跨链桥概述：我们现在的位置

由柏拉图重新发布

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作者：Angela Potter，ConsenSys 首席产品经理和 EEA 成员，来自 EEA 跨链互操作性工作组的意见

区块链的未来是多链的。第 2 层是关键部分以太坊扩容策略，我们已经看到显着增长过去一年中侧链和替代 Layer 1 的数量。虽然有一些辩论关于这个多链世界未来会是什么样子，我们知道新的区块链网络正在迅速涌现，用户越来越需要以一种有凝聚力的方式与多个异构区块链进行交互。

如今，主要的跨链用例是将资产从一条链桥接到另一条链，以便获得仅在特定链上可用的一些机会。机会可能是购买数字资产；参与高收益的 DeFi 协议；玩基于区块链的游戏；或者只是与不同链上的个人做生意。

我们只是触及了跨链桥的机遇（和风险）的表面。在过去的几个月里，两起大规模的桥梁黑客攻击导致总计约 1 亿美元的资金被盗。这虫洞桥破解（320 亿美元）是由于智能合约错误造成的；而 Ronin 桥被黑客攻击可以通过更加分散的桥设计来防止（请参阅下面的外部验证器部分中的更多讨论）。透明和信任最小化的桥梁设计从未如此重要。

资产过桥是什么意思？

尽管我们可以想象多个区块链可能需要无数种交互方式，但当今的技术主要集中于使用户能够将资金从一条链转移到另一条链。桥梁实际上是如何实现这一目标的？我们今天看到两种高级方法。

1、资产转让

资产转移涉及将代币锁定在链 A 上的托管中，并在链 B 上铸造一些等价（“包装”）代币。当以相反方向桥接时，包装代币将在链 B 上燃烧，并从链 A 上的托管中解锁。使用此方法，B 链上的代币始终由 A 链上的桥接合约中持有的资金直接支持。

这种方法的主要缺点是，A 链上的桥接合约中可能会锁定大量价值存储。如果这些代币受到损害，B 链上所有包装的代币都将失去其价值。

2. 资产交换

通过交易所，A 链上的用户与 B 链上的用户进行代币交易。除了交易所执行之外，不会托管任何资金，也不需要铸造或支持任何代币；任意两个原生代币都可以直接交易。缺点是，如果我想将资金转移到另一个链上，我需要在我的目标链上找到一个用户（或流动性提供者）来完成我的另一半交易。

桥梁如何验证？

为了跨两个区块链进行资产转移或资产交换，每条链上必须发生并行交易。必须有某种机制来确保资金确实已经在源链上支付，以便相应的资产可以在目的链上铸造、释放或转移。这些方法的信任模型有所不同：信任最小化桥除了参与传输的两条链之外不添加新的信任假设，这是理想的；但这在实践中可能很难实现，如下所述。

有四种主要方法用于验证源交易和启动目标交易。

1. 外部验证器

一组可信的验证器验证代币是否已存入源链，从而允许在目的地铸造或提取代币。该方式可用于资产转移或资产交换，且设置简单；但它在涉及转移的两条链之外添加了额外的信任假设。这是当今市场上桥接器中最常见的验证方法，验证器总数通常从 1 到 50 不等，具体取决于桥接器，并且大多数需要签署每笔交易才能通过。

最近，Ronin 桥被黑客攻击，损失了 650 亿美元，当时恶意行为者获取了 5 个验证器中的 9 个验证器的密钥，这使他们能够签署欺诈性交易。这凸显了让大量独立方保护桥梁安全（或使用下面概述的一种或多种其他验证方法）的重要性。

2.乐观

在此方法中，除非观察者标记，否则交易被假定为有效。每笔提交的交易都有一个挑战期，在此期间观察者因识别欺诈行为而获得奖励。挑战期结束后，交易即告完成。这种方法比外部验证者具有更少的信任假设，因为它只需要一个诚实的一方来防止欺诈。然而，由于挑战期，交易需要更长的时间（从 30 分钟到一周），并且必须适当激励观察者持续监控交易。乐观汇总的本机退出是典型的示例，使用汇总的底层安全性从 L2 移动到 L1；但您也可以拥有一个独立的乐观桥接协议，带有自己的一组外部观察者，可以跨任何两个链使用。

3. 原子交换

该方法用于资产交换，其安全性依赖于合约代码。最常见的方法是哈希时间锁定合约（HTLC），其中用户只能在双方将资金存入其源链后才能在各自的目标链上检索资金。如果一方未能存款，则所有内容都会在超时后恢复。这种方法是信任最小化的，但要求双方在交换期间保持在线，以便从另一方提取资金，这可能会给最终用户带来摩擦。

4. 轻客户端中继

块头和证明从源链转发到目标链上的合约，目标链通过运行源链共识机制的轻客户端来验证它们。这种方法是信任最小化的，最常用于资产转移，但它也可以应用于资产交换或其他更一般的用例。然而，实现会带来很大的开销：必须为桥支持的每对源/目标链开发一个轻客户端；一旦开发出来，运行起来可能需要大量计算。

桥接方法有很多种，其中一些结合了上面概述的几种设计。有许多跨链项目，包括 Cosmos、Polkadot、Chainlink CCIP 和 Hyperledger Cactus 等互操作网络；但出于本概述的目的，我们将重点关注支持以太坊主网的桥。以下是当今市场上支持这些网络之间桥接的桥接器的一些示例。

Connext 的 Amarok

Connext 计划在 6 月发布新的升级版本，名为 Amarok的，将他们的设计从原子交换转变为使用的资产交换网络 Nomad 的乐观协议解决欺诈索赔。流动性提供商在等待 Nomad 的 30 分钟挑战期的同时，通过前置资金实现快速转账。

啤酒花交换

资金于合被锁定在以太坊上并由本机 rollup 桥提供保护，而流动性提供商通过前置资金铸造代币来允许 L2 之间的快速转移。作为桥接交易的一部分，打包的代币会通过 AMM 自动交换回规范代币。

近彩虹桥

彩虹桥通过轻客户端中继实现以太坊和 NEAR 网络之间的资产转移。 NEAR 轻客户端在以太坊网络上的合约中运行，以太坊轻客户端在近网络上的合约中运行。中继服务将块头从一个网络转发到另一个网络，以由每一侧的轻客户端进行验证。这与乐观的设计相结合，观察者可以在 4 小时内挑战从近端到以太坊的无效交易。