Crosschain Bridges Oversikt: Hvor vi er nå

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

Fremtiden til blockchain er multichain. Lag 2 er en nøkkeldel av Ethereum-skaleringsstrategien, og vi har sett betydelig vekst av sidekjeder og alternative lag 1 det siste året. Selv om det er det litt debatt om hvordan denne multikjedeverdenen vil se ut i fremtiden, vet vi at nye blokkjedenettverk dukker opp raskt, og brukere har et økende behov for å samhandle med flere heterogene blokkjeder på en sammenhengende måte.

I dag er den viktigste brukssaken for krysskjeder å bygge bro mellom eiendeler fra en kjede til en annen for å få tilgang til en mulighet som bare er tilgjengelig i en bestemt kjede. Muligheten kan være å kjøpe en digital ressurs; delta i en høyytelsesdefi-protokoll; spille et blokkjedebasert spill; eller bare gjøre forretninger med en person i en annen kjede.

Vi skraper bare i overflaten av mulighetene (og risikoene) ved krysskjedebroer. I løpet av de siste månedene har to massive brohakk resultert i ca. 1 milliard dollar i totalt stjålne midler. De Hack av ormehullsbro ($320M) skyldtes en smart kontraktfeil; mens Ronin-brohacket kunne vært forhindret med en mer desentralisert brodesign (se mer diskusjon i delen Eksterne validatorer nedenfor). Gjennomsiktig og tillitsminimert brodesign har aldri vært viktigere.

Hva betyr det å bygge bro mellom eiendeler?

Selv om vi kan forestille oss utallige måter som flere blokkjeder kan trenge for å samhandle, er dagens teknologier først og fremst fokusert på å gjøre det mulig for brukere å flytte midler fra en kjede til en annen. Hvordan oppnår broer egentlig dette? Det er to metoder på høyt nivå vi ser i dag.

1. Eiendelsoverføring

Eiendelsoverføring innebærer å låse tokens i deponeringen på kjede A, og prege noen tilsvarende («innpakket») tokens på kjede B. Ved brobygging i motsatt retning brennes innpakkede tokens på kjede B og låses opp fra deponeringen på kjede A. Med denne metoden , er tokens på kjede B alltid direkte støttet av midler som holdes i brokontrakten på kjede A.

Hovedulempen med denne tilnærmingen er at det kan være et stort verdilager låst i brokontrakten på kjede A. Hvis disse tokenene skulle bli kompromittert, ville alle innpakket tokens på kjede B miste sin verdi.

2. Eiendelsbytte

Med en utveksling bytter en bruker på kjede A tokens med en bruker på kjede B. Ingen midler er deponert utover gjennomføringen av utvekslingen, og ingen tokens trenger å være preget eller støttet; to native tokens kan omsettes direkte. Ulempen er at hvis jeg ønsker å flytte midler til en annen kjede, må jeg finne en bruker (eller likviditetsleverandør) på destinasjonskjeden min for å oppfylle den andre halvdelen av handelen min.

Hvordan valideres broer?

For å gjennomføre en aktivaoverføring eller en aktivautveksling på tvers av to blokkkjeder, må parallelle transaksjoner skje på hver kjede. Det må være en mekanisme for å sikre at midler faktisk er betalt på kildekjeden, slik at tilsvarende eiendeler kan preges, frigis eller overføres til destinasjonskjeden. Disse metodene varierer i tillitsmodeller: en tillitsminimert bro legger ingen nye tillitsforutsetninger utover de to kjedene som er involvert i overføringen, noe som er ideelt; men dette kan være vanskelig å oppnå i praksis som diskutert nedenfor.

Det er fire primære metoder for å validere kildetransaksjonen og starte måltransaksjonen.

1. Eksterne validatorer

Et pålitelig sett med validatorer bekrefter at tokens har blitt deponert på kildekjeden, slik at tokens kan preges eller trekkes ut på destinasjonen. Denne metoden kan brukes til aktivaoverføring eller aktivautveksling, og den er enkel å sette opp; men det legger til ytterligere tillitsforutsetninger utover de to kjedene som er involvert i overføringen. Dette er den vanligste verifiseringsmetoden blant broer på markedet i dag, med det totale antallet validatorer som vanligvis varierer fra én til femti avhengig av broen, og et flertall må signere hver transaksjon for at den skal gå gjennom.

Det nylige Ronin bridge-hacket for $650 millioner skjedde da en ondsinnet skuespiller skaffet nøklene til 5 av 9 validatorer, noe som gjorde dem i stand til å signere en uredelig transaksjon. Dette fremhever viktigheten av å ha et stort antall uavhengige parter som sikrer broen (eller bruker en eller flere av de andre valideringsmetodene som er skissert nedenfor).

2. Optimistisk

I denne metoden antas transaksjoner å være gyldige med mindre de er flagget av en overvåker. Hver innsendt transaksjon har en utfordringsperiode der overvåkere blir belønnet for å identifisere svindel. Når utfordringsperioden er over, er transaksjonen fullført. Denne tilnærmingen har færre tillitsforutsetninger enn eksterne validatorer, da den bare krever en enkelt ærlig part for å forhindre svindel. Imidlertid tar transaksjoner lengre tid (alt fra 30 minutter til en uke) på grunn av utfordringsperioden, og overvåkere må få riktig incentiver til å kontinuerlig overvåke transaksjoner. En native exit fra en optimistisk rollup er det klassiske eksemplet, ved å bruke den underliggende sikkerheten til rollupen for å gå fra L2 til L1; men du kan også ha en frittstående optimistisk broprotokoll med sitt eget sett med eksterne overvåkere, som kan brukes på tvers av to kjeder.

3. Atombytte

Denne metoden, som brukes til utveksling av eiendeler, er avhengig av kontraktskode for sikkerheten. Den vanligste tilnærmingen er en hash timelock-kontrakt (HTLC), der brukere kun kan hente midler på sine respektive destinasjonskjeder etter at begge parter har satt inn midler på sine kildekjeder. Hvis den ene parten ikke klarer å sette inn, blir alt tilbakestilt etter en timeout-periode. Denne metoden er tillitsminimert, men krever at begge parter forblir online under byttets varighet for å ta ut penger på den andre siden, noe som kan forårsake friksjon for sluttbrukere.

4. Lett klientrelé

Blokkoverskrifter og bevis blir videresendt fra kildekjeden til en kontrakt på destinasjonskjeden, som verifiserer dem ved å kjøre en lett klient av kildekjedens konsensusmekanisme. Denne metoden er tillitsminimering og brukes oftest for overføring av eiendeler, men den kan brukes på aktivautveksling eller andre mer generelle brukssaker. Implementering kommer imidlertid med mye overhead: en lett klient må utvikles for hvert par av kilde-/destinasjonskjeder som broen støtter; og når den først er utviklet, kan den være beregningsintensiv å kjøre.

Det er mange tilnærminger til brobygging, hvorav noen kombinerer flere av designene som er skissert ovenfor. Det er mange krysskjedeprosjekter der ute, inkludert interoperabilitetsnettverk som Cosmos, Polkadot, Chainlink CCIP og Hyperledger Cactus; men for formålet med denne oversikten vil vi fokusere på broer som støtter Ethereum mainnet. Her er noen eksempler på broer i markedet i dag som støtter brobygging mellom disse nettverkene.

Connexts Amarok

Connext planlegger å gi ut en ny oppgradering i juni kalt Amarok, bytte design fra atombytter til et aktivautvekslingsnettverk som bruker Nomads optimistiske protokoll for å avgjøre svindelkrav. Likviditetstilbydere muliggjør raske overføringer ved å fronte midler mens de venter på den 30-minutters utfordringsperioden på Nomad.

Humlebytte

Midler inn Hop er låst på Ethereum og sikret av den native rollup-broen, mens likviditetsleverandører tillater raske overføringer mellom L2-er ved å fronte midler til mynte-tokens. Innpakkede tokens byttes automatisk tilbake til kanoniske tokens via AMM-er som en del av brotransaksjonen.

NÆR Regnbuebroen

Rainbow Bridge muliggjør aktivaoverføring mellom Ethereum- og NEAR-nettverkene via lett klientrelé. En NEAR light-klient kjører i en kontrakt på Ethereum-nettverket, og en Ethereum light-klient kjører i en kontrakt på Near-nettverket. En relétjeneste videresender blokkhoder fra ett nettverk til det andre for å bli verifisert av lysklientene på hver side. Dette er kombinert med et optimistisk design, der overvåkere kan utfordre ugyldige transaksjoner fra Near til Ethereum innen en 4-timers periode.

LayerZero sin Stargate

Stargate er en implementering av LayerZero, som er en aktivautvekslingsprotokoll som krever et orakel og en relayer (to separate parter) for å validere hver transaksjon. Stargate har også nylig rullet ut en Pre-Crime System som simulerer hver transaksjon og kontrollerer at den resulterende brotilstanden anses som gyldig før den fullføres.

Wanchain Bridge

Wanchain muliggjør overføring av aktiva mellom flere lag 1- og lag 2-nettverk. Et terskelantall eksterne validatorer må logge av hver transaksjon ved hjelp av flerpartsberegning. Validatorer må stille sikkerhet for hver transaksjon de behandler for å oppmuntre til å handle i god tro.

Krysskjedeområdet utvikler seg raskt, og den fragmenterte og stadig skiftende karakteren til krysskjedeteknologi har gjort det utfordrende for bedrifter å delta. Etter hvert som plassen modnes, har bedrifter en mulighet til å bruke krysskjedeteknologier for å låse opp verdier i alle hjørner av blokkjedeøkosystemet; men for å gjøre det, må vi løse de største barrierene for adopsjon som bedrifter står overfor:

1. Sikkerhetsproblemer og uklare beste praksiser
2. Ulike brotilnærminger som ikke er fleksible eller konsistente nok til å bygge på
3. Personvern og regulatoriske krav

EØS har gitt ut sikkerhetsretningslinjer for krysskjeder og jobber med utkast til interoperabilitetsstandarder for å begynne å adressere disse barrierene. Følg med for neste artikkel i serien om EEA Crosschain Interoperability Working Group.

For å lære om de mange fordelene med EØS-medlemskap, ta kontakt med teammedlem James Harsh på  eller besøk https://entethalliance.org/become-a-member/.

Følg oss på Twitter, Linkedin og  Facebook  for å holde deg oppdatert på alt som har med EØS å gjøre.