men for at gøre det, bliver vi nødt til at løse de største barrierer for adoption, som virksomheder står over for:

1. Sikkerhedsproblemer og uklar bedste praksis
2. Uensartede brotilgange, der ikke er fleksible eller konsekvente nok til at bygge videre på
3. Privatliv og lovgivningsmæssige krav

EEA har frigivet retningslinjer for crosschain-sikkerhed og arbejder på udkast til interoperabilitetsstandarder for at begynde at håndtere disse barrierer. Følg med i den næste artikel i serien om EEA Crosschain Interoperability Working Group.

For at lære om de mange fordele ved EØS-medlemskab, kontakt teammedlem James Harsh på  eller besøg https://entethalliance.org/become-a-member/.

Følg os på Twitter, LinkedIn , Facebook at holde sig opdateret om alt, hvad EØS angår.